磁铁矿石选矿工艺的分析与研究

磁铁矿石选矿工艺的分析与研究

余晓东

新疆天华矿业有限责任公司  新疆伊犁州  835700

摘  要：本文对磁铁矿石选矿工艺进行了分析研究，重点探讨了破碎与磨矿、干选粗精矿单一弱磁选、干式预选抛尾的磁选工艺以及磁浮联合选矿工艺等关键技术在应用中的相关要点和关键，以供参考。

关键词：磁铁矿石；选矿工艺；研究

引言

磁铁矿石作为一种重要的资源，在工业和科技领域的应用不断扩大。研究选矿工艺在磁铁矿石开发利用中的重要性是十分必要的。通过深入探讨选矿工艺的作用和主要研究内容，可以有效地提高磁铁矿石的精度、降低成本、提高回收率和选择性。同时，拓展磁铁矿石的应用市场，有助于推动磁铁矿石产业的可持续发展。未来，随着科技的不断进步，磁铁矿石选矿工艺将面临更多的挑战和机遇，需要不断深入研究和发展。

1磁铁矿石的概述

磁铁矿石是一种含铁量较高的矿物，其主体为磁铁矿，主要成分为四氧化三铁（Fe3O4）。根据其磁性的不同，磁铁矿石可以分为硬磁铁矿石和软磁铁矿石两类。硬磁铁矿石具有较高的矫顽力和剩磁，常温下不易被高强度的磁场吸引；而软磁铁矿石则具有较低的矫顽力和剩磁，容易被高强度的磁场吸引。在物化性质方面，磁铁矿物多为粒块状集合体，外表呈黑色或钢灰色。其晶体结构为六方晶系，具有强磁性、高密度、硬度较高等特点。磁铁矿石不易加工，脆性较大，在加工过程中易产生碎屑。此外，磁铁矿物的化学成分主要为Fe3O4，其中FeO和Fe2O3的含量比例决定了其磁性和其他物理化学性质。磁铁矿石中还含有少量的硅、铝、钙、镁、钾、钠等元素，这些元素的含量和比例也对其物理化学性质产生影响。由于磁铁矿石具有高磁性、高密度、高硬度等特点，因此其被广泛应用于各种领域[1]。但是磁铁矿在进行冶炼前，必须经过进一步的选矿才能够符合冶炼要求。所以在现阶段需要进一步加强对磁铁矿选矿工艺的研究，不断提高选矿效率降低，并选矿中的能耗污染。

2磁铁矿石选矿中的工艺技术要点分析

2.1破碎与磨矿

破碎与磨矿是磁铁矿石选矿工艺中的两个重要环节，其主要作用是将大块的磁铁矿石破碎成小颗粒，并通过磨矿作业将矿石中的有用矿物与无用矿物分离。这一过程不仅为后续的选矿作业提供了必要的物理条件，同时也直接决定了选矿工艺的效率和成本。在破碎与磨矿过程中，主要使用的设备包括颚式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、球磨机、棒磨机等。这些设备的破碎原理主要包括冲击破碎、挤压破碎和研磨破碎等过程。破碎与磨矿作业效率的因素主要包括矿石的硬度、密度、韧性以及水分含量等。为了优化破碎与磨矿效果，选矿工艺需要针对不同的矿石性质选择合适的破碎方法和设备，同时还需要考虑破碎与磨矿过程中的生产能力、功耗以及产品粒度等因素。近年来，随着计算机技术和智能制造技术的发展，人们开始尝试将这些新技术应用到破碎与磨矿过程中，通过实时监测和调整来提高作业效率和质量。例如，利用计算机技术和传感器技术可以实时监测矿石的硬度、密度等参数，并自动调整设备的破碎方式和参数，以达到最佳的破碎效果[2]。此外，一些新型的破碎设备和工艺也不断涌现，如高压辊磨机、超细磨等，这些设备和工艺不仅提高了破碎效率和质量，同时也降低了能耗和对环境的影响。

2.2干选粗精矿单一弱磁选

干选粗精矿单一弱磁选工艺是一种常用的磁选工艺，一般多用于磁性矿物结晶粒度较粗、品位较高的磁铁矿选矿。在具体应用中，需要将干选粗精矿进行破碎和磨矿，使矿石中的有用矿物和无用矿物充分解离。然后将破碎和磨矿后的粗精矿进行单一弱磁选。弱磁选是利用弱磁性矿物在磁场中与强磁性矿物之间的磁性差异，将弱磁性矿物从强磁性矿物中分离出来。需要注意在此过程中，需要选择合适的磁场强度和磁场梯度，以使分离效果更好。常用的弱磁选机有环式弱磁选机和筒式弱磁选机等。同时还需要控制给矿速度、冲洗水量等参数，以优化分离效果和提高产量，并定期对弱磁选后精矿的品位和回收率的进行检测，及时调整磁场强度、冲程、冲次等参数，以保证分离效果和避免产生尾矿品位高、回收率低等问题。干选粗精矿单一弱磁选工艺具有投资成本低、设备简单、操作方便等优点。但是，这种工艺也存在一定的局限性，如无法处理含有多种磁性矿物的矿石、难以完全分离弱磁性矿物等。

