黄金尾矿中铁的回收试验研究

1、黄金尾矿中铁的回收试验研究关键词：黄金尾矿，磁选，重选0. 前言矿产资源是人类生存和开展的重要物质根底，人类对矿产资源的利用也在随年增加。据不完全统计，自2000年以来，全世界每年开采各种矿产150亿吨以上。我国一直是矿产资源的开发和使用大国，95%的能源和85%的材料产生了大量的尾矿。目前我国的尾矿主要采取堆放填埋的方式处置，不仅对环境造成了较为严重的污染，并且极大地消耗着土地资源。与此同时，尾矿中含有多种有用元素，其中不乏我国稀缺原料【1】。以沂南金矿为例，年处理矿石量48万吨，尾矿产生率92%，年尾矿产生量共计43万吨。原矿中金属元素种类多，黄金品位低，尾矿产生量大且未能有效利用，现建有

2、两个尾矿库并已堆满。如能有效的开展尾矿综合利用，可防止尾矿中有用成分的流失，具有一定的经济效益和社会效益 【2】。2 试验原料试验用尾矿样为了不使矿样过度氧化，该尾样的处理是在实验室阴凉处晾干，然后混匀、缩分、取分析样，其余置枯燥处以备试验用。从外观上看，该尾样的颜色为赤褐色，其筛析结果及多元素分析结果见表1、2。表1 试样筛分结果Table.1Result of ore sample griddling 粒级/目 重量/g 产率/% 累计产率/% 铁品位/% 铁分配率/% +40 3.7 0.74 0.74 6.58 0.62 -40+80 43.1 8.66 9.40 5.81 6.45

3、-80+120 134.2 26.95 36.35 7.12 24.59 -120+150 37.1 7.45 43.80 9.06 8.65 -150+180 28.2 5.67 49.67 9.16 6.66 -180+200 38.0 7.63 57.1 9.66 9.44 -200 213.6 42.90 100.00 7.93 43.59 (尾矿) 497.9 100.00 100.00 7.80 100.00 从表1可知，试样-200 目的产率和铁分配率接近50%，可见尾矿中细粒物质占了较大比重，铁在细粒级中明显富集。表2试样多元素化学分析结果Table.2Result of or

4、e sample polyelement analyzing 化学成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO SO3 K2O TiO2 NaO2 MnO TFe Fe2O3 含量/% 34.84 13.08 9.58 8.56 3.46 2.31 0.7803 0.7784 0.3132 7.80 21.29 从表2可知，矿样中Fe2O3赤铁矿含量较高，可得出物料中强磁性矿物很少，大局部为弱磁性铁矿物。因此本试验的重点应是如何高效回收高品质的弱磁性铁矿物质。3 试验结果及分析3.1 矿样可磨性取原矿试样500g，矿浆浓度75%，经XMQ240 x90锥型球磨机磨矿后，用200目湿筛筛分，然后将

5、筛上物烘干、称重，计算0.074mm产物的百分含量，试验结果见表3。表3 试样磨矿试验结果Table.3Result of ore sample grinding 磨矿时间/min 0 2 4 6 8 10 -0.0074mm的产率/% 43.59 76.46 84.74 85.48 88.96 87.76 3.2 弱磁场磁选条件试验弱磁场磁选条件试验在XCRS-400 x240电磁湿法多用鼓形弱磁选机中进行，有顺流式、逆流式、半逆流式三种工作方式。本试验弱磁选机采用半逆流的工作方式，主要工艺因素包括磨矿细度和磁场强度【3】。表4 弱磁选磨矿细度试验结果Table.4Result of low

6、-intensity magnetic separation underdifferent mog 磨矿时间/min -0.074mm的产率/% 精矿产率/% 铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 0 43.59 0.49 31.11 2.10 给矿时间：3min 磁场强度：200kA/m 2 76.46 0.31 37.62 1.61 4 84.74 0.36 48.03 2.13 6 85.48 0.87 53.71 5.60 8 88.96 0.7 52.23 4.37 10 87.76 0.68 54.17 4.50 从表4可知，随着磨矿时间增加，铁回收率波动较大，精矿铁品位大体呈上升趋

7、势，在10min时到达最大值60.35%，铁回收率到达较高值4.50%。综合考虑铁品位和铁回收率，选择磨矿时间10min作为下面试验的适宜条件。取原矿 500g，磨矿时间10 min，磁场强度分别取150kA/m、180kA/m、210kA/m、240kA/m，弱磁场磁场强度试验结果见表5。表5 弱磁选磁场强度试验结果Table.5Result of low-intensity magnetic separation underdifferent magnetic strength 磁场强度/kAm-1 产品 产率/% 铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 150 精矿 0.75 62.54 4

