昆钢菱铁矿开发利用试验研究.doc

昆钢菱铁矿开发利用试验研究【摘 要】本文主要介绍了昆钢王家滩菱铁矿焙烧磁选实验室试验的情况，归纳总结出适宜工艺参数，提出了开发利用王家滩菱铁矿的加工方法。【关键词】菱铁矿 磁化焙烧 磁选 回收率1.前言王家滩菱铁矿铁品位为27.82%，有害元素硫的含量较高，伴生元素MgO、Cu含量较高，含有大量的碳酸盐和硅酸盐，磁性弱，采用常规的选矿方法回收效果差；采用磁化焙烧，能使其物相发生转变，产生磁性。本次试验着力于焙烧选矿的工艺方面进行研究，目的是探索矿物磁性转化适宜的焙烧条件及选矿方法。试验得出，采用磁化焙烧磁选的方式处理品质较差的王家滩类型的菱铁矿，是开发利用该类矿物的重要途径之一。将焙烧温度控制在800左右，能使菱铁矿相转变最大，并可获得较好的分选指标。2.王家滩菱铁矿物理化学性能2.1 王家滩菱铁矿化学性能菱铁矿取于王家滩打矿箐工区，该菱铁矿铁品位较低，为27.82%， SiO2含量较高，为26.78%，S含量较高，为0.80%，属品质较差的菱铁矿。化学成份详见表1。表1 王家滩菱铁矿化学成份 %矿名TFeSiO2CaOMgOSPAl2O3MnPbZnK2ONa2OCu烧损菱铁矿27.8226.780.394.020.800.0102.281.180.0180.0740.410.0120.2925.772.2 王家滩菱铁矿矿相组成王家滩菱铁矿矿相中菱铁矿含量为55.00%，石英含量较高。矿相组成详见表2。表2 菱铁矿矿相组成 %矿名菱铁矿赤铁矿磁铁矿其它王家滩菱铁矿55.00/石英(40)3.马弗炉焙烧矿磁选管选矿试验 焙烧矿磁选管选矿试验的主要目的在于，寻求适合的焙烧温度范围，使经过焙烧后的菱铁矿能获得最大限度的磁性。3.1 焙烧方法磁化焙烧试验在马弗炉内进行，焙烧温度为500、600、700、900、1000、1100、1200。焙烧时将2kg粒度为20mm60mm的菱铁矿试样放入自然气氛的马弗炉内，加热升温速度控制在10/min15/min，炉温达到设定焙烧温度后保温30min，然后取出试样并立即将其放入冷水中进行冷却，防止焙烧矿在空气中的氧化，之后将滤去水的试样放入干燥箱，在105温度下进行烘干处理。3.2 焙烧矿磁选管试验条件将焙烧处理好的矿进行粗碎、中碎、细磨处理，磁选管试验的入选矿磨矿细度-200目为98.10%、磁场强度为95KA/M。3.3 焙烧温度的磁选管选矿试验将经焙烧和磨矿处理的矿放入直径为60mm、长800mm的磁选管中进行分选，（1）500时，由于碳酸铁分解不充分，磁性较弱，精矿产率、品位、回收率均较低；（2）600时，精矿产率最高，为95.24%，回收率也最高，为95.53%；（3）700时，精矿产率为75.34%，回收率为62.68%；（4）900时，精矿产率为56.67%，回收率为82.40%；（5）1000时精矿产率出现拐点，1000、1100、1200时的精矿产率均低于50.00%；（6）1000时，磁选精矿品位最高，为57.84%，其次1100时品位为55.83%，1200品位为52.92%，其余均小于50.00%。 结果见表3。表3 焙烧温度试验结果温度磁选管精矿磁选管尾矿产率（%）品位（%）回收率（0产率（%）品位（%）回收率（%）产率（%）品位（%）回收率（%）50048.4524.9544.5551.5529.1955.45100.0027.14100.0060095.2437.5295.534.7635.134.47100.0037.41100.0070075.3422.1162.6824.6640.2237.32100.0036.23100.0090056.6753.3282.4043.3314.8917.60100.0036.67100.00100045.3357.8481.5454.6710.8618.46100.0032.16100.00110044.8355.8373.4555.1716.4026.55100.0034.08100.00120049.3252.9287.6750.687.2412.33100.0029.77100.00由以上结果可以得出，在自然气氛条件下，焙烧温度小于500时，焙烧后的菱铁矿磁性较弱；600以上温度焙烧所获得的菱铁矿具有较强的磁性；焙烧温度超过1000后磁选管磁选精矿产率下降，这与发生Fe3O4转变为Fe2O3，即磁性矿物减少有关，所以焙烧温度应控制在600950。