黃金尾礦中鐵的回收試驗研究

1、黃金尾礦中鐵的回收試驗研究關鍵詞：黃金尾礦，磁選，重選0. 前言礦產(chǎn)資源是人類生存和開展的重要物質根底，人類對礦產(chǎn)資源的利用也在隨年增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，自2000年以來，全世界每年開采各種礦產(chǎn)150億噸以上。我國一直是礦產(chǎn)資源的開發(fā)和使用大國，95%的能源和85%的材料產(chǎn)生了大量的尾礦。目前我國的尾礦主要采取堆放填埋的方式處置，不僅對環(huán)境造成了較為嚴重的污染，并且極大地消耗著土地資源。與此同時，尾礦中含有多種有用元素，其中不乏我國稀缺原料【1】。以沂南金礦為例，年處理礦石量48萬噸，尾礦產(chǎn)生率92%，年尾礦產(chǎn)生量共計43萬噸。原礦中金屬元素種類多，黃金品位低，尾礦產(chǎn)生量大且未能有效利用，現(xiàn)建有

2、兩個尾礦庫并已堆滿。如能有效的開展尾礦綜合利用，可防止尾礦中有用成分的流失，具有一定的經(jīng)濟效益和社會效益 【2】。2 試驗原料試驗用尾礦樣為了不使礦樣過度氧化，該尾樣的處理是在實驗室陰涼處晾干，然后混勻、縮分、取分析樣，其余置枯燥處以備試驗用。從外觀上看，該尾樣的顏色為赤褐色，其篩析結果及多元素分析結果見表1、2。表1 試樣篩分結果Table.1Result of ore sample griddling 粒級/目 重量/g 產(chǎn)率/% 累計產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵分配率/% +40 3.7 0.74 0.74 6.58 0.62 -40+80 43.1 8.66 9.40 5.81 6.45

3、-80+120 134.2 26.95 36.35 7.12 24.59 -120+150 37.1 7.45 43.80 9.06 8.65 -150+180 28.2 5.67 49.67 9.16 6.66 -180+200 38.0 7.63 57.1 9.66 9.44 -200 213.6 42.90 100.00 7.93 43.59 (尾礦) 497.9 100.00 100.00 7.80 100.00 從表1可知，試樣-200 目的產(chǎn)率和鐵分配率接近50%，可見尾礦中細粒物質占了較大比重，鐵在細粒級中明顯富集。表2試樣多元素化學分析結果Table.2Result of or

4、e sample polyelement analyzing 化學成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO SO3 K2O TiO2 NaO2 MnO TFe Fe2O3 含量/% 34.84 13.08 9.58 8.56 3.46 2.31 0.7803 0.7784 0.3132 7.80 21.29 從表2可知，礦樣中Fe2O3赤鐵礦含量較高，可得出物料中強磁性礦物很少，大局部為弱磁性鐵礦物。因此本試驗的重點應是如何高效回收高品質的弱磁性鐵礦物質。3 試驗結果及分析3.1 礦樣可磨性取原礦試樣500g，礦漿濃度75%，經(jīng)XMQ240 x90錐型球磨機磨礦后，用200目濕篩篩分，然后將

5、篩上物烘干、稱重，計算0.074mm產(chǎn)物的百分含量，試驗結果見表3。表3 試樣磨礦試驗結果Table.3Result of ore sample grinding 磨礦時間/min 0 2 4 6 8 10 -0.0074mm的產(chǎn)率/% 43.59 76.46 84.74 85.48 88.96 87.76 3.2 弱磁場磁選條件試驗弱磁場磁選條件試驗在XCRS-400 x240電磁濕法多用鼓形弱磁選機中進行，有順流式、逆流式、半逆流式三種工作方式。本試驗弱磁選機采用半逆流的工作方式，主要工藝因素包括磨礦細度和磁場強度【3】。表4 弱磁選磨礦細度試驗結果Table.4Result of low

