峨口鐵礦二磁精礦制備高品質鐵精礦粉試驗研究①

米子軍， 羅良飛， 李宗蔚， 鐘志剛

（1.太原鋼鐵（集團）有限公司礦業分公司，山西 太原 030027； 2.長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012）

提高鐵精礦入料品位、降低雜質含量，是實現高效率、低成本煉鐵的基礎［1-3］。 根據太鋼綠色低碳高質量發展和戰略規劃，立足太鋼三個鐵礦的資源特點及生產現狀，為滿足未來金屬化球團發展需求，對鐵精礦質量提出了新的要求：精礦SiO2含量要低于3.5%，甚至在2.0%以下。 而目前峨口鐵礦生產的鐵精礦中SiO2含量6%左右，開發一種合理高效的高品質鐵精礦制備工藝技術已迫在眉睫。 本文以峨口鐵礦二段磁選精礦為原料，進行高品質鐵精礦的制備研究，為實施提鐵降硅決策提供技術支撐。

1 原料性質

試驗原料取自太鋼峨口鐵礦現場二段磁選精礦。試樣化學多元素、鐵物相、礦物含量及鐵礦物解離度分析結果分別見表1～4。

表1 礦石化學多元素分析結果（質量分數） %

表2 礦石中鐵化學物相分析結果

表3 礦石中主要礦物含量（質量分數） %

表4 礦石中鐵礦物解離度

由表1～4 可知，該試樣中TFe 品位57.34%，需進一步富集。 脈石礦物主要為石英，有害元素磷含量較低，但硫含量略高，為0.38%；鐵主要以磁鐵礦形式存在；試樣中呈單體產出的鐵礦物占89.2%，多數脈石與磁鐵礦構成連生體產出，需進一步磨礦才能解離。

2 試驗方法

試樣中的鐵主要賦存在磁鐵礦中，部分磁鐵礦與脈石形成富連生體，磨礦后可采用弱磁選作業進行預富集。 為得到高品質鐵精礦，對弱磁選精礦分別進行了淘洗磁選及反浮選試驗研究。 根據淘洗磁選和反浮選效果，擬采用磨礦-磁選-反浮選工藝制備高品質鐵精礦。

2.1 磨礦-弱磁選試驗

磨礦細度是影響選礦分選效果的關鍵因素，且磨礦運行成本在選礦過程中占比較高，選擇高效的細磨設備和合適的磨礦細度十分重要。 采用立磨機對試樣進行磨礦，并進行了不同磨礦細度下的弱磁選試驗，以考察磨礦細度對弱磁精礦品位與回收率的影響，試驗流程見圖1，結果見表5。

圖1 磨礦細度試驗流程

表5 磨礦細度試驗結果

由表5 可知，隨著磨礦細度增加，弱磁選精礦品位逐步提高，作業回收率小幅度下降。 磨礦細度－0.045 mm粒級含量達到96.45%時，弱磁選精礦TFe 品位達到70.02%；磨礦細度－0.045 mm 粒級含量達到99.08%時，弱磁選精礦TFe 品位達到70.92%。

2.2 提鐵降雜試驗

為了考察試樣不同磨礦細度的弱磁選精礦進一步提鐵降雜的可行性，對不同磨礦細度的弱磁選精礦進行了淘洗磁選和反浮選提鐵降硅試驗。

2.2.1 淘洗磁選提鐵降硅試驗

淘洗磁選機通過特殊磁系來實現多種磁場的疊加，使筒體內水平方向磁場分布均勻、垂直方向磁力向下。 礦物進入筒體時，磁性礦物在磁力、礦物自身重力、上升水沖力等的綜合作用下從筒體底部排出，細粒脈石及貧連生體在上升水沖力作用下從頂部排出，從而達到提質降雜的目的［4-5］。 在淘洗磁選機固定磁場和補償磁場均為96 kA／m、循環磁場80 kA／m、上升水量900 L／h3條件下，立磨磨礦的弱磁選精礦淘洗磁選試驗結果見表6。

表6 淘洗磁選試驗結果

由表6 可知，采用淘洗磁選可以將不同磨礦細度的弱磁選精礦提高品位0.38 ～2.04 個百分點，隨著磨礦細度增加，鐵精礦品位逐漸上升，雜質硅含量逐漸下降。 磨礦細度－0.045 mm 粒級含量達到83.30%時，弱磁選精礦經過淘洗后精礦TFe 品位達到68.96%，精礦中SiO2含量為2.71%。 在較細的磨礦細度條件下淘洗磁選可以得到高品質鐵精礦，但其磨礦成本較高。

2.2.2 反浮選提鐵降硅試驗

在NaOH 用量600 g／t、苛化淀粉用量800 g／t、CaO 用量200 g／t、捕收劑RA 用量100 g／t、浮選溫度30 ℃、浮選濃度33%、浮選時間2 min 條件下，對不同磨礦細度的弱磁選精礦進行了反浮選提質降雜試驗，反浮選試驗流程見圖2，結果見表7。

圖2 反浮選試驗流程

表7 反浮選試驗結果

由表7 可知，采用反浮選工藝可以將不同磨礦細度的弱磁選精礦提高品位0.43 ～3.56 個百分點，隨著磨礦細度增加，鐵精礦品位逐漸上升，雜質硅含量逐漸下降。 磨礦細度－0.045 mm 粒級含量達到79.51%時，弱磁選精礦經反浮選后精礦TFe 品位達到70.16%，精礦中SiO2含量為1.99%，SiO2含量比淘洗磁選低1.77個百分點。

通過對比兩種提質降雜工藝可知，反浮選比淘洗磁選提質降硅效果更好，可以放粗磨礦細度約4 個百分點，且精礦中SiO2含量更低。 因此，針對二磁精礦再磨細度－0.045 mm 粒級占79.51%的弱磁精礦，在NaOH 用量600 g／t、苛化淀粉用量800 g／t、CaO 用量200 g／t、浮選溫度30 ℃、浮選濃度33%、浮選時間2 min 條件下，進行了捕收劑RA 用量試驗，結果見表8。

表8 弱磁選精礦反浮選捕收劑RA 用量試驗結果

由表8 可知，隨著捕收劑RA 用量增加，精礦、尾礦品位均提高，回收率下降。 單機開路試驗要獲得TFe 品位大于70%的精礦，捕收劑用量需達到200 g／t以上。

2.3 全流程試驗

在條件試驗基礎上，進行了全流程閉路試驗，試驗數質量流程見圖3。

圖3 全流程試驗數質量流程

通過磨礦-弱磁選-反浮選全流程試驗，可以獲得產率76.33%、TFe品位69.93%、回收率93.08%、SiO2含量1.63%的高品質鐵精礦，完全滿足金屬化球團原料要求。

3 結 論

1） 結合太鋼峨口鐵礦生產工藝流程，以第二段磨選生產的二磁精礦為切入點，開展高品質鐵精礦制備技術研究切實可行。

2） 系統研究了反浮選與淘洗磁選提質降雜效果，反浮選比淘洗磁選工藝磨礦細度可放粗約4 個百分點，且精礦中SiO2含量更低。

3） 二磁精礦經磨礦-弱磁選-反浮選，可以獲得產率76.33%、TFe 品位69.93%、回收率93.08%、SiO2含量1.63%的高品質鐵精礦，可以滿足太鋼未來金屬化球團發展要求，為下一步選礦廠技術改造提供強有力的支持。