研山铁矿原生矿提铁降硅工艺流程优化研究

邓玉芬 田彦纯 梁艳涛 陈思典

（河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司）

摘  要：研山铁矿入磨矿石为高硅低铁少硫磷贫磁铁矿石，现场阶段磨选精矿铁品位为66.02%、SiO₂含量为6.78%。为使现场铁精矿品质满足钢厂的新要求（铁品位≥67%、SiO₂含量≤5%）进行了现场工艺优化研究与实践。结果表明，将现场高频细筛筛孔宽从0.12 mm调整为0.10 mm，适度降低现场精选淘洗机磁场强度，并将淘洗机扫选精矿给入单独处理系统进行再磨—弱磁选—浮选，可确保最终精矿品质满足要求。淘洗机扫选精矿给入单独处理系统既减轻了原再磨系统的负荷、改善其再磨效果，还使难处理的连生体得到充分的细磨深选，这是确保工艺优化成功的关键。

关键词：磁铁矿；提铁降硅；高频细筛；淘洗机

铁矿石是一种重要的矿产资源，是钢铁工业的主要原材料，被列为我国战略性矿产资源，对我国国防安全和战略新兴产业发展具有重要的意义^[1-2]。

我国铁矿石储量丰富，但具有品位低、结晶粒度细、复杂难选等典型特征，因而开采利用率较低、开发利用成本较高^[3-4]。随着选矿工艺技术及设备的进步，铁矿石资源的综合利用率得到了一定程度的提高^[5]。

目前，研山铁矿开采的铁矿石以原生矿为主，处理量750万t/a，磨选工艺流程为阶段磨矿阶段单一磁选流程，入磨铁品位26.57%，精矿铁品位66%～67%。根据钢厂对铁精粉品质的新要求（精矿铁品位≥67%、SiO₂含量≤5%），研山铁矿开展了技术攻关，对现场生产工艺进行了优化研究。

1 原矿性质

有代表性入磨矿石主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1   入磨矿石主要化学成分分析结果      %

表2   入磨矿石铁物相分析结果       %

由表1可知，入磨矿石TFe品位为26.57%，FeO含量为9.85%，SiO₂含量高达50.10%，MgO和CaO含量分别为3.56%、2.08%，有害成分P、S含量较低。因此，该矿石为高硅低铁少硫磷贫磁铁矿石。

由表2可知，入磨矿石中的铁主要以磁铁矿的形式赋存，分布率为82.01%，其次为赤褐铁和硅酸铁，碳酸铁、硫化铁少量。因此，入磨矿石中主要的回收对象为磁性铁。

2 现场流程与生产指标

研山铁矿原生矿生产工艺流程历经近10 a的生产优化，目前的阶段磨矿阶段单一磁选选别工艺流程的一段磨矿细度-0.074 mm占25%，高频细筛筛孔宽0.12 mm，二段磨矿-0.074 mm占53%，具体工艺流程见图1，磨选流程现场生产指标见表3，精矿粒度筛析结果见表4。

图1  现场生产工艺流程

表3  磨选流程现场生产指标   %

表4  现场精矿筛析结果

由表3可知，原生矿石采用图1所示的流程处理，磁选铁精矿品位为66.02%、铁回收率为83.70%、SiO₂含量为6.78%。

由表4可知，现场铁精矿粒度较细，+200目仅占16.16%；铁在细粒级有明显的富集现象，270～325、325～400、400～500、-500目粒级铁品位均高于67%，+100、100～150、150～200目粒级铁品位均较低，特别是+100目，铁品位甚至不到30%。粒度筛析结果表明，铁精矿中粗粒连生体的存在影响精矿品位的主要原因。因此，要提高铁精矿品位，必须解决粗粒级的单体解离问题。

3 试验结果与讨论

3.1 调整高频细筛筛孔尺寸

根据表4数据可知，有效隔出粗粒级可提高精矿铁品位。因此，现场结合筛分效率和隔粗效果双重因素，将高频细筛筛孔宽由0.12 mm变更为0.10 mm，从而使精矿-200目含量提高到90%以上。生产流程运行稳定后进行了考察，磨选流程现场生产指标见表5，最终精矿（淘洗机精矿）筛析结果见表6。

