东鞍山烧结厂含碳酸盐浮选铁尾矿再选铁试验.pdf

1、张江宁（1973），女，主管工程师，高级工程师，硕士，114041 辽宁省鞍山市。东鞍山烧结厂含碳酸盐浮选铁尾矿再选铁试验张江宁丛树双杨光（鞍山钢铁集团有限公司东鞍山烧结厂）摘要东鞍山烧结厂浮选尾矿粒度较细，TFe品位为22.82%，有害成分S、P含量非常低，有用矿物主要有磁、赤铁矿和菱铁矿，主要脉石矿物为石英。为了回收其中的铁矿物，开展了选矿试验研究。结果表明，在磨矿细度为-0.038 mm占比95%、弱磁选磁场强度为95.54 kA/m、强磁粗选背景磁感应强度为0.9 T、强磁精选背景磁感应强度为0.5 T条件下获得磁选精矿，磁选精矿采用1粗2精2扫闭路反浮选流程处理，最终获得了品质不错的

2、铁精矿，其TFe品位为62.43%、回收率为35.00%，大大减少了铁矿物的流失，提高了资源的利用率。关键词浮选尾矿搅拌磨 磁选预富集反浮选DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2023.10.029Experiment on Iron Re-selection from Carbonate-containing Flotation Iron Tailingsin Donganshan Sintering PlantZHANG JiangningCONG ShushuangYANG Guang（Donganshan Sintering Plant，Anshan Iron a

3、nd Steel Group Corporation）AbstractThe particle size of flotation tailings in Donganshan sintering plant is fine，the grade of TFeis 22.82%，and the content of harmful components S and P is very low.The useful minerals are mainly magnetite，hematite and siderite，and the main gangue mineral is quartz.In

4、 order to recover the iron minerals，the beneficiation test was carried out.The results show that the magnetic separation concentrate is obtainedunder the conditions of grinding fineness of-0.038 mm 95%，magnetic field intensity of low intensity magnetic separation of 95.54 kA/m，background magnetic in

5、duction intensity of high intensity magnetic roughing separation of 0.9 T and background magnetic induction intensity of high intensity magnetic cleaning separation of 0.5 T.The magnetic separation concentrate was treated by one roughing，two cleaning and twoscavenging closed-circuit reverse flotatio

6、n process.Finally，a good quality iron concentrate with TFe gradeof 62.43%and recovery rate of 35.00%was obtained，which greatly reduced the loss of iron minerals and improved the utilization rate of resources.Keywordsflotation tailings，stirring mill，magnetic separation pre-concentration，reverse flota

7、tion总第 654 期2023 年 10 月第 10 期现代矿业MODERN MININGSerial No.654October.2023我国铁矿石资源需求量巨大，对外依存度达80%左右。因此，要解决我国铁矿石的保障供给问题，必须从多角度、多方向发力，其中，提高资源的利用率是一种重要手段1-2。东鞍山烧结厂含碳酸盐铁矿石品位不高，矿石性质复杂，属难选铁矿石资源3-5。受大规模工业化生产方式及工艺与设备的影响，有部分铁矿物流失在浮选尾矿中4-5。为提高资源的利用率、减少铁矿物流失，开展有价成分的回收意义重大6-7。国内关于浮选铁尾矿再选铁的研究成果较多，马自飞等8开展了东鞍山铁矿浮选尾矿中铁

8、矿物的回收研究，确定的磨矿磁选反浮选工艺流程获得了TFe品位66.45%、回收率39.29%的铁精矿；邵安林等9针对东鞍山浮选尾矿的预富集铁精矿进行了深选试验，确定的悬浮磁化焙烧弱磁选工艺的铁精矿TFe品位64.23%、回收率79.53%。参考类似矿山的大量研究与实践成果，针对东鞍山烧结厂浮选铁尾矿开展了流失铁矿物的回收工120现代矿业2023 年 10 月第 10 期总第 654 期艺研究。1试样东鞍山烧结厂浮选尾矿试样主要化学成分分析结果见表1、矿物组成见表2、铁物相分析结果见表3、粒度筛析结果见表4。由表 1 可知，试样 TFe 含量为 22.82%、FeO 含量为9.87%；SiO2含

