关于低含量硅质铁矿石样品的磁分离研究-2.doc

关于低含量硅质铁矿石样品的磁分离研究
Dwari Ranjan Kumar, Rao Danda Srinivas ⇑, Reddy Palli Sita Ram
CSIR-Institute of Minerals and Materials Technology, Council of Scientific and Industrial Research, Bhubaneswar 751 013, India
摘要：
调查显示，低级硅质铁矿石样品的磁分离，以建立物理选矿。矿物学研究表明，样本中包含作为主要不透明氧化物矿物的磁铁矿，赤铁矿和针铁矿因为硅酸盐碳酸盐岩形成样本中的脉石矿物。过程涉及组合的分类，干式磁选，湿式磁选对低级的硅质铁矿石样品进行升级，让其成为适应市场的商品。样品是第一步，每个封闭的尺寸组分都进行干式磁选，有人认为，有限的升级换代是可能的。这些原始样品被研磨成不同更细的尺寸，并由湿式低强度磁分离器分离。低于200um大小的颗粒获得铁回收率达90％铁含量在67％的磁性浓缩物是可以实现的。
关键词：铁矿 磁铁矿 描述 干式和湿式磁选
1. 介绍
磁分离是一个重要的选矿工艺和通常被应用于锰，磷酸盐，钛，铬，钨，钼，镍，铝土矿和铌钽等除铁矿石之外的矿石[1-15]。磁选方法也实现了对铬铁工业废料如尘灰的部分回收利用的可能或金属的回收和提高铬铁矿的显著值[16]。磁分离是一种简单，廉价，非破坏性并且能够使含铁矿物迅速集中到附近单矿物的一种方法，尤其是那些存在于不同比例粘土中的铁矿物。可变磁密度的使用进一步实现了含铁矿物的子分馏[17]。磁分离技术的选择取决于许多处理因素，如矿物质的组合，他们的粒度大小和它们相应的磁化率不需考虑生产，销售和环保等问题。矿石和工业矿物的磁处理有湿式和干式模式。干式磁选过程在潮湿的过程，能够净化湿式过程的以淤泥形式存在的最终产品。特别适用于处理含更细颗粒尺寸的材料。许多矿物加工工业想要利用干式磁选技术净化夹杂于非磁性矿物中的的磁性物质。湿式和干式磁性分离技术既有特定优点又有特定的缺点。问题往往上升于哪种分离技术最适合某种矿石类型或操作的。最合适的解决方案是通常是由最终精矿或者可以销售的产品的所需的指标确定的。干式磁选技术应用基于许多原因，例如（i）当地水的可用度，（ii）干燥成本（三）客户的要求（iv）不断变化的环境问题。干式磁选技术还必须采取措施控制粉尘危害，无论是在资本和运营成本都会非常昂贵。此外，干式磁选机处理量比湿式磁选机低许多。干式磁选机可以有效分选粒度大于75um的粗粒。另一方面，对于含大量细颗粒的粗细粒度嵌布不均匀的物料，只能用湿法工艺分选。一般情况下，干式磁选通常用于从物料中分选出大量非磁性物料或者剔除少量磁性物料。因此，干式磁选技术与湿式相比具有一定的优势。本文讨论了这干式和湿式这两种磁性分离技术用于处理低品位硅质铁矿石样品。
2.材料和方法
将约500公斤低质量性的硅质铁矿石样品用颚式破碎机破碎至小于10毫米。粉碎的样品彻底混合，并由圆锥和设营技术进行采样用来准备有代表性的样品。这些有代表性的样品，用于不同的实验室调查。由澳大利亚有限公司M / S矿石分拣机提供的干法PERMROLL磁选机就是采用干式磁选方法。撒拉族国际瑞典M / S提供的用于研究的SALA湿式筒式磁选机就是采用低强度湿式磁选方法。进行的矿物学研究使用Leitz光学显微镜，以样品中存在的氧化和硅酸盐/脉石矿物。
3.表征研究
3.1.物理和化学特性
这些样本具有质硬和磁性质。大部分10mm的块状样品的测定密度和休止角分别为3204 kg/m3和43.90。利用常规的湿法化学分析方法对散装磁铁矿样品进行了详细的化学反应表征。散装磁铁矿样品化学分析的结果列于表1。结果表明磁铁矿石的Fe的含量是43.5％。“矿石中存在的主要杂质是二氧化硅含有约17％，其次由氧化铝，氧化钙，氧化镁，含量分别为6％，10％和3％。在此示例中磷和锰含量非常的小。
3.2.化学分析的适宜粒度
对10mm粉碎块状样品使用6，3，2，1，0.850，0.500mm屏幕采用干法筛分的方法进行尺寸分类使其达到0.500毫米，然后使用0.300，0.210，0.100 mm 的屏幕进行湿筛分法，对Fe的所有大小尺寸进行分析。不同尺寸级分下给出的重量（％）和Fe（％）含量于表2。Fe的值均匀地存在于所有的大小分数直到0.85毫米大小的分数后的铁含量被发现在增加，最高金额在尺寸为0.100毫米上。

