回收德興銅礦大山尾礦中鐵的試驗研究

劉小平，劉建國，鐘文慧，唐冬梅

（江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

回收德興銅礦大山尾礦中鐵的試驗研究

劉小平，劉建國，鐘文慧，唐冬梅

（江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

工藝礦物學研究表明，德興銅礦大山選礦廠浮選尾礦中的鐵礦物有硅酸鐵、赤鐵礦、褐鐵礦、硫化鐵、磁鐵礦、鐵屑及磁黃鐵礦，其中磁鐵礦、鐵屑及磁黃鐵礦具有磁性，可通過磁選回收，小型磁選試驗結果表明，通過一次粗選-粗精礦再磨-兩次精選工藝流程，在粗選磁場強度4500Oe，再磨細度-37μm 占40%，精一磁場強度1500Oe，精二磁場強度1200Oe，從選銅尾礦中獲得了鐵品位60.18%，回收率1.00%的鐵精礦。

銅礦山；浮選；尾礦；品位；磁選

1 引言

德興銅礦是世界上儲量在800萬t以上的八大斑巖銅礦之一，是一多期多階段成礦、以細脈浸染型及粒狀構造為主的典型斑巖銅礦，其礦石結構構造及礦石的主要成分較簡單，而次要及少量礦物成分復雜，礦石除銅外伴生大量金、銀、鉬、硫、錸、鐵等有價元素。德興銅礦大山選礦廠日處理能力為9萬t，對其尾礦中的有價元素進行綜合回收利用［1-2］，減少礦產資源的浪費，同時也為礦山帶來了經濟效益［3-4］。其中，金、銀、鉬、硫等有價元素，在選銅時加以回收利用［5］，而元素鐵則根據部分鐵礦物的磁性來進行回收利用［6］。

2 礦物學研究

2.1化學成分分析

大山尾礦的主要化學成分分析見表1。分析結果顯示，尾礦中主要有價元素有銅、硫、鐵等，其中全鐵品位為2.47%，可以通過磁選回收的鐵品位只有0.118%。

2.2鐵物相分析

大山尾礦中鐵的物相分析見表2，分析結果表明：尾礦中鐵主要成分為硅酸鐵、赤鐵礦、褐鐵礦，其次為硫化鐵、磁鐵礦、鐵屑及磁黃鐵礦，而硅酸鐵在當前的技術經濟條件下無回收利用價值。

表1　尾礦成分分析結果

表2　鐵的物相分析結果

結合化學分析和物相分析結果可知，尾礦中鐵的含量很低，全鐵品位僅有2.47%，主要鐵礦物為硅酸鐵礦，占全鐵的65.07%，其次為褐鐵礦，占全鐵的17.49%，赤鐵礦占全鐵的3.66%，磁黃鐵礦、磁鐵礦占4.8%，金屬鐵只占全鐵的2.07%。尾礦中硅酸鐵所占比例達65.07%但卻無回收利用價值，而磁鐵礦、金屬鐵及磁黃鐵礦都有較強的磁性，所占比例為6.87%，但可采用磁選方法較好回收的只有磁鐵礦和磁黃鐵礦，所占比例只有4.80%。

2.3尾礦中鐵礦物研究

尾礦中能回收利用的鐵礦物主要為磁鐵礦、金屬鐵（鋼球損耗）、磁黃鐵礦，其次為赤鐵礦、褐鐵礦。

磁鐵礦：在礦樣中主要呈現以下幾種狀態產出：（1）呈細粒、微細粒單體形式產出，粒徑一般為20～150μm，細粒級相對較多；（2）與脈石等連生，粒度一般較粗，個別呈微粒包裹體浸染與脈石礦物中。

金屬鐵：金屬鐵主要呈細長條狀、片狀、細粒狀。

赤鐵礦：粒狀，粒級：40～200μm，大部分在中粗粒級，主要是單體，有些交代磁鐵礦呈環邊結構，也有與粗顆粒脈石毗鄰嵌布。

褐鐵礦，主要呈以下幾種狀態產出：（1）以不規則狀、粒狀或針狀單體形式產出，單體粒度分布不均勻，大部分比磁鐵礦、磁黃鐵礦的單體粒度要粗；（2）與脈石礦物等形成復雜的連生、穿插或包裹關系，大部分需要細磨方可單體解離，不易回收。

3 選鐵試驗研究

3.1粗選磁場強度試驗

尾礦中鐵的含量極低，全鐵品位只有2.47%，而能通過磁選回收利用的鐵更是少之又少，且大山選礦廠日處理能力為9萬t，尾礦量大，礦漿在尾礦明渠中流速又較快，選別過程也不穩定，綜合考慮應采用強磁選同時選出強磁和弱磁性礦物。尾礦強磁選選鐵磁場強度試驗結果見圖1。