6、-intensity magnetic separation underdifferent mog 磨礦時間/min -0.074mm的產(chǎn)率/% 精礦產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 0 43.59 0.49 31.11 2.10 給礦時間：3min 磁場強度：200kA/m 2 76.46 0.31 37.62 1.61 4 84.74 0.36 48.03 2.13 6 85.48 0.87 53.71 5.60 8 88.96 0.7 52.23 4.37 10 87.76 0.68 54.17 4.50 從表4可知，隨著磨礦時間增加，鐵回收率波動較大，精礦鐵品位大體呈上升趨

7、勢，在10min時到達最大值60.35%，鐵回收率到達較高值4.50%。綜合考慮鐵品位和鐵回收率，選擇磨礦時間10min作為下面試驗的適宜條件。取原礦 500g，磨礦時間10 min，磁場強度分別取150kA/m、180kA/m、210kA/m、240kA/m，弱磁場磁場強度試驗結果見表5。表5 弱磁選磁場強度試驗結果Table.5Result of low-intensity magnetic separation underdifferent magnetic strength 磁場強度/kAm-1 產(chǎn)品 產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 150 精礦 0.75 62.54 4

8、.08 給礦時間：3min 磨礦時間：6min 尾礦 99.25 8.35 95.92 原礦 100.00 8.61 100.00 180 精礦 0.78 59.85 4.52 尾礦 99.22 8.22 95.48 原礦 100.00 8.54 100.00 210 精礦 0.61 58.75 3.70 尾礦 99.39 7.98 96.30 原礦 100.00 8.24 100.00 240 精礦 0.57 57.64 3.39 尾礦 99.43 7.75 96.61 原礦 100.00 7.98 100.00 從表5可知，隨著場強增大，鐵回收率變化不明顯，在場強180kA/m時到達最大值

9、4.52%。而精礦鐵品位逐漸降低，在磁場強度150kA/m時到達最大值62.54%，鐵回收率也到達較高值4.08%?？紤]市場對鐵精粉首先要求的是品位，在保證一定的品位并且兼顧回收率的同時，確定弱磁選的最正確磁場強度為150kA/m。3.3 強磁場磁選條件試驗選取弱磁場磁選試驗后的尾礦作為強磁場磁選的原樣。按照上面的最正確弱磁選條件，連續(xù)運轉弱磁選機制取一批樣，烘干縮分后裝袋，以備強磁選試驗用。試驗設備采用的是周期式脈動高梯度磁選機，主要的影響因素有磁介質、磁通密度即磁場強度、脈動及漂洗時間等。取礦樣100g二份，暫選磁通密度1.077T，脈動100次/分，給礦濃度20%，漂洗時間60s，強磁選

10、聚磁介質試驗結果見表6。表6 強磁選聚磁介質試驗結果Table.6Magnetic medium test result of high-intensity magnetic separation 磁介質種類 產(chǎn)品 重量/g 產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 粗網(wǎng) 精礦 44 44.04 12.65 67.75 給礦濃度：20% 脈動：100次/min 磁通密度：1.077T 漂洗時間：60s 尾礦 55.9 55.96 4.74 32.25 原礦 99.9 100.00 8.22 100.00 細網(wǎng) 精礦 68.1 68.93 10.75 88.63 尾礦 24.6 31.07

11、3.06 11.37 原礦 98.8 100.00 8.36 100.00 從表6可知，試樣細網(wǎng)的精礦產(chǎn)率比粗網(wǎng)要高20個多百分點，而粗網(wǎng)所截獲的精礦鐵品位要比細網(wǎng)要高出1.9個百分點。雖然就弱磁選尾礦強磁再選的目的而言，提高鐵品位是試驗的重點，但是鐵回收率粗網(wǎng)要比細網(wǎng)低很多，所以暫時不能選定磁介質，要在下一步試驗中繼續(xù)比擬。取礦樣100g，磁介質為粗網(wǎng)和細網(wǎng)，給礦濃度20%，脈動100次/分，漂洗時間60s，在磁通密度分別為0.552T、0.771T、0.925T、1.077T、1.277T下進行試驗，結果見表7、8。表7 強磁選磁通密度試驗結果1Table.7Result of high-

