山東某鐵尾礦鐵精礦回收試驗(yàn)與工藝優(yōu)化研究一、引言1.1研究背景與意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，鋼鐵工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)鐵礦石資源的需求呈現(xiàn)出迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。鐵礦石作為鋼鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵原料，其供應(yīng)的穩(wěn)定性和質(zhì)量直接關(guān)乎鋼鐵產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。然而，我國(guó)鐵礦石資源具有“貧、細(xì)、雜”的顯著特點(diǎn)，即貧礦多、富礦少，礦石粒度細(xì)，礦物組成復(fù)雜。在鐵礦石的開(kāi)采和加工過(guò)程中，大量的尾礦隨之產(chǎn)生。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年我國(guó)尾礦總產(chǎn)生量約為12.72億噸，其中鐵尾礦產(chǎn)生量最大，約為5.2億噸，占尾礦總產(chǎn)生量的40.9%。這些鐵尾礦的大量堆存，不僅占用了大量寶貴的土地資源，還對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。尾礦中含有的殘留化學(xué)藥劑、重金屬離子等有害物質(zhì)，在雨水沖刷和風(fēng)化作用下，會(huì)逐漸滲入土壤和水體，導(dǎo)致土壤污染、水體污染，破壞生態(tài)平衡，對(duì)周邊居民的身體健康也構(gòu)成了潛在風(fēng)險(xiǎn)。山東作為我國(guó)的礦業(yè)大省，鐵礦石資源豐富，鐵礦開(kāi)采和選礦產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)。長(zhǎng)期的礦山開(kāi)采和選礦活動(dòng)，使得山東積累了數(shù)量龐大的鐵尾礦。這些鐵尾礦若得不到合理有效的處理和利用，將進(jìn)一步加劇土地資源緊張和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)。對(duì)山東鐵尾礦進(jìn)行回收鐵精礦的研究，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。從資源利用角度來(lái)看，鐵尾礦中仍含有一定量的鐵元素以及其他有價(jià)成分，通過(guò)科學(xué)合理的選礦工藝對(duì)其進(jìn)行再選，可以實(shí)現(xiàn)鐵精礦的回收，使這些被視為廢棄物的鐵尾礦重新成為有價(jià)值的資源，提高鐵礦石資源的綜合利用率，減少對(duì)新鐵礦石資源的過(guò)度依賴(lài)，緩解我國(guó)鐵礦石資源短缺的局面。以山東省某些磁鐵礦尾礦為例，其仍含鐵20%，經(jīng)強(qiáng)磁選機(jī)回收可獲得品位達(dá)60％的鐵精礦，充分證明了鐵尾礦再選回收鐵精礦的可行性和巨大潛力。從環(huán)境保護(hù)角度而言，減少鐵尾礦的堆存量，能夠降低其對(duì)土地的占用和對(duì)環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)回收鐵精礦，減少了尾礦中有害物質(zhì)的排放，有助于改善周邊土壤、水體和大氣環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的良性互動(dòng)。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度分析，鐵尾礦回收鐵精礦項(xiàng)目具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。回收的鐵精礦可以直接作為鋼鐵生產(chǎn)的原料進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售，為企業(yè)帶來(lái)額外的經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)也降低了鋼鐵企業(yè)對(duì)高價(jià)進(jìn)口鐵礦石的依賴(lài)程度，增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。