9、量较高，达51.24%；其他成分含量均较低，有害成分S、P含量非常低。由表2可知，试样中的有用矿物主要有磁、赤铁矿和菱铁矿；主要脉石矿物有石英，含量为54.79%，铁白云石、绿泥石少量，其他矿物较少。由表3可知，试样中的铁主要分布在磁、赤铁矿和菱铁矿中，分布率分别为 62.74%和 30.00%，是主要回收富集对象。由表4可知，试样粒度较细，+0.074 mm粒级产率为13.93%，-0.038 mm粒级产率为56.43%；铁矿物在细粒级有明显的富集现象。进一步的研究表明，铁矿物主要以连生体的形式存在，要获得较高品位的铁精矿，必须对试样进行细磨深选。2试验研究与结果分析2.1磨矿条件试验2.1

10、.1球径与搅拌器转速匹配试验球径与搅拌器转速匹配试验用有效容积1.91 L的陶瓷介质搅拌磨机进行磨矿，介质充填率为75%、磨矿浓度为 60%、料球质量比为 0.8、磨矿时间为 2min，球径与搅拌器转速匹配试验结果见表5。由图1可知，当球径由3 mm增大到4 mm时，比生产率和磨矿效率上升；当球径增大到5 mm时，比生产率下降，磨矿效率上升；继续增大球径，指标总体下降。因此，确定最佳球径为5 mm。2.1.2介质充填率试验介质充填率试验用有效容积1.91 L的陶瓷介质搅拌磨机进行磨矿，球径为 5 mm、搅拌器转速为650 r/min、磨矿浓度为60%、料球质量比为0.8、磨矿时间为2 min，

11、介质充填率试验结果见表6。由表6可知，充填率由65%提高到85%，比生产率和磨矿效率均上升。这是由于当充填率较小时，介质之间碰撞的机会变小，同样物料与介质之间碰撞、挤压的次数变少，从而导致磨矿效率较低。因此，适当提高充填率能够增大介质与矿物之间的碰撞机会，从而提高磨矿效率；但过高的充填率会增大介质之间的无效碰撞，不利于物料的粉碎10。因此，确定后续试验的充填率为75%。2.1.3料球质量比试验料球质量比试验用有效容积1.91 L的陶瓷介质搅拌磨机进行磨矿，球径为 5 mm、搅拌器转速为650 r/min、磨矿浓度为60%、介质充填率为75%、磨矿时间为2 min，料球质量比试验结果见表7。由表

12、7可知，料球比由0.6上升到0.9，比生产率和磨矿效率均上升；继续提高料球比，比生产率和磨121张江宁丛树双等：东鞍山烧结厂含碳酸盐浮选铁尾矿再选铁试验2023 年 10 月第 10 期矿效率维持在高位。这是因为当料球比较小时，介质球与物料碰撞、研磨几率较小，因而粉磨效果不好；适当提高料球比，介质球与物料碰撞、研磨几率增加，物料的粉磨效果改善；料球比过大，磨机内存料太多，料球撞击、研磨几率反而下降，导致研磨效率下降11-13。因此，确定后续试验的料球比为0.9。2.1.4磨矿浓度试验磨矿浓度试验用有效容积1.91 L的陶瓷介质搅拌磨机进行磨矿，球径为5 mm、搅拌器转速650 r/min、料球

13、质量比为0.9、介质充填率为75%、磨矿时间为2min，料球质量比试验结果见表8。由表8可知，磨矿浓度由50%上升到70%，比生产率和磨矿效率均上升，这是因为矿浆浓度较低时，矿浆流动速度较快，磨矿往往不充分，容易出现“跑粗”现象。当然，矿浆浓度过高，矿浆的黏度增大，容易过粉碎；同时，矿浆浓度过高也不利于粗粒矿物沉降，容易出现“跑粗”现象14。综合考虑，确定磨矿浓度为60%。2.2磁选试验确定条件下的磨矿产品（-0.038 mm95%）1次弱磁选（95.54 kA/m）1次强磁粗选（0.9 T）1次强磁精选（0.5 T）流程试验精矿 TFe品位为 39.02%、回收率为73.39%。2.3反浮选

14、试验2.3.1开路试验在条件试验基础上进行了磁选精矿的反浮选开路流程试验，试验采用1粗2精2扫流程，粗选阴离子捕收剂TD-用量为600 g/t、石英活化剂 CaO 用量为 900 g/t（矿浆 pH=11.5）、铁矿物抑制剂淀粉用量为 1 000 g/t，1次精选TD-用量为300 g/t、2次精选用量为300 g/t，试验结果见表9。由表9可知，磁选精矿采用1粗2精2扫开路反浮选流程处理，可获得TFe品位63.18%、作业回收率38.18%的 反 浮 选 精 矿，反 浮 选 尾 矿 TFe 品 位 为21.64%、作业回收率为20.49%。2.3.2闭路试验在开路试验基础上进行了闭路浮选试验