12、intensity magnetic separation underdifferent flux-density 磁通密度/T 產(chǎn)品 重量/g 產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 0.552 精礦 29.2 30.13 15.72 55.03 磁介質：粗網(wǎng) 給礦濃度：20% 脈動：100次/min 漂洗時間：60s 尾礦 67.7 69.87 5.54 44.97 原礦 96.9 100.00 8.61 100.00 0.771 精礦 40.8 40.88 13.86 66.45 尾礦 59 59.12 4.84 33.55 原礦 99.8 100.00 8.53 100.00 0

13、.925 精礦 41.7 45.08 12.89 68.22 尾礦 50.8 54.92 4.93 31.78 原礦 92.5 100.00 8.52 100.00 1.077 精礦 52.1 50.05 12.61 72.05 尾礦 52 49.95 4.90 27.95 原礦 104.1 100.00 8.76 100.00 1.277 精礦 41.2 40.95 12.21 61.91 尾礦 59.4 59.05 5.21 38.09 原礦 100.6 100.00 8.08 100.00 表8 強磁選磁通密度試驗結果2Table.8Result of high-intensity ma

14、gnetic separation underdifferent flux-density 磁通密度/T 產(chǎn)品 重量/g 產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 0.552 精礦 69.4 68.78 10.54 88.22 磁介質：細網(wǎng) 給礦濃度：20% 脈動：100次/min 漂洗時間：60s 尾礦 31.5 31.22 3.10 11.78 原礦 100.9 100.00 8.22 100.00 0.771 精礦 68.2 68.96 10.83 88.07 尾礦 30.7 31.04 3.26 11.93 原礦 98.9 100.00 8.48 100.00 0.925 精礦 6

15、9.2 69.55 10.25 87.64 尾礦 30.3 30.45 3.30 12.36 原礦 99.5 100.00 8.13 100.00 1.077 精礦 70.8 71.16 10.36 89.56 尾礦 28.7 28.84 2.98 10.44 原礦 99.5 100.00 8.23 100.00 1.277 精礦 70 72.16 10.45 90.66 尾礦 27 27.84 2.79 9.34 原礦 97 100.00 8.32 100.00 比照表7、8可知，試樣細網(wǎng)的精鐵回收率比粗網(wǎng)要高10個多百分點，而粗網(wǎng)所截獲的精礦鐵品位比細網(wǎng)要高出5個多百分點。就弱磁選尾礦強磁

16、再選的目的而言，提高鐵品位是試驗的重點，所以選粗網(wǎng)作為磁介質。取礦樣100g，粗網(wǎng)，磁通密度0.552T，給礦濃度20%，漂洗時間60s，脈動分別為50次/分、100次/分、150次/分及200次/分再往上，如250次/分、300次/分，因其對腔壁內的水體和即將給入的礦漿沖擊過大【4】，易造成大量的礦漿噴濺出給礦口，影響試驗結果，故不予以選定，強磁選脈動試驗結果見表9。表9 強磁選脈動試驗結果Table.9result of high-intensity magnetic separation underdifferent pulsation 脈動/ 次.min-1 產(chǎn)品 重量/g 產(chǎn)率/%

17、鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 50 精礦 37.2 39.08 13.54 63.18 磁介質：粗網(wǎng) 給礦濃度：20% 磁通密度：0.552T 漂洗時間：60s 尾礦 58 60.92 5.06 36.82 原礦 95.2 100.00 8.37 100.00 100 精礦 26.7 26.70 15.77 51.04 尾礦 73.3 73.30 5.44 48.96 原礦 100 100.00 8.14 100.00 150 精礦 24.8 24.82 15.82 46.92 尾礦 75.1 75.18 5.91 53.08 原礦 99.9 100.00 8.37 100.00 200