此外，該項(xiàng)目還能夠帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，鐵尾礦回收鐵精礦的研究和實(shí)踐開(kāi)展較早。美國(guó)、澳大利亞、加拿大等礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，憑借先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，在鐵尾礦再選領(lǐng)域取得了顯著成果。美國(guó)某大型鐵礦通過(guò)采用先進(jìn)的磁選-浮選聯(lián)合工藝，對(duì)鐵尾礦進(jìn)行再選，成功回收了大量鐵精礦，使鐵的回收率大幅提高，同時(shí)降低了尾礦中鐵的含量，減少了資源浪費(fèi)。澳大利亞的一些礦山運(yùn)用高效的磨礦分級(jí)設(shè)備和精細(xì)化的選礦工藝，實(shí)現(xiàn)了鐵尾礦中鐵精礦的高效回收，并且注重尾礦的綜合利用，將剩余尾礦用于建筑材料生產(chǎn)、礦山充填等領(lǐng)域，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。國(guó)內(nèi)對(duì)于鐵尾礦回收鐵精礦的研究也取得了眾多成果。眾多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)針對(duì)不同類(lèi)型的鐵尾礦開(kāi)展了廣泛研究，探索出了多種有效的回收工藝和技術(shù)。例如，馬鞍山礦山研究院與本鋼歪頭山鐵礦合作，采用HS-1600×8磁選機(jī)對(duì)鐵礦石尾礦進(jìn)行再磨再選，獲得了品位高達(dá)65.76%的優(yōu)質(zhì)鐵精礦，展現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟(jì)效益。北京科技大學(xué)的研究人員通過(guò)對(duì)鐵尾礦性質(zhì)的深入分析，研發(fā)出了適合特定鐵尾礦的磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝，顯著提高了鐵精礦的回收率和品位。在山東地區(qū)，也有相關(guān)研究針對(duì)當(dāng)?shù)罔F尾礦進(jìn)行回收試驗(yàn)。如臨沂會(huì)寶嶺鐵礦有限公司對(duì)某鐵尾礦進(jìn)行再選實(shí)驗(yàn)研究，該鐵尾礦鐵品位為9.93％，含鐵礦物主要為強(qiáng)磁性的磁鐵礦，礦物粒度較粗。通過(guò)采用中磁-尾-中磁精礦磨礦-弱磁-磁選柱精選的工藝流程，最終獲得了產(chǎn)率為10.93％，鐵品位為62.13％，回收率為68.59％的合格鐵精礦。山東黃金礦業(yè)科技有限公司選冶實(shí)驗(yàn)室分公司針對(duì)某選礦廠鐵尾礦金屬流失嚴(yán)重的問(wèn)題，進(jìn)行了系統(tǒng)性的回收工藝流程試驗(yàn)研究，確定了強(qiáng)磁—反浮選的回收工藝流程，得到了產(chǎn)率為7.94％、鐵品位為52.17％、鐵回收率為37.23％的鐵精礦，綜合拋尾鐵品位為7.59％，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。盡管?chē)?guó)內(nèi)外在鐵尾礦回收鐵精礦方面取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些不足之處。部分回收工藝對(duì)設(shè)備要求高，投資成本大，導(dǎo)致一些小型礦山企業(yè)難以采用；一些技術(shù)在處理復(fù)雜成分的鐵尾礦時(shí)，回收效果不理想，鐵精礦的品位和回收率難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；而且，在回收過(guò)程中，對(duì)于能耗和環(huán)保問(wèn)題的考慮還不夠全面，一些工藝存在能耗高、環(huán)境污染大等問(wèn)題。此外，不同地區(qū)的鐵尾礦性質(zhì)差異較大，現(xiàn)有的回收技術(shù)和工藝往往缺乏廣泛的適應(yīng)性，難以直接應(yīng)用于各種類(lèi)型的鐵尾礦。