磁選柱制備超純鐵精礦的試驗研究
2018-09-21
以山東某鐵品位為66. 12%的普通鐵精礦為原料,以磁選柱為主要分選設備,進行了 超純鐵精礦的制備試驗?疾榱似胀ㄨF精礦直接磁選流程、-0. 074 mm 粒級磁選流程和磨礦—磁 選流程的分選效果,最終確定了分級—磨礦—弱磁粗選—磁選柱精選的工藝流程,獲得了全鐵品位 為71. 64%、回收率為81. 87%的超純鐵精礦及合格品位的尾礦。
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近年來,鋼鐵行業市場呈低迷態勢,鋼鐵行業技術和產品亟需轉型。在國家供給側改革的號召下,我國鋼鐵企業正在向高質量、精加工方向快速發展,粉末冶金和直接還原鐵均取得了較快的發展[1]。超級鐵精礦是粉末冶金、磁性材料產品生產的主要基礎材料,是制取直接還原鐵粉的優質原料[2-4]。超純鐵精礦一般指TFe含量大于71%、Si02小于0.6%、Fe304在99%以上的磁鐵礦精礦[5]。

在當前經濟背景下,鐵精礦加工企業必須跟隨鋼鐵行業的變化,積極開發新產品、增強市場競爭力。而利用磁選鐵精礦生產超純鐵精礦,是鐵精礦加工企業提高產品附加值、提高經濟效益的一個新的有效途徑。同時,這將為我國生產優質粉末冶金產品打下堅實的基礎。本文以山東某普通鐵精礦為原料,采用高效分選設備-磁選柱進行超純鐵精礦的制備試驗研究,為磁選柱在超純鐵精礦的工業應用提供數據支撐。

1  原礦性質

1.1 化學多元素及物相分析

對山東某磁鐵礦進行主要化學成分分析、鐵物相分析,結果分別見表1和表2。

表1 普通鐵精礦主要化學成分分析結果  %

成分

TFe

SiO2

 

Al2O3

CaO

MgO

S

P

含量/%

66.12

6.73

 

0.49

0.01

0.32

0.07

0.01

表2 普通鐵精礦物相分析結果   %

相名

磁鐵礦

菱鐵礦

褐鐵礦

硅酸鐵

硫化鐵

含量/%

90.92

0.20

0.10

<0.10

<0.10

從表1、2可以看出,該普通鐵精礦主要成份為磁鐵礦,其次為SiO2,這就要求通過選別將其全鐵品位提至71%以上、SiO2含量降至1%以下,來達到超純鐵精礦粉的質量指標要求。

1.2 粒度分析

為確定在各個粒級中鐵及SiO2的分布情況,對原礦進行粒度組成分析,結果見表3。

表3 粒度組成試驗結果

粒級/mm

產率/%

品位/%

分布率/%

SiO2含量

+0.125

9.18

49.80

6.91

15.94

-0.125+0.098

16.03

61.99

15.03

7.99

-0.098+0.074

11.81

66.53

11.88

7.40

-0.074+0.048

6.45

67.43

6.58

6.64

-0.048+0.038

18.38

68.97

19.17

4.49

-0.038

38.14

70.08

40.42

2.07

合計

100.00

66.12

100.00

5.66

從表3可以看出,在-0.074mm的粒級中的全鐵品位較高,均在67%以上,其分布率高達66.17%。SiO2含量在粗粒級中含量較高。

2  結果與討論

2.1 普通鐵精礦直接進行磁選柱試驗

對普通磁鐵礦直接進行磁選柱分選試驗,流程如圖1所示,優化操作參數后的試驗結果見表4。

表4 普通磁鐵礦直接進行磁選柱分選試驗結果

流程

產品

產率/%

品位/%

回收率/%

試驗條件

粗選

精礦

96.22

67.21

98.46

I=0.2A

I=0.8A

T=3s

W排礦=15ml/s

W溢流=115ml/s

尾礦

3.78

26.72

1.54

給礦

100.00

65.68

100.00

精選

精礦

96.56

68.43

98.31

I=0.2A

I=0.8A

T=3s

W排礦=15ml/s

W溢流=125ml/s

尾礦

3.44

32.97

1.69

給礦

100.00

67.21

100.00

圖1 普通鐵精礦直接進行磁選柱分選流程圖

從表4可以看出,直接通過兩段磁選柱選別普通鐵精粉,最終得到鐵精礦品位僅為68.43%,不能得出合格的鐵精礦產品。

2.2 普通鐵精礦-200目粒級磁選柱試驗

表3也表明,+200目中SiO2含量較高,這是造成鐵精礦直接分選不能得到合格超級鐵精礦的重要因素。因此將普通鐵精礦中的+200目篩出并單獨處理,-200目鐵精礦作為磁選柱給料進行分選,流程見圖2,試驗結果見表5。

圖2 普通鐵精礦-200目粒級磁選柱試驗流程

由表5可知,當固定磁場電流為0.2A時,循環磁場電流在0.5A以上、溢流流量達到100ml/s以上、精礦排礦流量為10ml/s時,通過兩段磁選柱選別,可選出精礦品位為71%以上的鐵精礦。