4.回转窑焙烧矿磁选试验4.1 焙烧方法将20kg粒度为20mm60mm的菱铁矿放入内径为400mm、长为1200mm的回转窑内焙烧，采用混合煤气燃烧加热，回转窑升温速度10/min15/min，回转窑磁化焙烧温度分别设定为700、850和950，达到设定温度后保温30min，然后将焙烧矿取出并立即放入水中冷却，之后将水滤出，再把焙烧矿放入105的干燥箱中进行烘干处理。4.2 焙烧矿样的成份三个不同温度条件下焙烧后的菱铁矿，（1）TFe提高到34.73%37.67%；（2）SiO2含量升高到31.37%35.80%；（3）S含量从原矿的0.80%降为0.190%0.659%；（4）S含量随焙烧温度升高而降低。成份见表4。表4 三个不同温度下焙烧矿的主要元素含量 %焙烧温度TFeSiO2S70037.6731.370.65985035.6134.550.47495034.7335.800.1904.3 700焙烧矿磁选试验4.3.1 粒度分析700焙烧矿-0.450mm+0.076mm级别的品位较高，+0.900mm和-0.076mm级别的品位不高，说明金属主要分布在中粒级内。粒度分析见表5。表5 700焙烧矿粒度分析结果粒度（mm）产率（%）品位（%）金属占有率（%）个别累计个别累计+0.90027.27/28.8920.93/-0.900+0.45026.1453.4138.6126.8147.74-0.450+0.20020.6174.0243.3623.7471.48-0.200+0.1258.5782.5943.9910.0181.49-0.125+0.0972.5185.1042.382.8284.31-0.097+0.0762.3987.4941.622.6486.95-0.07612.51100.0039.2613.05100.00100.00/37.65100.00/4.3.2 磨矿细度试验试验采用球磨机进行，磨矿浓度为50.00%，入磨粒度为-2mm。试验采用弱磁选，磁场强度为95.54KA/M。磨矿细度试验得出：-200目为50.00%时的精矿产率和回收率最高，表明铁矿物与脉石在此条件下单体分离较好。结果见表6。表6 700焙烧矿磨矿细度试验结果细度精矿尾矿产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%35.0052.8557.1580.2647.1515.7619.74100.0037.64100.0050.0055.8857.4585.5844.1212.2614.42100.0037.51100.0065.0052.1658.0079.9547.8415.8620.05100.0037.84100.0085.0052.9558.0080.9547.0515.3619.05100.0037.94100.004.3.3 磨矿细度-200目为50.00%的弱磁一粗一精一扫流程试验根据磨矿细度试验结果进行以下流程试验，试验条件：磨矿细度为50.00%，弱磁粗选的磁场强度与前面相同，精选的磁场强度为79KA/M，扫选磁场强度为114KA/M。焙烧温度为700，磁选试验流程见图1。 700焙烧矿磁选流程试验得出：精选的尾矿品位高达53.70%，说明其中含有部分弱磁性矿物，在低磁场强度下进入尾矿中，可见精选不必要；扫选的精矿品位为53.52%，可以合并为精矿，扫选有必要。结果见表7。表7 700焙烧矿磁选流程试验结果产品名称产率（%）品位（%）回收率（%）个别累计个别累计精选精矿47.32/58.8674.59/精选尾矿5.5252.8453.707.9482.53扫选精矿6.0458.8853.528.6691.19扫选尾矿41.12100.008.008.81100.00100.00/37.34100.00/焙烧矿焙烧矿100.00 37.34 100.00 35.96 产率% 品位%弱磁粗选 100.00 弱磁粗选100.00 回收率%52.84 58.32 47.16 13.83 56.92 56.07 43.08 9.23弱磁精选 82.53 弱磁扫选 17.4788.76 11.24弱磁扫选47.32 58.86 5.52 53.70 6.04 53.52 41.12 8.00 1.57 45.87 41.51 8.0074.59 7.94 8.66 8.812.00 9.2458.88 57.8391.19精矿 尾矿精矿 尾矿图1 700焙烧矿磁选试验流程 图2 850焙烧矿磁选试验流程4.4 850焙烧矿磁选试验4.4.1 粒度分析850焙烧矿粒度分析得出：随着矿粒细度的增加，铁品位在不断提高，说明金属主要分布于-0.45mm的粒级内。