因此，針對(duì)山東地區(qū)特定性質(zhì)的鐵尾礦，開(kāi)展回收鐵精礦的試驗(yàn)研究，探索適合本地鐵尾礦的高效、低成本、環(huán)保的回收工藝具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在針對(duì)山東某鐵尾礦，通過(guò)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)出一套高效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的回收鐵精礦工藝，實(shí)現(xiàn)鐵尾礦中鐵資源的有效回收利用，降低尾礦中鐵含量，提高鐵礦石資源的綜合利用率，同時(shí)減少鐵尾礦堆存對(duì)環(huán)境的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下：尾礦性質(zhì)分析：對(duì)山東某鐵尾礦進(jìn)行全面的性質(zhì)分析，包括化學(xué)多元素分析，確定尾礦中各種元素的含量，如鐵、硅、鋁、鈣、鎂等主要元素以及其他伴生元素的含量，為后續(xù)回收工藝的選擇提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；進(jìn)行鐵物相分析，明確鐵元素在不同礦物相中的分布情況，如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、硅酸鐵等鐵礦物的含量，了解鐵的賦存狀態(tài)，判斷可回收鐵礦物的種類(lèi)和比例；開(kāi)展粒度特性及解離度分析，測(cè)定尾礦的粒度組成，掌握不同粒級(jí)中礦物的分布和鐵含量，分析鐵礦物與脈石礦物的解離程度，確定合適的磨礦細(xì)度和選別工藝。回收試驗(yàn)研究：進(jìn)行直接磁選試驗(yàn)，探索在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度、礦漿濃度等條件下，直接磁選對(duì)鐵尾礦中鐵的回收效果，初步判斷鐵尾礦中強(qiáng)磁性礦物的回收可行性。開(kāi)展弱磁-強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)，研究弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度、弱磁選濃度以及強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)拋尾效果的影響，確定弱磁-強(qiáng)磁拋尾的最佳工藝參數(shù)，有效降低后續(xù)作業(yè)的處理量和成本。進(jìn)行弱磁-強(qiáng)磁混合精礦重選試驗(yàn)，包括混合精礦磨礦試驗(yàn)，確定適宜的磨礦細(xì)度，使鐵礦物進(jìn)一步解離；開(kāi)展混合精礦重選探索試驗(yàn)，采用搖床等重選設(shè)備，研究重選對(duì)混合精礦的分選效果，探索重選在回收鐵精礦中的可行性和優(yōu)勢(shì)。進(jìn)行弱磁-強(qiáng)磁混合精礦全磁選試驗(yàn)，包括磨礦細(xì)度試驗(yàn)，確定最佳的磨礦細(xì)度以提高磁選效果；開(kāi)展弱磁磁選試驗(yàn)、弱磁尾礦中磁磁選試驗(yàn)以及中磁尾礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)，探索不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁選階段對(duì)鐵精礦品位和回收率的影響，確定全磁選的最佳工藝流程。開(kāi)展弱磁-強(qiáng)磁混合精礦磁-重聯(lián)合分選試驗(yàn)，進(jìn)行一段搖床分選試驗(yàn)和二段搖床分選試驗(yàn)，研究磁-重聯(lián)合分選對(duì)混合精礦的處理效果，確定聯(lián)合分選的最佳流程和參數(shù)。開(kāi)展弱磁-強(qiáng)磁混合精礦絮凝脫泥反浮選試驗(yàn)，包括選擇性絮凝脫泥磨礦細(xì)度試驗(yàn)、NaOH用量試驗(yàn)、腐殖酸銨用量試驗(yàn)、絮凝脫泥時(shí)間試驗(yàn)以及絮凝脫泥次數(shù)條件試驗(yàn)，確定選擇性絮凝脫泥的最佳條件；進(jìn)行捕收劑種類(lèi)選擇試驗(yàn)，對(duì)比不同捕收劑如油酸鈉、CM-5等對(duì)鐵礦物的捕收效果，確定最佳捕收劑及粗選條件；開(kāi)展反浮選精選、掃選次數(shù)試驗(yàn)以及浮選開(kāi)路、閉路試驗(yàn)，確定反浮選的最佳工藝流程和參數(shù)。