黄金尾矿中铁的回收试验研究

1、第 黄金尾矿中铁的回收试验研究论文导读：初选弱磁选机磁场强度200kA/m，分别取未经磨矿的原样及磨矿时间为2min、4min、6min、8min、10min的矿样各500g，即0.074mm含量分别为43.59%、76.46%、84.74%、85.48%、88.96%、87.76%，弱磁场磨矿细度试验结果见表4。弱磁选尾矿再通过强磁-重选得到了铁品位为35%左右的含铁产品，虽不能直接用于炼铁，可考虑用作水泥厂的铁粉或选煤厂的重介质。关键词：黄金尾矿，磁选，重选 0.前言 矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础，人类对矿产资源的利用也在随年增加。据不完全统计，自2022年以来，全世界每年开采各

2、种矿产150亿吨以上。我国一直是矿产资源的开发和使用大国，95%的能源和85%的材料来自矿产资源。伴随着矿产资源开发利用，产生了大量的尾矿。目前我国的尾矿主要采取堆放填埋的方式处置，不仅对环境造成了较为严重的污染，并且极大地消耗着土地资源。与此同时，尾矿中含有多种有用元素，其中不乏我国稀缺原料1。 以沂南金矿为例，年处理矿石量48万吨，尾矿产生率92%，年尾矿产生量共计43万吨。原矿中金属元素种类多，黄金品位低，尾矿产生量大且未能有效利用，现建有两个尾矿库并已堆满。如能有效的开展尾矿综合利用，可防止尾矿中有用成分的流失，具有一定的经济效益和社会效益2。 2试验原料 试验用尾矿样来自沂南金矿选矿

3、厂排矿口中取回的湿尾样，为了不使矿样过度氧化，该尾样的处理是在实验室阴凉处晾干，然后混匀、缩分、取分析样，其余置干燥处以备试验用。从外观上看，该尾样的颜色为赤褐色，其筛析结果及多元素分析结果见表1、2。 表1试样筛分结果 Table.1Resultoforesamplegriddling 粒级/目重量/g产率/%累计产率/%铁品位/%铁分配率/%+403.70.740.746.580.62-40+8043.18.669.405.816.45-80+120224.226.9536.357.1224.59-120+15037.17.4543.809.068.65-150+18028.25.6749

4、.679.166.66-180+20228.07.6357.19.669.44-202213.642.90100.007.9343.59(尾矿)497.9100.00100.007.80100.00 从表1可知，试样-200目的产率和铁分配率接近50%，可见尾矿中细粒物质占了较大比重，铁在细粒级中明显富集。 表2试样多元素化学分析结果 Table.2Resultoforesamplepolyelementanalyzing 化学成分SiO2Al2O3CaOMgOSO3K2OTiO2NaO2MnOTFeFe2O3含量/%34.8413.089.588.563.462.310.78030.7784

5、0.31327.8021.29 从表2可知，矿样中Fe2O3（赤铁矿）含量较高，可得出物料中强磁性矿物很少，大部分为弱磁性铁矿物。因此本试验的重点应是如何高效回收高品质的弱磁性铁矿物质。 3试验结果及分析 3.1矿样可磨性 取原矿试样500g，矿浆浓度75%，经XMQ24090锥型球磨机磨矿后，用200目湿筛筛分，然后将筛上物烘干、称重，计算0.074mm产物的百分含量，试验结果见表3。 表3试样磨矿试验结果 Table.3Resultoforesamplegrinding 磨矿时间/min0246810-0.0074mm的产率/%43.5976.4684.7485.4888.9687.76

6、从表3可知，尾矿试样的粒度本身较细。未磨矿前，0.074mm含量占43.59%，4min时已达到84.74%，之后随着磨矿时间的增加，矿物的粒度变化不是很大。矿样的可磨性好有利于金属铁的回收，但随着粒度越细其磁性也就越弱，在磁选过程中容易流失，需在以下试验当中确定最佳的磨矿细度。 3.2弱磁场磁选条件试验 弱磁场磁选条件试验在XCRS-400240电磁湿法多用鼓形弱磁选机中进行，有顺流式、逆流式、半逆流式三种工作方式。本试验弱磁选机采用半逆流的工作方式，主要工艺因素包括磨矿细度和磁场强度3。 3.2.1磨矿细度试验 初选弱磁选机磁场强度200kA/m，分别取未经磨矿的原样及磨矿时间为2min、

7、4min、6min、8min、10min的矿样各500g，即0.074mm含量分别为43.59%、76.46%、84.74%、85.48%、88.96%、87.76%，弱磁场磨矿细度试验结果见表4。 表4弱磁选磨矿细度试验结果 Table.4Resultoflow-intensitymagneticseparationunderdifferentmog 磨矿时间/min-0.074mm的产率/%精矿产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件043.590.4931.112.10给矿时间：3min磁场强度：200kA/m276.460.3137.621.61484.740.3648.032.1368