表5  调整高频细筛筛孔尺寸后磨选流程现场生产指标   %

表6   淘洗机精矿筛析结果

由表5可知，原生矿石在高频细筛筛孔宽调整为0.10 mm情况下，采用图1所示的流程处理，磁选铁精矿品位为67.62%、铁回收率为80.88%、SiO₂含量为5.17%，虽然精矿铁品位达标，但SiO₂含量仍然超标0.17个百分点。

由表6及现场分析与调试可知，调整高频细筛筛孔宽情况下的现场铁精矿粒度明显变细，+200目产率仅占6.73%，但该粒级铁品位仍然较低，进一步的研究表明，SiO₂在该较粗粒级明显富集是造成铁精矿含硅偏高的主要原因。

3.2 淘洗机产品考察与问题解决建议

前期的研究表明，适度降低现场淘洗机的磁场强度有利于更好地剔除精矿中的中低品位连生体，进而达到提高精矿铁品位、降低精矿SiO₂含量的目的。现场在调整淘洗机磁场强度的情况下，可以稳定地将精矿SiO₂含量降至5%以下，但出现淘洗机溢流量增大、溢流铁品位升高、淘洗机扫选精矿返回再磨系统，再磨负荷过大进而恶化再磨效果的情况。高频细筛筛孔宽调整后淘洗机生产情况见表7，淘洗机扫选精矿粒度筛析结果见表8。

表7    高频细筛筛孔宽调整后淘洗机生产情况

表8   淘洗机扫选精矿筛析结果

由表7、表8可知，淘洗机扫选精矿不仅量大（98.90 t/h），并且各粒级铁品位均较低，表明主要为连生体，需要进一步提高单体解离度才能获得合格精矿。扫选精矿若返回原流程会增加球磨机负荷，恶化磨矿效果。

结合之前对淘洗机扫选精矿的处理工艺研究可知，对淘洗机扫选精矿进行单独再磨—弱磁选—浮选，可得到合格铁精矿，因此，建议将淘洗机扫选精矿给入单独处理系统进行再磨—弱磁选—浮选。这样既减轻了原再磨系统的负荷、改善其再磨效果，还使难处理的连生体得到充分的细磨深选，确保了组成最终精矿的2个分支精矿的品质。

4 结  论

（1）入磨矿石为高硅低铁少硫磷贫磁铁矿石，TFe品位为26.57%，FeO含量为9.85%，SiO₂含量高达50.10%；铁主要以磁铁矿的形式赋存，分布率为82.01%，也是生产工艺回收的主要对象。

（2）现场铁精矿品位为66.02%，+200目粒级产率仅16.16%；铁在细粒级有明显的富集现象，+100、100～150、150～200目粒级铁品位较低，特别是+100目粒级，这是导致精矿品位不高的主要原因。

（3）将现场高频细筛筛孔宽从0.12 mm调整为0.10 mm的情况下，磁选铁精矿品位可提高至67.62%，但SiO₂含量仍高出目标0.17个百分点，这与SiO₂明显富集在粗粒级有关。

（4）用适度降低现场精选淘洗机磁场强度的方法能较好地剔除精矿中的高硅中低铁品位连生体，确保淘洗机精选精矿质量合格，但会显著增大淘洗机溢流量、溢流铁品位也明显升高。基于淘洗机扫选精矿返回再磨系统，再磨系统负荷过大会恶化再磨效果，进而影响精选效果问题，提出了将淘洗机扫选精矿给入单独处理系统进行再磨—弱磁选—浮选的建议，这样既减轻了原再磨系统的负荷、改善其再磨效果，还使难处理的连生体得到充分的细磨深选，确保了组成最终精矿的2个分支精矿的品质。

参考文献：

[1]张婷,李平,李振飞,等.青海某低品位铁矿选矿试验[J].矿产综合利用,2015(6):16-18.

[2]张亚明,王雪峰,李文超.铁矿资源综合利用效益评价体系研究[J].中国国土资源经济,2019(4):43-48.

[3]刘杰,王越,韩跃新,等.辽宁某深部铁矿石工艺矿物学特性研究[J].金属矿山,2014(12):79-84.

[4]陈朝.白云鄂博铁矿磨矿细度与可选性关系实验研究[D].包头：内蒙古科技大学,2019.

[5]张丛香,齐双飞,钟刚.从贫磁铁矿尾矿中回收铁精矿新工艺的研究[J].矿业工程,2014(1):24-27.