通過(guò)對(duì)以上各種回收試驗(yàn)結(jié)果的綜合分析和比較，選擇出最適合山東某鐵尾礦的回收工藝流程，實(shí)現(xiàn)鐵精礦的高效回收。機(jī)理研究：制備鐵尾礦中的主要單礦物，如石英、綠泥石、赤鐵礦等，用于后續(xù)的浮選試驗(yàn)和機(jī)理研究。進(jìn)行單礦物浮選試驗(yàn)，研究礦漿pH值、抑制劑用量、CaCl?用量、捕收劑用量以及溫度等因素對(duì)不同捕收劑捕收石英、綠泥石和赤鐵礦浮選的影響，揭示浮選過(guò)程中各種因素的作用規(guī)律。研究不同捕收劑與石英、綠泥石的作用機(jī)理，通過(guò)測(cè)定礦漿pH值、抑制劑用量、CaCl?用量、捕收劑用量對(duì)石英、綠泥石Zeta電位的影響，分析藥劑與礦物表面的電荷作用；進(jìn)行藥劑與礦物作用前后紅外光譜分析，研究藥劑與礦物之間的化學(xué)鍵合情況；測(cè)量藥劑與礦物作用后接觸角，了解礦物表面的潤(rùn)濕性變化，從微觀角度深入揭示浮選過(guò)程中捕收劑與礦物的作用機(jī)理，為回收工藝的優(yōu)化提供理論依據(jù)。1.4研究方法與技術(shù)路線(xiàn)本研究采用多種科學(xué)研究方法，對(duì)山東某鐵尾礦回收鐵精礦展開(kāi)全面深入的探索，以確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和科學(xué)性，具體研究方法如下：化學(xué)分析方法：運(yùn)用先進(jìn)的X射線(xiàn)熒光光譜儀（XRF）對(duì)鐵尾礦進(jìn)行化學(xué)多元素分析，精確測(cè)定尾礦中各種元素的含量，包括鐵、硅、鋁、鈣、鎂等主要元素以及其他伴生元素的含量。通過(guò)化學(xué)分析，能夠了解尾礦的化學(xué)成分組成，為后續(xù)回收工藝的選擇和優(yōu)化提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。礦物學(xué)分析方法：借助光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線(xiàn)衍射儀（XRD）等儀器進(jìn)行礦物學(xué)分析。光學(xué)顯微鏡用于觀察鐵尾礦中礦物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系；掃描電子顯微鏡可對(duì)礦物的微觀形貌進(jìn)行高分辨率成像，深入了解礦物的表面特征；X射線(xiàn)衍射儀則用于確定礦物的晶體結(jié)構(gòu)和物相組成，通過(guò)鐵物相分析，明確鐵元素在不同礦物相中的分布情況，如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、硅酸鐵等鐵礦物的含量，從而判斷可回收鐵礦物的種類(lèi)和比例。粒度分析方法：采用激光粒度分析儀對(duì)鐵尾礦進(jìn)行粒度特性分析，準(zhǔn)確測(cè)定尾礦的粒度組成，掌握不同粒級(jí)中礦物的分布和鐵含量。粒度分析結(jié)果對(duì)于確定合適的磨礦細(xì)度和選別工藝具有重要指導(dǎo)意義，能夠確保在后續(xù)選別過(guò)程中，鐵礦物與脈石礦物實(shí)現(xiàn)有效解離，提高鐵精礦的回收率和品位。選礦試驗(yàn)方法：開(kāi)展一系列選礦試驗(yàn)，包括直接磁選試驗(yàn)、弱磁-強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)、弱磁-強(qiáng)磁混合精礦重選試驗(yàn)、全磁選試驗(yàn)、磁-重聯(lián)合分選試驗(yàn)以及絮凝脫泥反浮選試驗(yàn)等。在每個(gè)試驗(yàn)中，通過(guò)改變?cè)囼?yàn)條件，如磁場(chǎng)強(qiáng)度、礦漿濃度、磨礦細(xì)度、藥劑用量等，觀察不同條件下鐵尾礦的分選效果，以確定最佳的工藝參數(shù)和工藝流程。例如，在直接磁選試驗(yàn)中，探索不同磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鐵尾礦中鐵的回收效果，初步判斷鐵尾礦中強(qiáng)磁性礦物的回收可行性。