我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，導(dǎo)致對鋼鐵產(chǎn)品的需求巨大。鐵礦石作為煉鐵的原料，其分選技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系到鐵礦石原料的利用水平。隨著容易選的礦石一天天減少，對于小儲量難選的礦石的開發(fā)利用顯得日益重要。
某鐵礦石的品位為46.16％，主要含鐵礦物為磁鐵礦和赤褐鐵礦，有害元素硫含量比較高，采用單一的磁選方法處理，其中弱磁性的赤褐鐵礦無法有效的利用。本研究針對該礦的性質(zhì)，采用磨礦-弱磁選-強(qiáng)磁粗選，粗精礦細(xì)磨精選-搖床掃選的工藝流程處理，可以獲得鐵礦品位和鐵回收率分別為：64.73％和16.51％的磁鐵礦精礦、及鐵品位和鐵回收率分別為56.51％和46.58％的赤褐鐵精礦，兩種鐵精礦硫含量均不超標(biāo)。
一．礦石的性質(zhì)
原礦化學(xué)多元素分析和鐵物相分析結(jié)果分別見下表1和表2。由表1和表2可得知，原礦中鐵主要是以磁鐵礦和赤褐鐵礦（多為赤褐鐵礦）形式存在，其余為少量碳酸鐵和黃鐵礦。
根據(jù)表1，原礦有害元素磷和砷含量不高，均低于0.10％，但硫偏高為0.36％；根據(jù)表2數(shù)據(jù)，原礦硫化鐵的鐵品位很低為0.045％，故原礦中硫不是來源于硫化鐵。原礦光譜分析結(jié)果表明，原礦的鋇含量較高為0.40％；因此，原礦中的大部分硫可能來自脈石礦物重晶石（BaSO4）。顯然，該種硫可以通過物理選礦方法去除。
二．試驗(yàn)研究及結(jié)果
1、原礦磨礦細(xì)度試驗(yàn)
原礦碎至2mm以下，選擇磁選管磁感應(yīng)強(qiáng)度0.15T，進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見下圖1。
由圖1可知，隨磨礦細(xì)度提高，弱磁選鐵精礦的鐵品位坩加，而鐵回收率減小；這是由于原礦磨礦粒度越細(xì)，鐵礦物解離越充分?？紤]到生產(chǎn)實(shí)際的可行性，磨礦細(xì)度為-0.074mm占90％，對應(yīng)弱磁鐵精礦的鐵品位達(dá)到65.71％ 。
2、原礦弱磁選試驗(yàn)
磨礦細(xì)度為-0.074mm占90％，鐵精礦指標(biāo)隨弱磁選的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化見圖2?？梢?，隨磁感應(yīng)強(qiáng)度提高，鐵精礦品位下降，鐵精礦收率上升。主要考慮鐵精礦的鐵品位指標(biāo)，原礦弱磁選的磁感應(yīng)強(qiáng)度選擇0.15T為宜。
3、原礦弱磁選尾礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)
由表2鐵物相分析結(jié)果，原礦中赤褐鐵礦的鐵分布率占總鐵的75.65％；因此，對該類鐵礦物的有效分選是實(shí)現(xiàn)原礦有效分選的關(guān)鍵因素。對該類型鐵礦物，應(yīng)用SLon-100周期式脈動髙梯度永磁筒式磁選機(jī)，固定脈動沖程6mm和沖次200r/min，選擇2 mm棒磁介質(zhì)，改變背景磁感應(yīng)強(qiáng)度，進(jìn)行脈動高梯度磁選試驗(yàn)，結(jié)果見圖3。
可見，隨感應(yīng)場強(qiáng)度提高，鐵精礦的鐵品位下降，超過0.8T，鐵品位下降明顯，而鐵回收率趨于穩(wěn)定值；顯然，原礦高梯度磁選的磁感應(yīng)強(qiáng)度，宜選擇0.8T。此時，獲得鐵精礦的鐵品位為49.87％，鐵回收率60.90％。因此，原礦經(jīng)弱磁選除去強(qiáng)磁性的磁鐵礦后，離梯度磁選僅能得到鐵品位約50％的鐵精礦；對該鐵精礦的顯微鏡現(xiàn)察發(fā)現(xiàn)，其鐵品位不高的主要原因，是由于存在大量連生體。同時，這一試驗(yàn)結(jié)果表明原礦中的磁鐵礦和赤褐鐵礦具有不同的單體解離度。