試驗結果表明，隨磁場強度的增加，鐵的回收率增加，鐵品位下降。綜合考慮，強磁選磁場強度確定為4500 Oe。

圖1　粗選試驗結果

3.2粗精礦再磨細度試驗

強磁選鐵粗精礦品位較低，采用在較低磁場強度條件下通過再磨精選來提高鐵精礦品位，再磨細度實驗結果見圖2。

從實驗結果來看，鐵粗精礦再磨有利于提高精礦品位，但回收率呈現下降趨勢，綜合考慮，再磨細度確定為-37μm占40%。

圖2　粗精礦再磨細度試驗結果

3.3精一磁選磁場強度試驗

精一磁選磁場強度試驗結果見圖3。試驗結果表明，隨著磁場強度增加，精一鐵品位降低，鐵回收率增加，綜合考慮，較適宜的磁場強度為1500 Oe。

圖3　精一磁選磁場強度試驗結果

3.4精二磁選磁場強度試驗

精二磁選磁場強度試驗結果見圖4。試驗結果表明，隨著磁場強度增加，精一鐵品位降低，鐵回收率增加，綜合考慮，較適宜的磁場強度為1200 Oe。

圖4　精二磁選磁場強度試驗結果

3.5磁選選鐵全流程試驗

大山尾礦經強磁選-粗精礦再磨再精選工藝流程回收鐵精礦，由于粗選采用強磁選，需大量沖洗水，使再磨濃度偏低，需增加1臺旋流器。選鐵試驗全流程見圖5，試驗結果見表3。

圖5　大山尾礦選鐵工藝全流程圖

表3　磁選選鐵試驗結果

試驗結果表明：通過“一次粗選-粗精礦再磨-二次精選”的工藝流程，可以得到鐵精礦品位60.18%，回收率為1.00%的選礦指標。

3.6鐵精礦的物相分析

鐵精礦的物相分析（表4）表明：回收的鐵礦物中主要是磁鐵礦、磁黃鐵礦及少部分鐵屑。

表4　鐵精礦的物相分析結果

4 工業實踐及改進

根據選鐵試驗研究，工業生產中將2臺規格為VK2000-11（磁場強度為3800Oe）與1臺規格為VK2000-8（磁場強度4500Oe）的磁選機置于大山尾礦明渠中，作為強磁選作業，所得粗精礦經再磨后進行精選。精選作業采用2臺1050mm×1500mm永磁筒式磁選機。

實踐發現，由于尾礦礦漿流速過快且磁性礦物的比重較大，導致磁性礦物沉積在底層流失，不利于鐵的回收。為了改善磁選效果，對磁力回收機進行了改進，如圖6所示。其一使磁盤與礦漿流速方向有一定的小角度，形成交叉之勢，這樣可以增加磁盤與尾礦中有用礦物的接觸碰撞的有效面積；其二填加拋物裝置，降低礦漿流速且迫使沉積在礦漿底層的鐵單質或含鐵物質作上拋運動，讓其分布在礦漿的中上層位置，這樣有利于鐵的回收。結果表明，改進后鐵的回收率提高了0.33%。

圖6　改進示意圖

工業生產數據表明，通過尾礦選鐵系統，每月生產鐵精礦926t，鐵精礦品位61.12%。按500 元/t的價格計算，每年可實現銷售收入555.60萬元，除去每年的生產成本235.13萬元，實現盈利320.47萬元，具有較高的經濟效益。

5 結論

（1）鐵物相分析結果表明，尾礦中鐵主要以硅酸鐵形式存在，可以回收的磁鐵礦、鐵屑及磁黃鐵礦品位都較低，分別為0.084%，0.051%，0.034%。

（2）充分利用礦物的物性特點，采用磁選工藝流程成功實現尾礦中鐵的回收，最終獲得了鐵品位60.18%，回收率為1.00%的選礦指標。

（3）試驗突破了超低品位有用礦物的回收利用，減少了礦產資源的浪費，每年將為礦山帶來320.47萬元的盈利，同時也為類似礦山的資源綜合回收利用提供了較好的參考價值。

［1］吳德禮， 朱申紅， 王錚. 國內外礦山尾礦綜合利用現狀與思考［J］.青島建筑工程學院學報， 2001（4）:84-86.

［2］陳宇峰， 陸曉燕. 銅尾礦資源化的現狀和展望［J］. 南通工學院學報（自然科學版）， 2004（12）:60-62.

［3］《礦產資源綜合利用手冊》編輯委員會. 礦產資源綜合利用手冊［M］.北京:科學出版社， 2000:706.

［4］王立剛， 陳金中， 李成必， 等. 浮銅尾礦回收鐵的試驗研究［J］. 有色金屬（選礦部分）， 2011（3）:16-18.

［5］孫達， 李永聰， 高志明. 從某鐵尾礦中回收銅的試驗研究［J］. 金屬礦山. 2007（9）:119-122.

［6］陳金中， 王立剛， 李成必， 等. 銅礦山老尾礦綜合回收銅金銀浮選技術研究［J］. 有色金屬（選礦部分）， 2001（3）:1-4.

Study on Beneficiation of Iron Minerals from Flotation Tailings in Dashan Ore Dressing Plant of Dexing Copper Mine

LIU Xiao-ping， LIU Jian-guo， ZHONG Wen-hui， TANG Dong-mei
（Dexing Copper Mine， Jiangxi Copper Corporation， Dexing 334224， Jiangxi， China）

Process Mineralogy shows that the iron minerals in flotation tailings from Dashan ore dressing plant contains metasilicate，hematite， limonite， iron sulfide， magnetite， metallic iron and magnetic pyrite， in which the magnetite， metallic iron and magnetic pyrite can be recovered by magnetic separation. Magnetic separation test results show that， one roughing - coarse concentrate-regrinding -two cleaning process is selected，and the grade and recovery of the final magnetite concentrates are 60.18% Fe and 1.00%， with roughing magnetic field strength 4500 Oe， grinding fineness - 37 μm accounted for 40%， first fine magnetic field strength 1500 Oe， second fine magnetic field strength 1200 Oe.

copper mine；flotation； tailings；grade；magnetic separation

TD926.4

A

1009-3842（2016）03-0045-03

2015-04-27

劉小平（1988-），男，江西贛州人，主要從事選礦技術研究。E-mail:767281789@qq.com