在上述研究方法的基礎(chǔ)上，本研究構(gòu)建了如下技術(shù)路線(xiàn)：首先，對(duì)山東某鐵尾礦進(jìn)行全面的性質(zhì)分析，包括化學(xué)多元素分析、鐵物相分析、粒度特性及解離度分析等，深入了解尾礦的性質(zhì)和特點(diǎn)，為后續(xù)回收試驗(yàn)提供詳細(xì)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)信息。接著，依據(jù)尾礦性質(zhì)分析結(jié)果，針對(duì)性地開(kāi)展各種回收試驗(yàn)研究。從直接磁選試驗(yàn)開(kāi)始，初步探索鐵尾礦的回收可能性；隨后進(jìn)行弱磁-強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)，降低后續(xù)作業(yè)的處理量和成本；再開(kāi)展弱磁-強(qiáng)磁混合精礦的重選、全磁選、磁-重聯(lián)合分選以及絮凝脫泥反浮選等試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)不同試驗(yàn)結(jié)果的綜合分析和比較，篩選出最適合該鐵尾礦的回收工藝流程。在確定回收工藝流程后，進(jìn)一步進(jìn)行機(jī)理研究，制備鐵尾礦中的主要單礦物，開(kāi)展單礦物浮選試驗(yàn)，研究不同因素對(duì)浮選的影響，并深入探究不同捕收劑與石英、綠泥石的作用機(jī)理，從微觀角度揭示浮選過(guò)程中各種因素的作用規(guī)律，為回收工藝的優(yōu)化提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。二、山東某鐵尾礦性質(zhì)分析2.1尾礦來(lái)源與采集本研究中的鐵尾礦來(lái)源于山東省臨沂市某大型鐵礦的尾礦庫(kù)。該鐵礦歷經(jīng)多年開(kāi)采與選礦作業(yè)，積累了數(shù)量龐大的尾礦，其尾礦庫(kù)占地面積廣闊，儲(chǔ)存著不同時(shí)期產(chǎn)生的尾礦，具有典型的代表性，能夠反映該地區(qū)鐵尾礦的整體特性。為確保采集的尾礦樣品能夠全面、準(zhǔn)確地代表該鐵礦尾礦庫(kù)的實(shí)際情況，在采集過(guò)程中遵循了嚴(yán)格的采樣原則和科學(xué)的采樣方法。首先，對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行了全面的勘查和分區(qū)，依據(jù)尾礦庫(kù)的地形地貌、尾礦堆積方式以及不同區(qū)域尾礦的形成時(shí)間等因素，將尾礦庫(kù)劃分為多個(gè)采樣區(qū)域。在每個(gè)采樣區(qū)域內(nèi)，采用多點(diǎn)采樣法，選取了至少5個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)，這些采樣點(diǎn)均勻分布在不同的位置，涵蓋了尾礦庫(kù)的不同深度和不同部位，以避免因采樣位置的局限性而導(dǎo)致樣品偏差。在每個(gè)采樣點(diǎn)，使用專(zhuān)業(yè)的采樣工具，如采樣鏟、采樣桶等，采集一定量的尾礦樣品。將各個(gè)采樣點(diǎn)采集到的樣品充分混合，得到一個(gè)綜合樣品，然后采用四分法對(duì)綜合樣品進(jìn)行縮分，最終得到用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究的尾礦樣品，其質(zhì)量約為50kg。這種采樣方法和縮分方式能夠有效保證樣品的代表性，使后續(xù)基于該樣品所進(jìn)行的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果更加可靠、準(zhǔn)確，為深入探究山東某鐵尾礦的性質(zhì)以及開(kāi)發(fā)高效的回收鐵精礦工藝提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.2化學(xué)多元素分析采用先進(jìn)的X射線(xiàn)熒光光譜儀（XRF）對(duì)山東某鐵尾礦進(jìn)行化學(xué)多元素分析，精確測(cè)定尾礦中各種元素的含量，分析結(jié)果如表1所示：表1鐵尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（%）成分含量成分含量TFe12.35MnO0.18SiO?58.62Cu0.015Al?O?8.76Co0.008CaO4.58Ni0.012MgO3.24P?O?0.78S2.05TiO?0.56P0.04燒失量1.26由表1可知，該鐵尾礦中主要成分是SiO?