18、 精礦 16.8 17.18 19.08 39.11 尾礦 81 82.82 6.16 60.89 原礦 97.8 100.00 8.38 100.00 從表9可知，隨著脈動增大，鐵回收率逐漸減小，精鐵品位大體呈增高趨勢，在200次/min時到達最大值19.08%。在脈動150次/min時，鐵品位到達較高值15.82%，鐵回收率高于200次/min時6個多百分點。雖然弱磁尾礦的強磁再選注重于提高精礦鐵品位，在保證較高的鐵品位及理想的鐵回收率時，應選能耗少、器械磨損度低的工藝因素，因此選脈動150次/min為最正確試驗條件。取礦樣100g，粗網(wǎng)，給礦濃度20%，脈動150次/min，磁通密度0.

19、552T，在漂洗時間分別取0s、30s、60s及90s的情況下進行漂洗時間條件試驗，結果見表10。表10 強磁選漂洗時間試驗結果Table.10Result of high-intensity magnetic separation underdifferent washing-time 漂洗時間/ S 產(chǎn)品 重量/g 產(chǎn)率/% 鐵品位/% 鐵回收率/% 試驗條件 0 精礦 50.9 52.21 11.35 68.13 磁介質：粗網(wǎng) 給礦濃度：20% 磁通密度：0.552T 脈動：150次/min 尾礦 46.6 47.79 5.80 31.87 原礦 97.5 100.00 8.70 100

20、.00 30 精礦 40.9 41.61 12.98 62.24 尾礦 57.4 58.39 5.61 37.76 原礦 98.3 100.00 8.68 100.00 60 精礦 38.9 40.39 13.25 62.19 尾礦 57.4 59.61 5.46 37.81 原礦 96.3 100.00 8.61 100.00 90 精礦 37.2 38.83 13.33 59.29 尾礦 58.6 61.17 5.81 40.71 原礦 95.8 100.00 8.73 100.00 從表10可知，隨著漂洗時間增長，精鐵品位逐漸增大，鐵回收率逐漸降低。原因是在一定的水流速度下，沖刷的水量增

21、加，磁鏈、磁團聚會被沖散或和一定量的水體匯融，使得磁性物質更加充分地被磁線圈吸附，但也相應的沖刷掉一些外層弱磁性物質【5】。在90s時，鐵品位到達最大值13.33%，鐵回收率到達59.29%，也較為理想，應選試驗的最正確漂洗時間為90s。3.4 強磁場正交試驗通過正交試驗，確定最正確試驗方案為脈動200分/min，磁通密度0.552T，漂洗時間90s，可確定各因素的重要程度為：磁通密度脈動流體力漂洗時間。通過對弱磁選尾礦的強磁試驗，得到了品位18%以上，產(chǎn)率30%以上的精礦產(chǎn)品。這局部精礦未能到達市場要求，不能直接利用，為提高精礦品位和產(chǎn)率，需要進行再選處理。3.5 精礦再選試驗按正交試驗確定的最正確條件選出一批精礦出來，縮分，烘干后，混勻，備精礦再選試驗用。試驗采用的設備為LYS一2100 x1050型單層細砂搖床，鋁合金床面，給礦最大粒度0.4mm，沖程15mm，沖次350次/min，橫向坡度2.5，床面縱坡0.92，床條斷面形狀為矩形，給礦量065t/(臺h)。取強磁精礦200g，試驗結果見表11。表11 搖床重選分選工藝選別指標Table.11Index of gravitational separation 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)率/% 鐵品位/% 回收率/% 搖床精礦 7.80 35.12 14.95 搖床中礦 17.43 15.15 14.40 搖床尾礦 74.77 17