8、5.480.8753.715.60888.960.752.234.371087.760.6854.174.50 从表4可知，随着磨矿时间增加，铁回收率波动较大，精矿铁品位大体呈上升趋势，在10min时达到最大值60.35%，铁回收率达到较高值4.50%。综合考虑铁品位和铁回收率，选择磨矿时间10min作为下面试验的适宜条件。 3.2.2磁场强度试验 取原矿500g，磨矿时间10min，磁场强度分别取150kA/m、180kA/m、210kA/m、240kA/m，弱磁场磁场强度试验结果见表5。 表5弱磁选磁场强度试验结果 Table.5Resultoflow-intensitymagnetics

9、eparationunderdifferentmagneticstrength 磁场强度/kAm-1产品产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件150精矿0.7562.544.08给矿时间：3min磨矿时间：6min尾矿99.258.3595.92原矿100.008.61100.00180精矿0.7859.854.52尾矿99.228.2295.48原矿100.008.54100.00210精矿0.6158.753.70尾矿99.397.9896.30原矿100.008.24100.00240精矿0.5757.643.39尾矿99.437.7596.61原矿100.007.98100.00 从表

10、5可知，随着场强增大，铁回收率变化不明显，在场强180kA/m时达到最大值4.52%。而精矿铁品位逐渐降低，在磁场强度150kA/m时达到最大值62.54%，铁回收率也达到较高值4.08%。考虑市场对铁精粉首先要求的是品位，在保证一定的品位并且兼顾回收率的同时，确定弱磁选的最佳磁场强度为150kA/m。 3.3强磁场磁选条件试验 选取弱磁场磁选试验后的尾矿作为强磁场磁选的原样。按照上面的最佳弱磁选条件，连续运转弱磁选机制取一批样，烘干缩分后装袋，以备强磁选试验用。 试验设备采用的是周期式脉动高梯度磁选机，主要的影响因素有磁介质、磁通密度（即磁场强度）、脉动及漂洗时间等。 3.3.1聚磁介质试验

11、 取矿样100g二份，暂选磁通密度1.077T，脉动100次/分，给矿浓度20%，漂洗时间60s，强磁选聚磁介质试验结果见表6。 表6强磁选聚磁介质试验结果 Table.6Magneticmediumtestresultofhigh-intensitymagneticseparation 磁介质种类产品重量/g产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件粗网精矿4444.0412.6567.75给矿浓度：20%脉动：100次/min磁通密度：1.077T漂洗时间：60s尾矿55.955.964.7432.25原矿99.9100.008.22100.00细网精矿68.168.9310.7588.63尾

12、矿24.631.073.0611.37原矿98.8100.008.36100.00 从表6可知，试样细网的精矿产率比粗网要高20个多百分点，而粗网所截获的精矿铁品位要比细网要高出1.9个百分点。虽然就弱磁选尾矿强磁再选的目的而言，提高铁品位是试验的重点，但是铁回收率粗网要比细网低很多，所以暂时不能选定磁介质，要在下一步试验中继续比较。 3.3.2磁通密度试验 取矿样100g，磁介质为粗网和细网，给矿浓度20%，脉动100次/分，漂洗时间60s，在磁通密度分别为0.552T、0.771T、0.925T、1.077T、1.277T下进行试验，结果见表7、8。 表7强磁选磁通密度试验结果1 Tabl

13、e.7Resultofhigh-intensitymagneticseparationunderdifferentflux-density 磁通密度/T产品重量/g产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件0.552精矿29.230.1315.7255.03磁介质：粗网给矿浓度：20%脉动：100次/min漂洗时间：60s尾矿67.769.875.5444.97原矿96.9100.008.61100.000.771精矿40.840.8813.8666.45尾矿5959.124.8433.55原矿99.8100.008.53100.000.925精矿41.745.0812.8968.22尾矿50.8

14、54.924.9331.78原矿92.5100.008.52100.001.077精矿52.150.0512.6172.05尾矿5249.954.9027.95原矿104.1100.008.76100.001.277精矿41.240.9512.2161.91尾矿59.459.055.2138.09原矿100.6100.008.08100.00 表8强磁选磁通密度试验结果2 Table.8Resultofhigh-intensitymagneticseparationunderdifferentflux-density 磁通密度/T产品重量/g产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件0.552精矿

15、69.468.7810.5488.22磁介质：细网给矿浓度：20%脉动：100次/min漂洗时间：60s尾矿31.531.223.1011.78原矿100.9100.008.22100.000.771精矿68.268.9610.8388.07尾矿30.731.043.2611.93原矿98.9100.008.48100.000.925精矿69.269.5510.2587.64尾矿30.330.453.3012.36原矿99.5100.008.13100.001.077精矿70.871.1610.3689.56尾矿28.728.842.9810.44原矿99.5100.008.23100.001