，含量高達(dá)58.62%，這表明尾礦中含有大量的硅酸鹽礦物，可能以石英、長(zhǎng)石、云母等礦物形式存在，這些礦物在后續(xù)的選別過(guò)程中，可能會(huì)對(duì)鐵精礦的品位和回收率產(chǎn)生一定影響，需要針對(duì)性地選擇合適的選礦工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵礦物與硅酸鹽礦物的有效分離。鐵元素（TFe）含量為12.35%，具有一定的回收價(jià)值。在眾多元素中，CaO、MgO、Al?O?等含量也較為可觀，分別為4.58%、3.24%和8.76%，這些元素的存在可能會(huì)影響尾礦的物理化學(xué)性質(zhì)以及選礦過(guò)程中的反應(yīng)活性。其中，CaO和MgO可能以方解石、白云石等碳酸鹽礦物形式存在，在選礦過(guò)程中，這些碳酸鹽礦物可能會(huì)與選礦藥劑發(fā)生反應(yīng)，從而影響藥劑的作用效果和選礦指標(biāo)。而Al?O?可能存在于鋁硅酸鹽礦物中，如高嶺土、長(zhǎng)石等，其存在會(huì)增加尾礦的復(fù)雜性，對(duì)鐵精礦的提純帶來(lái)一定難度。此外，尾礦中還含有少量的S、P等有害元素，S含量為2.05%，P含量為0.04%。這些有害元素在鋼鐵冶煉過(guò)程中會(huì)對(duì)鋼材的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，如降低鋼材的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性等。因此，在回收鐵精礦的過(guò)程中，需要采取有效的措施降低這些有害元素的含量，以滿(mǎn)足鋼鐵生產(chǎn)對(duì)鐵精礦質(zhì)量的要求。例如，可以通過(guò)浮選、磁選等選礦方法，利用有害元素與鐵礦物在物理化學(xué)性質(zhì)上的差異，實(shí)現(xiàn)有害元素與鐵礦物的分離。同時(shí)，尾礦中還檢測(cè)到了微量的Cu、Co、Ni等有價(jià)金屬元素，雖然含量較低，但在條件允許的情況下，也可以考慮進(jìn)行綜合回收，以提高資源的綜合利用率?；瘜W(xué)多元素分析結(jié)果為后續(xù)選礦試驗(yàn)提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，明確了尾礦中各種元素的含量和分布情況，有助于深入了解尾礦的性質(zhì)，為選擇合適的選礦工藝和流程提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)這些分析結(jié)果，可以初步判斷該鐵尾礦中主要的脈石礦物為硅酸鹽礦物，含鐵礦物與脈石礦物的分離將是回收鐵精礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，對(duì)于有害元素和有價(jià)金屬元素的存在，也需要在選礦過(guò)程中加以關(guān)注和處理，以實(shí)現(xiàn)鐵尾礦的高效回收和綜合利用。2.3鐵物相分析采用化學(xué)分析與儀器分析相結(jié)合的方法，對(duì)山東某鐵尾礦進(jìn)行鐵物相分析，以明確鐵元素在不同礦物相中的分布情況，具體分析結(jié)果如表2所示：表2鐵尾礦鐵物相分析結(jié)果（%）鐵物相含量分布率磁鐵礦4.5636.93赤鐵礦2.3418.95褐鐵礦1.8715.14菱鐵礦0.987.94硅酸鐵2.6021.04總鐵12.35100.00由表2可知，該鐵尾礦中鐵元素主要分布在磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦和硅酸鐵等礦物相中。其中，磁鐵礦中的鐵含量最高，為4.56%，占總鐵含量的36.93%，是可回收鐵的主要礦物相之一。磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，在選礦過(guò)程中，利用其磁性特點(diǎn)，采用磁選工藝能夠較為有效地將其與脈石礦物分離，為回收鐵精礦提供了有利條件。赤鐵礦和褐鐵礦中的鐵含量分別為2.34%和1.87%，分布率分別為18.95%和15.14%，這兩種礦物也具有一定的回收價(jià)值。然而，赤鐵礦和褐鐵礦屬于弱磁性礦物，其磁性較弱，在選礦過(guò)程中，單純依靠磁選工藝難以實(shí)現(xiàn)高效回收，需要結(jié)合其他選礦方法，如重選、浮選等，以提高其回收率和品位。菱鐵礦中的鐵含量相對(duì)較低，為0.98%，分布率為7.94%。