8、.08 给矿时间：3min 磨矿时间：6min 尾矿 99.25 8.35 95.92 原矿 100.00 8.61 100.00 180 精矿 0.78 59.85 4.52 尾矿 99.22 8.22 95.48 原矿 100.00 8.54 100.00 210 精矿 0.61 58.75 3.70 尾矿 99.39 7.98 96.30 原矿 100.00 8.24 100.00 240 精矿 0.57 57.64 3.39 尾矿 99.43 7.75 96.61 原矿 100.00 7.98 100.00 从表5可知，随着场强增大，铁回收率变化不明显，在场强180kA/m时到达最大值

9、4.52%。而精矿铁品位逐渐降低，在磁场强度150kA/m时到达最大值62.54%，铁回收率也到达较高值4.08%。考虑市场对铁精粉首先要求的是品位，在保证一定的品位并且兼顾回收率的同时，确定弱磁选的最正确磁场强度为150kA/m。3.3 强磁场磁选条件试验选取弱磁场磁选试验后的尾矿作为强磁场磁选的原样。按照上面的最正确弱磁选条件，连续运转弱磁选机制取一批样，烘干缩分后装袋，以备强磁选试验用。试验设备采用的是周期式脉动高梯度磁选机，主要的影响因素有磁介质、磁通密度即磁场强度、脉动及漂洗时间等。取矿样100g二份，暂选磁通密度1.077T，脉动100次/分，给矿浓度20%，漂洗时间60s，强磁选

10、聚磁介质试验结果见表6。表6 强磁选聚磁介质试验结果Table.6Magnetic medium test result of high-intensity magnetic separation 磁介质种类 产品 重量/g 产率/% 铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 粗网 精矿 44 44.04 12.65 67.75 给矿浓度：20% 脉动：100次/min 磁通密度：1.077T 漂洗时间：60s 尾矿 55.9 55.96 4.74 32.25 原矿 99.9 100.00 8.22 100.00 细网 精矿 68.1 68.93 10.75 88.63 尾矿 24.6 31.07

11、3.06 11.37 原矿 98.8 100.00 8.36 100.00 从表6可知，试样细网的精矿产率比粗网要高20个多百分点，而粗网所截获的精矿铁品位要比细网要高出1.9个百分点。虽然就弱磁选尾矿强磁再选的目的而言，提高铁品位是试验的重点，但是铁回收率粗网要比细网低很多，所以暂时不能选定磁介质，要在下一步试验中继续比拟。取矿样100g，磁介质为粗网和细网，给矿浓度20%，脉动100次/分，漂洗时间60s，在磁通密度分别为0.552T、0.771T、0.925T、1.077T、1.277T下进行试验，结果见表7、8。表7 强磁选磁通密度试验结果1Table.7Result of high-

12、intensity magnetic separation underdifferent flux-density 磁通密度/T 产品 重量/g 产率/% 铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 0.552 精矿 29.2 30.13 15.72 55.03 磁介质：粗网 给矿浓度：20% 脉动：100次/min 漂洗时间：60s 尾矿 67.7 69.87 5.54 44.97 原矿 96.9 100.00 8.61 100.00 0.771 精矿 40.8 40.88 13.86 66.45 尾矿 59 59.12 4.84 33.55 原矿 99.8 100.00 8.53 100.00 0

13、.925 精矿 41.7 45.08 12.89 68.22 尾矿 50.8 54.92 4.93 31.78 原矿 92.5 100.00 8.52 100.00 1.077 精矿 52.1 50.05 12.61 72.05 尾矿 52 49.95 4.90 27.95 原矿 104.1 100.00 8.76 100.00 1.277 精矿 41.2 40.95 12.21 61.91 尾矿 59.4 59.05 5.21 38.09 原矿 100.6 100.00 8.08 100.00 表8 强磁选磁通密度试验结果2Table.8Result of high-intensity ma

14、gnetic separation underdifferent flux-density 磁通密度/T 产品 重量/g 产率/% 铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 0.552 精矿 69.4 68.78 10.54 88.22 磁介质：细网 给矿浓度：20% 脉动：100次/min 漂洗时间：60s 尾矿 31.5 31.22 3.10 11.78 原矿 100.9 100.00 8.22 100.00 0.771 精矿 68.2 68.96 10.83 88.07 尾矿 30.7 31.04 3.26 11.93 原矿 98.9 100.00 8.48 100.00 0.925 精矿 6

15、9.2 69.55 10.25 87.64 尾矿 30.3 30.45 3.30 12.36 原矿 99.5 100.00 8.13 100.00 1.077 精矿 70.8 71.16 10.36 89.56 尾矿 28.7 28.84 2.98 10.44 原矿 99.5 100.00 8.23 100.00 1.277 精矿 70 72.16 10.45 90.66 尾矿 27 27.84 2.79 9.34 原矿 97 100.00 8.32 100.00 比照表7、8可知，试样细网的精铁回收率比粗网要高10个多百分点，而粗网所截获的精矿铁品位比细网要高出5个多百分点。就弱磁选尾矿强磁