15、，流程见图1，结果见表10。由表10可知，磁选精矿采用1粗2精2扫闭路反浮选流程处理，可获得TFe品位62.43%、作业回收率55.10%的 反 浮 选 精 矿，反 浮 选 尾 矿 TFe 品 位 为25.87%、作业回收率为44.90%。2.4全流程试验在上述试验的基础上，确定试样的处理工艺流程为搅拌磨磨矿（-0.038 mm95%）弱磁选（95.54kA/m）强磁粗选（0.9 T）强磁精选（0.5 T）1粗2精2扫中矿顺序返回闭路反浮选流程，强磁粗选和精选尾矿与反浮选尾矿合并作为最终尾矿，反浮选精矿即为流程的最终精矿。试验全流程见图2，结果见表11。由表 11 可知，试样采用图 2 所示的

16、搅拌磨磨矿弱磁选强磁粗选强磁精选1粗2精2扫中122现代矿业2023 年 10 月第 10 期总第 654 期矿顺序返回闭路反浮选流程处理，可获得 TFe品位62.43%、回收率35.00%的浮选精矿，综合尾矿TFe品位为17.01%、回收率为65.00%。3结论（1）东 鞍 山 烧 结 厂 浮 选 尾 矿 样 TFe 品 位 为22.82%、FeO含量为9.87%，SiO2含量高达51.24%，其他成分含量均较低，有害成分S、P含量非常低；试样中的有用矿物主要有磁、赤铁矿和菱铁矿，主要脉石矿物石英含量为54.79%，铁白云石、绿泥石少量，其他矿物较少；试样中的铁主要分布在磁、赤铁矿和菱铁矿中

17、，分布率分别为 62.74%和 30.00%，是主要回收对象；试样粒度较细，+0.074、-0.038 mm粒级产率分别为13.93%和56.44%，铁矿物在细粒级有明显的富集现象，且铁矿物主要以连生体的形式存在，要获得较高品位的铁精矿，试样必须进行细磨深选。（2）试 验 确 定 的 磨 矿 条 件 下 的 产 品 粒 度 为-0.038 mm95%、弱磁选磁场强度为95.54 kA/m、强磁粗选背景磁感应强度为0.9 T、强磁精选背景磁感应强度为0.5 T，磁选精矿TFe品位为39.02%、回收率为73.39%。（3）磁选精矿采用1粗2精2扫闭路反浮选流程处理，可获得TFe品位62.43%、

18、作业回收率55.10%的反浮选精矿，反浮选尾矿TFe品位为25.87%、作业回收率为44.90%。（4）试样采用搅拌磨磨矿（-0.038 mm95%）弱磁选（95.54 kA/m）强磁粗选（0.9 T）强磁精选（0.5 T）1粗2精2扫中矿顺序返回闭路反浮选流程处理，最终可获得TFe品位62.43%、回收率35.00%的浮选精矿，综合尾矿 TFe 品位为 17.01%、回收率为65.00%，较好地回收了现场浮选尾矿中的铁矿物，大大减少了铁矿物的流失，并获得了品质不错的铁精矿。参考文献1韩跃新，孙永升，李艳军，等.我国铁矿选矿技术最新进展 J.金属矿山，2015（2）:1-11.2高鹏，余建文，

19、张淑敏，等.东鞍山铁矿混磁精矿悬浮焙烧弱磁选试验研究 J.金属矿山，2016（12）:18-21.3马建明.我国黑色金属矿产资源形势回顾与展望 J.国土资源情报，2019（12）:64-69.4杨光，任慧，杨春，等.磁选浮选联合工艺从东鞍山铁矿浮选尾矿中回收铁的试验研究 J.矿产保护与利用，2022（6）:66-72.5杨光，马自飞，杨会利，等.东鞍山铁矿石高效分选新技术研究J.金属矿山，2021（8）:88-94.6金末梅，刘全军.铁矿尾矿的现状和综合利用途径 J.矿冶，2010（2）:31-33.7路永森，高军雷，张浩.某尾矿铁资源回收利用试验研究 J.现代矿业，2022（9）:21-23.8马自飞，陈培宇，杨春，等.东鞍山烧结厂浮选尾矿选铁试验 J.现代矿业，2023（2）:12-15.9邵安林，苏兴国，韩跃新，等.东鞍山浮选尾矿预富集精矿悬浮磁化焙烧试验研究 J.东北大学学报（自然科学版），2022（5）:703-708.（收稿日期 2023-06-26）123