16、.277精矿7072.1610.4590.66尾矿2727.842.799.34原矿97100.008.32100.00 对比表7、8可知，试样细网的精铁回收率比粗网要高10个多百分点，而粗网所截获的精矿铁品位比细网要高出5个多百分点。就弱磁选尾矿强磁再选的目的而言，提高铁品位是试验的重点，所以选粗网作为磁介质。 从表7可知，随着磁通密度增大，精矿铁品位大体呈减小趋势。在磁通密度为0.552T时铁品位达到最大值15.72%，铁回收率也较为理想，达到55.03%，所以选0.552T为试验的最佳磁通密度。 3.3.3脉动试验 取矿样100g，粗网，磁通密度0.552T，给矿浓度20%，漂洗时间60

17、s，脉动分别为50次/分、100次/分、150次/分及200次/分（再往上，如250次/分、300次/分，因其对腔壁内的水体和即将给入的矿浆冲击过大4，易造成大量的矿浆喷溅出给矿口，影响试验结果，故不予以选定），强磁选脉动试验结果见表9。 表9强磁选脉动试验结果 Table.9resultofhigh-intensitymagneticseparationunderdifferentpulsation 脉动/次.min-1产品重量/g产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件50精矿37.239.0813.5463.18磁介质：粗网给矿浓度：20%磁通密度：0.552T漂洗时间：60s尾矿5860

18、.925.0636.82原矿95.2100.008.37100.00100精矿26.726.7015.7751.04尾矿73.373.305.4448.96原矿100100.008.14100.00150精矿24.824.8215.8246.92尾矿75.175.185.9153.08原矿99.9100.008.37100.00200精矿16.817.1819.0839.11尾矿8182.826.1660.89原矿97.8100.008.38100.00 从表9可知，随着脉动增大，铁回收率逐渐减小，精铁品位大体呈增高趋势，在200次/min时达到最大值19.08%。在脉动150次/min时，铁

19、品位达到较高值15.82%，铁回收率高于200次/min时6个多百分点。虽然弱磁尾矿的强磁再选注重于提高精矿铁品位，在保证较高的铁品位及理想的铁回收率时，应选能耗少、器械磨损度低的工艺因素，因此选脉动150次/min为最佳试验条件。 3.3.4漂洗时间条件试验 取矿样100g，粗网，给矿浓度20%，脉动150次/min，磁通密度0.552T，在漂洗时间分别取0s、30s、60s及90s的情况下进行漂洗时间条件试验，结果见表10。 表10强磁选漂洗时间试验结果 Table.10Resultofhigh-intensitymagneticseparationunderdifferentwashin

20、g-time 漂洗时间/S产品重量/g产率/%铁品位/%铁回收率/%试验条件0精矿50.952.2111.3568.13磁介质：粗网给矿浓度：20%磁通密度：0.552T脉动：150次/min尾矿46.647.795.8031.87原矿97.5100.008.70100.0030精矿40.941.6112.9862.24尾矿57.458.395.6137.76原矿98.3100.008.68100.0060精矿38.940.3913.2562.19尾矿57.459.615.4637.81原矿96.3100.008.61100.0090精矿37.238.8313.3359.29尾矿58.661.

21、175.8140.71原矿95.8100.008.73100.00 从表10可知，随着漂洗时间增长，精铁品位逐渐增大，铁回收率逐渐降低。原因是在一定的水流速度下，冲刷的水量增加，磁链、磁团聚会被冲散或和一定量的水体汇融，使得磁性物质更加充分地被磁线圈吸附，但也相应的冲刷掉一些外层弱磁性物质5。在90s时，铁品位达到最大值13.33%，铁回收率达到59.29%，也较为理想，故选试验的最佳漂洗时间为90s。 3.4强磁场正交试验 通过正交试验，确定最佳试验方案为脉动200分/min，磁通密度0.552T，漂洗时间90s，可确定各因素的重要程度为：磁通密度脉动流体力漂洗时间。 通过对弱磁选尾矿的强磁

22、试验，得到了品位18%以上，产率30%以上的精矿产品。这部分精矿未能达到市场要求，不能直接利用，为提高精矿品位和产率，需要进行再选处理。 3.5精矿再选试验 按正交试验确定的最佳条件选出一批精矿出来，缩分，烘干后，混匀，备精矿再选试验用。试验采用的设备为LYS一21001050型单层细砂摇床，铝合金床面，给矿最大粒度0.4mm，冲程15mm，冲次350次/min，横向坡度2.5，床面纵坡0.92，床条断面形状为矩形，给矿量065t/(台h)。取强磁精矿200g，试验结果见表11。 表11摇床重选分选工艺选别指标 Table.11Indexofgravitationalseparation 产品名称产率/%铁品位/%回收率/%摇床精矿7.8035.1214.95摇床中矿17.4315.1514.40摇床尾矿74.7717.3370.65原矿100.0018.34100.00 从表11可知，试样精矿品位在35%以上，铁回收率14%以上，所得精矿产品品位没有达到市