2.3干式预选抛尾的磁选工艺

通过干式预选抛尾工艺能够有效去除矿石中的脉石矿物，降低磨矿的能耗，为后续处理提供便利。工艺在实施过程中，会将矿石送入干式预选机进行初步的筛选，将矿石分为大矿石、小矿石和废石等几类。其中，大矿石会被送入下一阶段的磁选机进行进一步的筛选，而小矿石和废石则会被直接抛弃。这种预选抛尾的工艺可以提高后续磁选阶段的工作效率，同时也可以降低废石对设备的磨损和堵塞。然后再在后续磁选阶段，经过初步筛选的矿石会被送入磁选机进行分离。磁选机利用磁场作用将矿石中的磁性矿物和非磁性矿物进行吸引和分离。为了确保分离效果，需要结合矿石的性质分离要求来进行磁选机的选择，并及时调整磁场强度、给矿速度、冲洗水量等因素来优化分离效果和提高产量。再者，还需要做好分拣液位的合理调整，液位过低会导致无法起到脉动作用，精矿品位会显著下降；而提高液位则可以增加冲洗效果和脉动作用，从而提高精矿品位和回收率。此外，在磁性过程中可能会出现磁性介质堵塞的问题，所以在前道工序中可以先进行弱磁选，以去除强磁性矿物，再或者也可以在干式磁选机前增加一个圆柱形滤网，以去除大颗粒矿物或其他杂质。

2.4磁浮联合选矿工艺

现阶段优质高品位的磁铁矿相对较少，多数磁铁矿的品位较低，组分成分复杂，并且嵌布粒度也相对较细，所以在磁选过程中多采用磁选+浮选或重选等联合工艺。磁浮联合选矿工艺的特点是可以大幅度提高铁矿石的选矿效率和精矿品位，尤其是对于低品位、嵌布粒度细、组分复杂的矿石，可以大大提高其分离效果。同时磁浮联合选矿工艺还可以大幅度减少分离次数，简化分离过程。传统的组合磁悬浮过程至少需要四个阶段才能获得近似指标，而磁浮联合选矿工艺只需两个阶段就可以达到目的，大大提高了工作效率。第1阶段为磁选-反浮选阶段。

该阶段，首先对铁矿物进行磁选，选出铁矿。剩下的矿物会利用十二胺阳离子充当捕收剂，淀粉为抑制剂，在中性矿浆（矿浆酸碱度为7）中进行反浮选。这种联合工艺可以有效地将非磁性矿物和磁性矿物分离，为下一阶段的浮选做好准备；第2阶段强磁选-浮选阶段。经过第一阶段的磁选-反浮选后，对于剩余的非磁性矿物，再进行强磁选。通过高强度磁选，将矿石中的粗粒单体石英和易泥化的绿泥石等脉石矿物选出，然后再进行细磨，为浮选做好准备[3]。经过细磨后，进入浮选阶段，进一步将有用矿物和无用矿物分离。我国山东某矿业公司就采用了磁浮联合选矿工艺进行技术改造，改造前后的浮选精矿品位分别为63.27%和66.27%，浮选尾品位分别为34%和32%，电耗分别降低325kwh和10kwh，精矿综合成本降低5元/t。实验结果表明，磁浮联合选矿工艺在提高铁矿石的选矿效率和精矿品位方面具有显著的优势。

结语

磁铁矿石选矿工艺是一项复杂的工艺，但也是铁矿石资源开发利用过程中至关重要的环节。针对不同品质的磁铁矿是需要选择不同的选矿技术和工艺，这样才能够在尽可能控制选矿成本和能耗的基础上，提高磁铁矿的选矿效率和金矿品位，为企业创造更多经济效益。

参考文献

[1]胡洋,张梦雨,陈飞等.某低品位铁矿石选矿试验[J].现代矿业,2019,35(08):116-119.

[2]王有为.某低品位铁矿石选矿工艺试验研究[J].现代矿业,2022,38(07):147-150.

[3]秦敬武，王宾.磁铁矿石选矿工艺的分析与研究[J].中国金属通报，2017（4）：51-52.