4、高梯度強(qiáng)磁粗精礦細(xì)磨精選試驗(yàn)
為了獲得更高鐵品位的赤褐鐵精礦，對前面高梯度磁選的粗鐵精礦（細(xì)度為-0.074mm占91.37％）進(jìn)行細(xì)磨精選試驗(yàn)研究，結(jié)果見下圖4所顯示。
本試驗(yàn)的操作條件選擇脈動沖程6mm，脈動沖次200r/min，2mm棒介質(zhì)及磁感應(yīng)強(qiáng)度0.8t。
跟上圖4，隨磨礦細(xì)度提高，鐵精礦品位和鐵回收率上升的幅度明顯變緩，而鐵回收率明顯下降。因此粗精礦細(xì)磨粒度宜控制在-0.074mm占97％左右適宜。此時鐵精礦的鐵品位由49.87％提高至55.86％，鐵回收率為39.95％。對鐵精選的鐵精礦，顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)鐵礦物已基本實(shí)現(xiàn)單體解離。
因此，對髙梯度磁選粗選得到的粗精礦，進(jìn)行細(xì)磨精選，可以明顯地提高鐵精礦的指標(biāo)。為了進(jìn)一步提升髙梯度磁選的精選指標(biāo)，探索出最佳操作條件，對粗稍礦細(xì)磨精選作業(yè)進(jìn)行條件優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)果見下表3。
由表3結(jié)果可以得出如下兩點(diǎn)結(jié)論：一是為確保精選作業(yè)鐵回收率，精選的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能太低；而是2mm棒介質(zhì)的作業(yè)回收率高于3 mm棒介質(zhì)，盡管后者的鐵精礦品位略高。精選作業(yè)的操作條件宜選擇磁感應(yīng)強(qiáng)度0.8T和2mm棒介質(zhì)。
由上表3可見，高梯度精選作業(yè)的尾礦鐵品位扔然比較高，直接作為尾礦丟棄將嚴(yán)重影響總鐵回收率；因此，為探索進(jìn)一歩提高總鐵回收率的可能性，對最佳高梯度精選操作條件得到的鐵尾礦進(jìn)行搖床掃選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，對高梯度精選的鐵尾礦掃選；可獲得掃選鐵精礦的鐵品位和鐵冋收率分別為52.76％和3.58％的技術(shù)指標(biāo)，效果較明顯。
三．推薦工藝流程與連選試驗(yàn)結(jié)果
1、工藝流程
為驗(yàn)證以上試驗(yàn)在生產(chǎn)實(shí)際中的可行性，采用上述各條件試驗(yàn)確定的最佳操作參數(shù)，對原礦進(jìn)行連選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5。試驗(yàn)結(jié)果見表4。連選試驗(yàn)中，高梯度磁選粗選和精選驗(yàn)均采用2mm棒介質(zhì)。
由表4可知，原礦經(jīng)過圖5工藝流程處理，獲得了鐵品位和鐵回收率分別為64.73％和16.51％的磁鐵礦精礦、及鐵品位和鐵回收率分別為56.51％和46.58％的赤褐鐵精礦。兩種鐵精礦的分析結(jié)果表明，原礦經(jīng)過上述流程處理后，鐵精礦硫、磷和砷含量分別為0.18％、0.1％和0.006％，赤褐鐵精礦硫、磷和砷含量分別為0.20％、0.04％、和0.006％，而一級鐵精礦中硫、磷和砷的含量要求低于0.6％、0.05％和0.05％，因此該鐵精礦有害元素均不超標(biāo)；這一結(jié)果一方面證實(shí)了前面分析的正確性，另一方面說明了該工藝流程的實(shí)際可行性。該工藝流程為同類型鐵礦石的分選提供了一種可行途徑。
