李建江张燕
(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队，新疆昌吉831100)
摘要：在查明沟口泉铁矿石工艺矿物学特征的基础上,确定了适于处理微细粒磁铁矿石的加工工艺流程:原矿采用阶段磨矿-阶段弱磁选工艺，最终磨矿细度为-0.019mm97.88%的条件下，全流程实验取得了铁精矿产率39.34%、铁品位60.32%、回收率67.65%的选矿指标，达到了铁的综合回收。
关键词：选矿工艺；微细粒磁铁矿石；沟口泉
沟口泉铁矿于2009年发现，2009—2014年新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队对该铁矿进行了详查工作。通过实验室对铁矿石工艺进行的实验研究，笔者对矿石加工选冶技术进行总结，对选冶工艺进行初步研究。
1、样品代表性及矿样制备
1.1样品代表性
样品采自主矿体的10条勘查线的12个钻孔及地表5条探槽中，形成一个面形控制同时保证了样品分布的均匀性；样品重量达3.2吨，对采样工程中采样地段的基本分析样的品位进行加权计算后得出的品位理论值位，TFe平均品位32.87%，mFe平均品位23.61%；实验室原矿预选抛尾探索试验结果中，原矿样品的TFe平均品位34.92%，mFe平均品位23.97%。样品的分析结果与矿床TFe平均品位32.8%，mFe平均品位23.44%基本一致。从数据统计来看，实验矿样的代表性较好。
1.2试验样品的制备
首先试验样品中取出岩矿鉴定样，并留足备样，然后对剩余矿样进行了破碎、筛分、混匀、缩分、取样，原矿样的制备流程（见图1）。
1.3试验样品工艺学
矿石试验样化学多元素分析结果（见表1）。
表1矿石的主要化学成分/%
从表中可看出，矿石的化学成分较为简单，矿石属低硫含磷的单一酸性中低品位铁矿石。可供选矿回收唯一有用元素铁的品位为34.88%；矿石TFe/FeO的比值为3.61，碱性系数（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.07。
为达到富集铁矿物的目的，需要选矿排除的脉石组分主要是SiO2，其次为Al2O3，二者合计含量达41.28%。有害杂质硫的含量很低，但磷的含量达0.24%，高于铁矿石的工业要求。
2、磨矿实验
1、一段磨矿细度试验
一段磨矿试验采用棒磨机，二段和三段磨矿及浮选尾矿再磨试验则采用球磨机。一段磨矿试验时间与磨矿细度的关系曲线（见图2）。从图中可以看出，随着磨矿时间的逐渐增加，磨矿粒度逐渐变细，但磨矿细度的增加幅度比较平缓；当磨矿时间达到11min时，磨矿细度可以达到-0.075mm占75.48%。
2、二磁精粒度筛析试验
对二段磁选所得精矿进行粒度组成分析，从二段磁选精矿的粒度组成分析结果来看，-0.019mm粒级的产率最大，为42.34%，但该粒级的铁品位仅达到53.97%（见图3）。必需对二段磁选精矿进行三段细磨试验。
3、三段磨矿细度试验
在二段粗精矿基础上再一次进行了不同磨矿细度试验，粗选磁场强度为0.20T，精选磁场强度为0.15T。随着磨矿细度的增加，精矿铁品位显著提高，精矿中的P含量逐渐降低。
当磨矿细度增加至-0.019mm97.88%时，精矿铁品位可以达到60.44%，作业回收率为86.84%，精矿中P含量降低至0.068%。可见，矿石中磁铁矿的嵌布粒度非常微细。
3、试验流程
原矿采用阶段磨矿—阶段弱磁选流程工艺，最终磨矿细度为-0.019mm占97.88%，试验结果（见表2），试验数质量流程（见图4）。
