大红山35%品级铁精矿提质选矿试验
大红山铁矿共有4个选矿系列，35%品级精矿主要来自于400万t/a降尾工程及三选厂380万t/a露天熔岩铁矿降尾工程，少量来自50万t/a降尾工程，每年产量高达40万t/a，相当于一座小型矿山所采出的原矿量。35%品级精矿主要通过高梯度磁选从尾矿中回收，经过浓缩过滤，经汽车运输至6km外的辣子青堆场进行堆存。汽车运输及堆存的成本为10元/t，由于35%品级精矿品位低，不能实现销售，历年累计已有110万t的堆存量，积压资金达1亿元以上。为此，结合生产实际及35%品级铁精矿的工艺矿物学性质，对其进行了试验研究，通过试验确定了全磁流程为最佳处理工艺，并获得了高品质铁精矿。 1 工艺矿物学性质 1.1 成分分析
35%品级铁精矿（下称原矿）化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，矿物组成见表3。
表1 原矿化学多元素分析结果 % 成分 含量 成分 含量 铁物相 铁含量 铁分布率 矿物 含量 矿物 含量% Fe 35.47 S 0.091 磁性铁 7.64 21.60 SiO2 29.53 K 0.31 碳酸盐 0.32 0.91 Al2O3 6.05 Na 0.58 硅酸盐 1.38 3.90 CaO 1.62 As ＜0.10 硫化物 0.08 0.22 MgO 1.95 Ga 0.0016 P 0.18 合计 35.37 100.00 铁白云石 4.85 合计 100.00 表2 原矿铁物相分析结果 % 赤褐铁矿 25.95 73.37 石英 11.00 其他 0.51 表3 原矿矿物含量统计 % 磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿 钠长石 16.84 28.48 0.13 21.03 白云母 绿泥石 透闪石 氟磷灰石 4.59 7.98 1.24 0.99 由表1～表3可知，原矿全铁品位为35.47%，SiO2为29.53%，有害杂质含量较低，主要任务是提铁降硅。原矿中铁矿物主要以赤铁矿为主，占全铁的73.37%，次为磁铁矿，占21.60%。脉石矿物主要以钠长石、石英为主，次为绿泥石、白云母。从矿物组成上看，通过磁选、重选、浮选达到试验目标均是可能的。 1.2 矿石结构特征及单体解离度分析
矿石的结构主要有：①他形粒状结构：矿石的主要结构，矿石中金属矿物多具此结构。多数矿石中可见赤铁矿、磁铁矿、黄铜矿等呈他形粒状产出。②包含结构：部分矿石中可见赤铁矿、磁铁矿包裹于石英、长石、绿泥石等脉石矿物中。③乳浊状结构：少数矿石中可见磁铁矿呈乳浊状分布于脉石矿物中。矿石的结构特征表明，有用矿物的结晶形态不太理想，细粒包含及乳浊状分布决定不太可能获得较高的精矿品位。
原矿中-0.045mm粒级含量为45%左右，通过单体解离度测定，磁铁矿、赤铁矿的单体解离度分别为67.04%、56.47%。有用矿物单体解离度不足，必须借助于磨矿手段使目的矿物的单体解离度达到90%左右，方可获得理想的试验指标。 2 试验研究
根据原矿性质特点，先后进行了反浮选试验、磁重联合流程试验及全磁流程试验。 2.1反浮选试验
反浮选试验室小型试验考察1粗1精2扫、1粗1精1扫和1粗2精三种不同试验流程在相同磨矿细度（-0.045mm70%）条件下的选别指标。
闭路试验在常温下用NaCO3调节PH值至9、磨矿细度为-0.045mm70%，捕收剂采用YB，因流程不同，各自的药剂用量为变数，闭路试验指标见表4，数质量流程见图2。
表4 3种不同试验流程小型闭路试验结果 % 试验流程 1粗1精2扫 产品名称 铁精矿 尾矿 给矿 铁精矿 1粗1精1扫 尾矿 给矿 铁精矿 1粗2精 尾矿 给矿 产率 60.11 39.89 100.00 50.45 49.55 100.00 53.13 46.87 100.00 铁品位 52.58 9.79 36.06 55.18 15.56 35.55 53.91 14.32 35.36 铁回收率 89.00 11.00 100.00 78.31 21.69 100.00 81.02 18.98 100.00 由表4可知，采用1粗1精1扫流程精矿铁品位较高，但尾矿品位大于15%，回收率相对较低，仅达到78%，综合考虑，选择1粗1精1扫流程。
2.2磁重联合流程试验