结果见表8。表8 850焙烧矿粒度分析结果粒度（mm）产率（%）品位（%）金属占有率（%）个别累计个别累计+0.90039.65/27.3530.31/-0.900+0.45026.8566.5038.4128.8259.13-0.450+0.20017.5784.0743.3821.3080.43-0.200+0.1256.5290.5944.898.1888.61-0.125+0.0971.7692.3544.542.1990.80-0.097+0.0761.6393.9844.752.0492.84-0.0766.02100.0042.557.16100.00100.00/35.78100.00/4.4.2 磨矿细度试验850焙烧矿磨矿细度试验得出：磨矿条件与前面相同，试验采用弱磁选机，磁场强度为95KA/M。从表9中可以看出，磨矿细度45.00%的回收率最高，精矿品位与磨矿细度为90.00%相比低1.05个百分点，但回收率高5.91个百分点，可见磨矿细度为45.00%的分选指标较理想。结果见表9。表9 850焙烧矿磨矿细度试验结果细度精矿尾矿产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%35.0058.9654.5389.6641.049.0310.34100.0035.86100.0045.0057.2555.6390.3842.757.939.62100.0035.21100.0060.0055.7056.3688.7044.309.0311.30100.0035.39100.0075.0053.3556.5785.7246.6510.7814.28100.0035.21100.0090.0053.0456.6884.4746.9611.7715.53100.0037.94100.00流程试验 焙烧温度为850磨矿细度45.00%弱磁一精一扫流程试验分选条件：流程试验的磨矿细度为45.00%，弱磁粗选的磁场强度为95KA/M，扫选的磁场强度为114KA/M。试验流程见图2。 850焙烧矿磨矿细度为45.00%的弱磁一精一扫流程试验得出：扫选的精矿品位只有45.87%，离产品质量的要求较远，扫选必要性不大。结果见表10。表10 850焙烧矿磨矿细度为45.00%弱磁一精一扫流程试验结果产品名称产率（%）品位（%）回收率（%）个别累计个别累计精选精矿56.92/56.0788.76/扫选精矿1.5758.4945.872.0090.74扫选尾矿41.51100.008.009.24100.00100.00/35.96100.00/ 磨矿细度为90.00%的弱磁一粗一精一扫流程试验分选条件：粗选磁场强度为95KA/M，精选磁场强度为79KA/M，扫选磁场强度114KA/M。试验流程见图3。从表11中可以看出：当磨矿细度为90.00%时，精选精矿品位比较高，扫选的精矿品位比磨矿细度45.00%也高，用磨矿细度为90.00%的总精矿与磨矿细度为45.00%的粗选精矿相比较，磨矿细度90.00%的精矿品位比磨矿细度45.00%高0.94%，回收率高0.94%，提高的幅度小，采用磨矿细度为45.00%的一次粗选较经济。焙烧矿 焙烧矿100.00 36.00 产率，% 品位，%100.00 35.39 产率，% 品位，%弱磁粗选 100.00 回收率，%弱磁粗选100.00 回收率，%51.35 57.06 48.65 13.8054.87 56.02 45.13 10.30弱磁精选 81.35 弱磁扫选18.65弱磁精选86.86 13.14 弱磁扫选40.62 57.90 10.73 53.73 6.85 54.38 51.04 56.61 3.83 48.19 3.68 50.25 41.45 6.7565.33 16.02 10.35 41.80 7.15 81.65 5.21 5.23 7.9158.20 56.748.30 54.72 56.18 45.28 10.2691.7086.8813.12精矿 尾矿精矿 尾矿图3 850焙烧矿磁选试验流程 图4 1000焙烧矿磁选试验流程850焙烧矿磨矿细度为90.00%的弱磁一粗一精一扫流程试验结果见表11。