4、尾矿回收实验
考虑到阶段磨矿（三段磨矿细度-0.019mm97.88%）－阶段磁选流程中的磁选总尾矿品位仍然高达18%以上，尾矿中损失的铁矿物主要为褐铁矿及少量的假象赤铁矿，为回收这部分铁矿物，对磁选总尾矿进行了磁化焙烧弱磁选探索试验，结果（见表3）。
表3磁选总尾矿焙烧—磁选试验结果/%
从试验结果中可以看出，即使经过焙烧磁选也仅能获得品位49.68%、回收率16.70%的铁精矿，效果不理想。
5、产品检测
对采用阶段磨矿－阶段磁选流程得到的磁选铁精矿和总尾矿进行了镜下检测。
铁精矿镜下观察表明，样品中铁矿物主要是磁铁矿，偶见假象赤铁矿；脉石矿物以铁质粘土居多。样品中磁铁矿的含量约为80%。样品中磁铁矿多为自形、半自形等轴粒状，部分为不规则状，粒度个别粗者可至0.02mm左右，一般小于0.012mm。采用MLA（矿物参数自动分析系统）测定结果表明，样品中呈单体产出的磁铁矿仅占84.73%，其余部分主要以各种形式与以铁质粘土为主的脉石嵌连构成不同比例的连生体（图5-5）。显然，影响样品铁品位的主要因素是磁铁矿的解离程度偏低。由此亦表明，虽然选矿过程中选择了-0.019mm占97.88％的磨矿细度，但仍很难使磁铁矿得到充分的解离。
尾矿样品中铁矿物主要是褐铁矿和少量假象赤铁矿，偶见磁铁矿。假象赤铁矿和褐铁矿的合计含量约为15%。
6、实验结果对比研究
1、单一磁选流程试验研究结果表明：原矿采用阶段磨矿—阶段弱磁选流程，在最终磨矿细度为-0.019mm97.88%的条件下，可以获得精矿产率39.34%、铁品位60.32%、回收率67.65%的选矿指标。
2、磁浮流程试验研究结果表明：在三段磨矿细度-0.019mm92.66%的条件下，原矿采用阶段磨矿—阶段弱磁选—阴离子反浮选流程，获得的铁精矿产率为34.05%、品位61.61%、回收率59.59%。
对比全磁流程与磁浮流程试验结果可知，全磁流程结构简单，容易操作，但需要最终磨矿细度达到-0.019mm97.88%；磁浮流程虽然可以得到品位稍高的铁精矿，但回收率损失过多，如果想提高磁浮流程中的铁精矿回收率，必须对浮选尾矿中的铁矿物进行回收，而这部分磁铁矿是处理难度更大的连生体，势必又会大幅增加选矿成本。综合考虑，阶段磨矿—阶段弱磁选工艺作为选别该矿石的推荐流程。
7、矿石工业利用性能结论
1、沟口泉西铁矿试验矿样属低硫含磷单一酸性中低品位的原生磁铁矿矿石。铁矿物主要是磁铁矿；脉石矿物以铁质粘土居多，次为石英、玉髓、方解石、磷灰石和岩屑。
2、嵌布粒度统计结果表明，矿石中磁铁矿具典型微细粒嵌布的特征。为使90％以上的磁铁矿获得解离，实际生产过程中可将磨矿细度放粗至-600+800目（-0.026+0.019mm）之间可获得铁品位大于60%的弱磁选铁精矿。
3、单一磁选流程试验研究结果表明：原矿采用阶段磨矿—阶段弱磁选流程，在最终磨矿细度为-0.019mm97.88%的条件下，可以获得精矿产率39.34%、铁品位60.32%、回收率67.65%的选矿指标。
4、矿床铁矿石需超细磨，比普通铁矿石磨矿能耗和成本偏高，建议在开展有关该铁矿开发利用下一步工作时仔细进行可行性、可靠性和成本效益等技术经济方面的论证，以减少风险，提高可行性。
5、通过对矿床提供的矿样进行系统的工艺试验研究，确定了磁选工艺流程及相关工艺参数和技术指标，为矿山建设和设计提供了依据。
参考文献
［1］《新疆若羌县沟口泉西铁矿选矿试验研究报告》，长沙矿冶研究院有限责任公司，2014.
［2］《新疆若羌县沟口泉西勘探报告》，新疆维吾尔自治区有色地勘局七0一队,2015.