重选具有富集比高、成本较低的优点，缺点是对微细粒级的回收率较低，尾矿品位偏高。因此，单一的重选流程难以获得预定目标，磁重联合的选别流程可弥补自身的缺陷特征，兼顾精矿品位及回收率[1]。大红山铁矿主要生产上配置有离心机、摇床、振动型螺旋溜槽3种重选设备，经过多年的生产实践对比，离心机对微细粒级的回收率较高，精矿品位提高幅度为10个百分点左右。为了兼顾精矿品位及回收率，重选采用离心机进行磁重联合流程试验，同时考察原矿不磨及细磨条件下的试验指标。原矿不磨—弱磁—强磁—离心机重选—强磁联合试验数质量流程、原矿细磨—弱磁—强磁粗—离心机重选—强磁联合试验数质量流程。
原矿不磨—弱磁—强磁—离心机重选—强磁联合试验数质量流程，精1与精2合并可获得产率为50.70%、品位为52.23%、回收率为75.13%的合格铁精矿，此外产生部分品位为30%的铁精矿，产率高达22.33%；该流程综合精矿（精1＋精2＋精3）品位为45.50%，未达到预定目标，尾矿品位为7.49%。
原矿细磨—弱磁—强磁粗—离心机重选—强磁联合试验数质量流程，精1与精2合并可获得产率为37.76%、品位为60.04%、回收率为64.37%的铁精矿，此外产生部分品位为40%的铁精矿，综合精矿（精1＋精2＋精3）品位为53.75%、回收率为89.43%、尾矿品位为8.99%。
2.3 全磁流程试验
从原矿性质分析可知，原矿中含有较高的磁性铁，磁性铁占有率达20%以上，可用弱磁选机回收，赤铁矿为主要目的矿物，可用高梯度磁选进行回收。通过磨矿1段弱磁—强磁选试验，确定磨矿细度条为-0.045mm85%时，试验效果较好。工业试验受现场条件限制，只能采用2段磨选的试验流程，磨矿细度只能达到-0.045mm70%。 全磁流程工业试验为期2个多月，原矿处理能力为250～350t/h，选别设备主要为￠3000高梯度磁选机。工业试验分为2个阶段，第1阶段采用1段球磨弱磁强磁抛尾—强磁精矿2段磨选—2段尾矿返回1段选；第2阶段采用1段球磨弱磁强磁抛尾—强磁精矿强磁精矿2段磨选—1、2段强磁尾进行强磁扫选，扫选精矿与2段强磁精矿、1段弱磁精矿合并。全磁流程第1阶段、第2阶段工业试验结果分别见图1、图2。
图1 全磁流程第1阶段工业试验结果
第1阶段工业试验期间，2段强磁选尾矿浓度仅在10%左右，返回1段强磁再选时，矿浆体积量增加了近1倍，意味着设备负荷成倍增加，造成1段强磁选别效果恶化，生产指标不稳定。试验期间，由于磨矿设备型号较大，易出现过磨现象，有时2段磨产品细度高达-0.022mm75%，泥化现象比较严重；强磁尾矿没有扫选，尾矿品位一般高于23%，金属回收率偏低。该流程综合试验指标精矿品位为51.29%，尾矿品位为23.62%。
图2 全磁流程第2阶段工业试验结果
第2阶段工业试验采用试验室试验流程，增加了扫选工艺，取消了原来的2段强磁尾矿返回工序，解决了中矿不断累积、生产负荷不断加大、生产指标不断恶化的问题。该流程综合试验指标为精矿品位为49.96%，尾矿品位为18.00%。 3 试验研究结果分析
（1）反浮选工业试验指标与全磁流程第1阶段试验指标相比，尾矿品位相近但精矿品位较低。吨原矿浮选成本为45元/t，而全磁流程吨原矿浮选成本低于30元/t，反浮选由于需要的选矿时间较长、设备体积大、处理能力小，在大红山地形狭小的条件下，难以大规模建设使用，而高梯度磁选机已实现了大型化，设备处理能力可达250～350t/h[5]。
（2）磁重联合流程未经过工业试验，但大红山生产实践证明，采用离心机精选精矿品位较高，但离心机尾矿浓度低于7%且非常难选，产品难以处理，后续流程复杂。
（3）全磁流程工艺设备配置简单且生产成本低，自动化、设备大型化程度较高，工人劳动强度低，且指标相对较好。 4 结 语
（1）大红山35%品级铁精矿以磁、赤铁矿为主，硅酸铁含量较低，有用矿物结构不利于获得高品位铁精矿。
（2）反浮选、磁重、全磁工艺在小试阶段均获得了理想的试验指标，综合精矿品位大于50%，尾矿品位低于10%。
（3）全磁流程工业试验指标全面优于反浮选试验指标，工业指标比较接近于试验室指标，建议生产上主要应用全磁流程处理35%品级铁精矿。反浮选可继续进行工业生产调试，作为一项有积极意义的课题进行研究、改进。
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