3.3.矿物学特征研究
样品中含有暗分圈以及浅色的矿物（图1）。浅色矿物的大部分是硅酸盐脉石矿物。然而，一些深色矿物也是硅酸盐（辉石）。根据肉眼观察研究表明铁矿石矿物存在于硅酸盐，反之亦然（图1）。反射光显微镜观察抛光的主要部分标本显示，样品大多含有铁矿物，如磁铁矿，赤铁矿，针铁矿，脉石矿物（图2）。脉石矿物主要是两种不同类型的如硅酸盐和碳酸盐（图3）。筛馏分的解离研究表明的磁铁矿颗粒可以有一个低于100um最佳解离度。
4. 选矿研究
4.1.干式磁选研究
在磁分离技术下进行的选矿研究，为了得到明显的重量回收率和所需的精矿品位，因为目前的铁矿石是磁铁矿。 这些大小10mm散装磁铁矿矿石被划分为不同的尺寸部分和每个尺寸部分放入由澳大利亚M / S矿石分拣机有限公司提供的干PERMROLL磁选机中，将这些样品连续给入料斗中通过振动进料器和磁性带。这些用于分离的永磁滚筒的磁场强度在800-1000高斯的范围内。选矿研究的结果列于表3中。这些表格表明，达到0.500 mm 的粗颗粒能够通过这种技术分离。它能够通过干式磁选机将矿石中的铁的含量从42％增加至53％。在这些组分中Fe的回收率是在80-89％的范围内，产率在60-70％的范围内。在更精细尺寸分裂到如-0.500+0.300mm的情况下，其铁的含量能够从44％增加到60％。在这种情况下的Fe回收率和产量分别为70％和52％。通过干式磁选能够产生大小为0.300〜0.210mm含有铁含量60.03％，重量回收率53.33％的磁铁精矿。更细粒级中铁含量的增加是由于解离中增加。但由于干法微细化的分离效率降低。结果通过高强度（8000高斯）滚筒分离器效果非常差，因为所有的粒子都被拖入磁铁精矿区。
为了解释中在低强度干式磁选下解离的效果，大部分样品被磨到1mm大小且通过0.300 mm的屏幕被分成两部分。对分离的两部分-1+0.300mm和-0.300mm以下颗粒进行低强度的干式磁选，得到的结果分别在表4中给出。结果清楚地表明干式分离更精细粒度是没有效率的。因此在更精细粒度下进行干式分离由于其效率低下所以无法得到需要的分级。

4.2.湿式磁选研究
表征和解离的研究表明，最大解离粒度在10um左右，因此大部分样品须研磨至更精细的尺寸才能彻底解离。建议将样品研磨到更精细的尺寸进行湿式低强度磁分离，因为更精细粒度的样品在干式磁选中的分离效率不高。因此，大量的样品被研磨至不同粒度如0.200，0.100和0.075mm并进行低强度湿式磁选。 由M / s萨拉国际瑞典提供的SALA湿式筒式磁选机用于这些研究。在所有的情况下磁场强度的范围在1800-2000高斯。得到的结果分别列于表5-7。从表5中，可以观察到0.200mm尺寸的样品可以品位在66％，重量回收率达到88％产量为63.15％的铁精矿。随着进一步粒度的降低，如表6和7的情况下，它能够实现产量58％与品位69％的铁，回收率88％的铁精矿。 结果清楚地表明，更精细的粒度在低强度湿式磁选中更好的分离是可以实现的。
结果表明，研磨后的样品其更精细的粒度（200um）在湿式低强度磁性分离器中能够具有更好的表现。存在于样品中的大多数磁铁矿在浓缩物中可以回收超过66.0％的铁得到更好的铁精粉品位。其中存在于样品约88％的铁值可以通过这种技术回收。有趣的是，这里要注意的拒绝含有约15％的铁。不同大小的颗粒在低强度湿式磁选机得到的结果在表8。结果表明，研磨样品在100um以下具有更好的结果，对研磨到75um以下的没有进一步改进。100um大小的粒子可能是进行商业化生产的最理想的点。

5. 结论
对低品位铁矿石样品调查揭示了以下的结论。
（1）样本平均含有43.8％的铁，16.8％的SiO2和5.61％的氧化铝。
（2）矿物学研究表明，主要铁矿物为磁铁矿，赤铁矿和针铁矿。脉石矿物是硅酸盐和方解石。彻底解离磁铁矿发生100um左右。
（3）对于不同粒度进行干式磁选的研究有了一定的成功。通过干式磁选即使在更精细的大小也加工出无法满足盈利需要的精矿品位。
（4）样品研磨后低于200um的颗粒在湿式磁选机低磁场强度下可以产生超过66.0％的Fe的浓缩物。但是，在100um大小的颗粒下能够产生69.0％铁精矿的更好成绩，但回收率略低。
(5) 总之，低等级磁铁矿样品适用于简单的技术，如磁分离。商业级的浓缩物可以通过简单的破碎，研磨和磁分离。存在于样品中铁含量在67.0％产率为54.5％，回收率为83.0％的产品。通过研磨样品至200um可以提高其产量和品位且是与湿式低强度磁分离分隔符。
致谢
感谢教授B.K.米什拉，导演，CSIRInstitute矿物和材料技术，布巴内斯瓦尔，Odisha对于发行此书的许可。
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