16、再选的目的而言，提高铁品位是试验的重点，所以选粗网作为磁介质。取矿样100g，粗网，磁通密度0.552T，给矿浓度20%，漂洗时间60s，脉动分别为50次/分、100次/分、150次/分及200次/分再往上，如250次/分、300次/分，因其对腔壁内的水体和即将给入的矿浆冲击过大【4】，易造成大量的矿浆喷溅出给矿口，影响试验结果，故不予以选定，强磁选脉动试验结果见表9。表9 强磁选脉动试验结果Table.9result of high-intensity magnetic separation underdifferent pulsation 脉动/ 次.min-1 产品 重量/g 产率/%

17、铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 50 精矿 37.2 39.08 13.54 63.18 磁介质：粗网 给矿浓度：20% 磁通密度：0.552T 漂洗时间：60s 尾矿 58 60.92 5.06 36.82 原矿 95.2 100.00 8.37 100.00 100 精矿 26.7 26.70 15.77 51.04 尾矿 73.3 73.30 5.44 48.96 原矿 100 100.00 8.14 100.00 150 精矿 24.8 24.82 15.82 46.92 尾矿 75.1 75.18 5.91 53.08 原矿 99.9 100.00 8.37 100.00 200

18、 精矿 16.8 17.18 19.08 39.11 尾矿 81 82.82 6.16 60.89 原矿 97.8 100.00 8.38 100.00 从表9可知，随着脉动增大，铁回收率逐渐减小，精铁品位大体呈增高趋势，在200次/min时到达最大值19.08%。在脉动150次/min时，铁品位到达较高值15.82%，铁回收率高于200次/min时6个多百分点。虽然弱磁尾矿的强磁再选注重于提高精矿铁品位，在保证较高的铁品位及理想的铁回收率时，应选能耗少、器械磨损度低的工艺因素，因此选脉动150次/min为最正确试验条件。取矿样100g，粗网，给矿浓度20%，脉动150次/min，磁通密度0.

19、552T，在漂洗时间分别取0s、30s、60s及90s的情况下进行漂洗时间条件试验，结果见表10。表10 强磁选漂洗时间试验结果Table.10Result of high-intensity magnetic separation underdifferent washing-time 漂洗时间/ S 产品 重量/g 产率/% 铁品位/% 铁回收率/% 试验条件 0 精矿 50.9 52.21 11.35 68.13 磁介质：粗网 给矿浓度：20% 磁通密度：0.552T 脉动：150次/min 尾矿 46.6 47.79 5.80 31.87 原矿 97.5 100.00 8.70 100

20、.00 30 精矿 40.9 41.61 12.98 62.24 尾矿 57.4 58.39 5.61 37.76 原矿 98.3 100.00 8.68 100.00 60 精矿 38.9 40.39 13.25 62.19 尾矿 57.4 59.61 5.46 37.81 原矿 96.3 100.00 8.61 100.00 90 精矿 37.2 38.83 13.33 59.29 尾矿 58.6 61.17 5.81 40.71 原矿 95.8 100.00 8.73 100.00 从表10可知，随着漂洗时间增长，精铁品位逐渐增大，铁回收率逐渐降低。原因是在一定的水流速度下，冲刷的水量增

21、加，磁链、磁团聚会被冲散或和一定量的水体汇融，使得磁性物质更加充分地被磁线圈吸附，但也相应的冲刷掉一些外层弱磁性物质【5】。在90s时，铁品位到达最大值13.33%，铁回收率到达59.29%，也较为理想，应选试验的最正确漂洗时间为90s。3.4 强磁场正交试验通过正交试验，确定最正确试验方案为脉动200分/min，磁通密度0.552T，漂洗时间90s，可确定各因素的重要程度为：磁通密度脉动流体力漂洗时间。通过对弱磁选尾矿的强磁试验，得到了品位18%以上，产率30%以上的精矿产品。这局部精矿未能到达市场要求，不能直接利用，为提高精矿品位和产率，需要进行再选处理。3.5 精矿再选试验按正交试验确定的最正确条件选出一批精矿出来，缩分，烘干后，混匀，备精矿再选试验用。试验采用的设备为LYS一2100 x1050型单层细砂摇床，铝合金床面，给矿最大粒度0.4mm，冲程15mm，冲次350次/min，横向坡度2.5，床面纵坡0.92，床条断面形状为矩形，给矿量065t/(台h)。取强磁精矿200g，试验结果见表11。表11 摇床重选分选工艺选别指标Table.11Index of gravitational separation 产品名称 产率/% 铁品位/% 回收率/% 摇床精矿 7.80 35.12 14.95 摇床中矿 17.43 15.15 14.40 摇床尾矿 74.77 17