焙烧温度均为850，磨矿细度-200目为45.00%与磨矿细度90%不同磨矿细度的试验结果对比看出：（1）精矿产率前者比后者高16.30个百分点；（2）精矿回收率前者比后者高23.43个百分点；（3）精矿品位前者比后者低0.83个百分点。可见磨矿细度为45.00%比磨矿细度为90.00%合理。表11 850焙烧矿磨矿细度为90.00%弱磁一粗一精一扫流程试验结果产品名称产率（%）品位（%）回收率（%）个别累计个别累计精选精矿40.62/57.9065.33/精选尾矿10.7351.3553.7516.0281.35扫选精矿6.8558.2054.3810.3891.70扫选尾矿41.80100.007.158.30100.00100.00/36.00100.00/4.5 950焙烧矿磁选试验4.5.1 粒度分析950焙烧矿入选粒度，中粒级的品位高，粗粒级和细粒级的品位低。分析结果见表12。表12 950焙烧矿入选粒度分析结果粒度（mm）产率（%）品位（%）金属占有率（%）个别累计个别累计+0.90025.94/28.2320.87/-0.900+0.45027.3253.2635.2527.4548.32-0.450+0.20020.9574.2140.3024.0772.39-0.200+0.1258.7782.9840.9510.2482.63-0.125+0.0972.0084.9839.492.2584.88-0.097+0.0762.6687.6438.552.9287.80-0.07612.36100.0034.6512.20100.00100.00/35.08100.00/4.5.2 磨矿细度试验磨矿条件与前面相同，试验采用弱磁选机，磁场强度为95KA/M。950焙烧矿磨矿细度为75.00%的分选指标相对较好。结果见表13。表13 950焙烧矿磨矿细度试验结果细度精矿尾矿产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%35.0047.1655.0374.0451.8417.2225.96100.0035.05100.0050.0033.2854.9852.5966.7224.7247.41100.0034.79100.0075.0054.8756.0286.8645.1310.3013.14100.0035.39100.0090.0052.7156.0882.3647.2913.3917.64100.0035.89100.004.5.3 磨矿细度为75.00%的弱磁一粗一精一扫流程试验分选条件：流程试验的磨矿细度为75.00%，弱磁粗选的磁场强度为95KA/M，精选磁场强度为79KA/M，扫选的磁场强度为114KA/M。试验流程见图4。950焙烧矿磨矿细度为45.00%的弱磁一粗一精一扫流程试验结果见表14。表14 950焙烧矿磨矿细度为45.00%弱磁一粗一精一扫流程试验结果产品名称产率（%）品位（%）回收率（%）个别累计个别累计精选精矿51.04/56.6181.65/精选尾矿3.8354.8748.195.2186.86扫选精矿3.6858.5550.255.2392.09扫选尾矿41.45100.006.757.91100.00100.00/35.39100.00/从图4和表14中可以看出，扫选的精矿品位50.25%，可以合并为精矿。4.6 结果分析分别对焙烧后的四个矿样进行选矿试验，样品制备为-2mm。在寻求到较佳磨矿细度的情况下，进行弱磁选流程试验得出：焙烧温度为700经磁选的精矿品位较高，而且回收率仅比焙烧温度为950的低0.51%，可见分选指标较好。结果见表15。表15 四个矿样流程试验结果表温度精矿尾矿产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%产率，%品位，%回收率，%70058.8857.8391.1941.128.008.81100.0037.34100.00850（流程）56.9256.0788.7643.089.2311.24100.0035.96100.00850（流程）58.2056.7491.7041.807.158.30100.00