表5 普通鐵精礦-200目粒級磁選柱試驗結果

流程

產品

產率/%

品位/%

回收率/%

試驗條件

粗選

精礦

94.35

70.63

96.87

I=0.2A

I=0.7A

T=3s

W排礦=13ml/s

W溢流=100ml/s

尾礦

5.65

38.06

3.13

給礦

100.00

68.79

100.00

精選

精礦

94.22

71.06

94.79

I=0.2A

I=0.5A

T=3s

W排礦=10ml/s

W溢流=130ml/s

尾礦

5.78

63.62

5.21

給礦

100.00

70.63

100.00

 

2.3  9min、11min磨礦產品直接進行磁選柱試驗

盡管普通鐵精礦-200目鐵精礦能直接獲得合格的超級鐵精礦,然而普通鐵精礦中+200目含量高達37.02%,鐵精礦回收率較低。因此,考察磨礦—磁選柱流程對普通鐵精礦的分選效果,流程見圖3,結果見表6。

圖3 9min、11min磨礦-磁選柱分選流程圖

表6 磨礦—磁選柱分選流程結果

優化的操作參數

指標

9min

11min

粗選

I固=0.2A

I循=0.7A

T=3s

W排礦=5ml/s

W溢流=130ml/s

精礦品位/%

70.85

70.98

尾礦品位/%

41.24

35.94

給礦品位/%

65.49

65.48

精礦產率/%

81.90

84.30

回收率/%

88.60

91.38

精選

I固=0.2A

I循=0.5A

T=3s

W排礦=5ml/s

W溢流=130ml/s

精礦品位/%

71.46

71.43

尾礦品位/%

68.04

69.36

給礦品位/%

70.85

70.98

精礦產率/%

82.16

78.26

回收率/%

82.87

78.76

從表6可以看出,9min、11min磨礦產品直接進行磁選柱,均可選出品位在71%以上的精礦,但是,隨著磨礦細度的增大,精礦回收率越來越低。

2.4 推薦選礦流程

根據礦石性質及其特征,通過一系列的試驗研究與對比,采用磨礦、磁選工藝比較合理,并能取得較好的選礦技術指標,工藝流程及選礦指標分別見圖4和表7。

圖4 推薦選礦工藝生產超純鐵精礦粉流程

 

表7  推薦流程的選礦工藝指標

產品名稱

產率/%

品位/%

回收率/%

精礦

74.58

71.84

81.92

普通鐵精粉

16.96

65.49

16.98

尾礦

8.46

8.56

1.10

原礦

100.00

65.40

100.00

由表7可知,通過對普通鐵精礦-200目磨礦處理,采用磁選管磁選初步提高品位,然后采選磁選柱兩段選別,超級鐵精礦的品位由71.46%提高到71.84%,回收率穩定在81.87%左右。此外,尾礦品位為8.56%,達到了尾礦排放品位,且又獲得了65.49%品位的合格普通鐵精礦,最終提高了產品的回收率,提高了經濟效益。

2.5產品鐵物相分析與化學多元素分析

將11min磨礦產品磁選管精礦進行兩段磁選柱選別后的第三組精礦產品進行化學多元素與鐵物相分析,結果分別如8和表9所示。

表8 超級鐵精礦的多元素分析結果    %

成分

TFe

SiO2

 

Al2O3

CaO

MgO

S

P

含量/%

71.84

0.23

 

0.27

0.25

0.08

0.03

0.01

表9 普通鐵精礦物相分析結果   %

相名

磁鐵礦

菱鐵礦

褐鐵礦

硅酸鐵

硫化鐵

含量/%

99.08

0.10

0.17

<0.10

<0.10

由表8和表9可知,由表6可知,精礦的全鐵品位為71.84,SiO2含量為0.23%,明顯降低,有害元素S、P的含量也顯著降低。超純鐵精礦中主要礦物為磁鐵礦。

3  結    論

(1)該礦石中鐵礦物嵌布粒度相對較粗,具備提純加工超純鐵精粉的條件,通過磁選工藝,可用來生產超純鐵精粉。

(2)適當提高磁選柱入選品位,并保持磁選柱穩定的溢流量、精礦排礦口流量,有利于精礦產品質量的穩定。

(3)當磨礦細度(-0.074mm含量)達到88.41%時,先后經磁選管和兩段磁選柱選別后,可得到如下指標:精礦品位為71.84%,回收率為81.92%,中礦品位為65.49%,尾礦品位為8.56%,精礦中雜質含量達標,結果較理想。

(4)普通鐵精粉經選別在生產出超純鐵精礦粉的同時,產生全鐵品位為65%以上的中礦,可直接引入普通鐵精粉的生產工藝流程進行處理。

 


 



作者:張文平 高騰躍 秦廣林等(山東黃金刺激窩在線視頻科技有限淫蕩熟女選冶實驗室分淫蕩熟女)本文發表于《現代刺激窩在線視頻》2018年第7期

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