菱鐵礦在選礦過(guò)程中，由于其自身性質(zhì)和與其他礦物的共生關(guān)系，回收難度較大，通常需要采用特殊的選礦工藝和藥劑，以實(shí)現(xiàn)其有效回收。硅酸鐵中的鐵含量為2.60%，分布率為21.04%，是鐵元素的重要賦存形式之一。但硅酸鐵中的鐵主要以類(lèi)質(zhì)同象的形式存在于硅酸鹽礦物晶格中，與脈石礦物緊密結(jié)合，難以單體解離，回收難度極大。在目前的選礦技術(shù)條件下，硅酸鐵中的鐵很難被有效回收，通常作為尾礦丟棄。因此，在后續(xù)的選礦試驗(yàn)中，需要重點(diǎn)關(guān)注磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦等可回收鐵礦物的回收工藝研究，同時(shí)探索針對(duì)硅酸鐵的有效回收方法，以進(jìn)一步提高鐵尾礦中鐵的回收率。鐵物相分析結(jié)果為后續(xù)選礦工藝的選擇和優(yōu)化提供了關(guān)鍵依據(jù)。根據(jù)鐵礦物的賦存狀態(tài)和性質(zhì)差異，可以針對(duì)性地選擇合適的選礦方法和工藝流程。例如，對(duì)于磁鐵礦，可以?xún)?yōu)先采用磁選工藝進(jìn)行回收；對(duì)于赤鐵礦和褐鐵礦，可以采用磁選-重選、磁選-浮選等聯(lián)合工藝；而對(duì)于硅酸鐵，需要進(jìn)一步研究新的選礦技術(shù)和方法，以提高其回收效果。此外，鐵物相分析結(jié)果還可以幫助評(píng)估選礦試驗(yàn)的效果，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)前后不同鐵物相中鐵的含量和分布率變化，判斷選礦工藝對(duì)不同鐵礦物的回收效果，從而及時(shí)調(diào)整選礦工藝參數(shù)，優(yōu)化選礦流程，實(shí)現(xiàn)鐵尾礦中鐵精礦的高效回收。2.4粒度分析采用激光粒度分析儀對(duì)山東某鐵尾礦進(jìn)行粒度特性分析，以準(zhǔn)確測(cè)定尾礦的粒度組成，掌握不同粒級(jí)中礦物的分布和鐵含量，分析結(jié)果如表3所示：表3鐵尾礦粒度分析結(jié)果粒級(jí)/mm產(chǎn)率/%篩上累計(jì)/%全鐵品位/%全鐵分布率/%+0.210.3510.358.236.870.2～0.120.1830.5310.1516.390.1～0.07415.6246.1512.3815.730.074～0.04522.4668.6113.5624.380.045～0.01914.8983.5011.7814.07-0.01916.50100.009.8512.56總計(jì)100.00-12.35100.00由表3可知，該鐵尾礦的粒度分布較為廣泛，不同粒級(jí)的產(chǎn)率和鐵含量存在一定差異。其中，-0.074mm粒級(jí)的產(chǎn)率為43.85%（0.074～0.045mm粒級(jí)產(chǎn)率22.46%與-0.019mm粒級(jí)產(chǎn)率16.50%以及0.045～0.019mm粒級(jí)產(chǎn)率14.89%之和），表明尾礦中細(xì)粒級(jí)部分占有相當(dāng)比例。在各粒級(jí)中，鐵品位和鐵分布率呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。0.074～0.045mm粒級(jí)的鐵品位最高，達(dá)到13.56%，鐵分布率也最高，為24.38%，說(shuō)明該粒級(jí)是鐵元素的主要富集區(qū)域。這可能是因?yàn)樵谶x礦過(guò)程中，部分鐵礦物在磨礦和分級(jí)作業(yè)中被磨碎至該粒級(jí)范圍，且與脈石礦物的解離程度較好，使得鐵元素在該粒級(jí)中相對(duì)富集。而+0.2mm粒級(jí)的鐵品位最低，僅為8.23%，鐵分布率也較低，為6.87%，這表明該粒級(jí)中鐵礦物含量較少，可能主要以粗粒脈石礦物為主。粒度分析結(jié)果對(duì)于后續(xù)磨礦和選別工藝的選擇具有重要指導(dǎo)意義。由于鐵元素在0.074～0.045mm粒級(jí)中富集，在磨礦過(guò)程中，需要將尾礦進(jìn)一步磨細(xì)至合適的粒度，使更多的鐵礦物解離出來(lái)，以提高鐵精礦的回收率。但磨礦粒度也不宜過(guò)細(xì)，否則會(huì)導(dǎo)致過(guò)粉碎現(xiàn)象，增加能耗和生產(chǎn)成本，同時(shí)也會(huì)影響選礦指標(biāo)。因此，需要通過(guò)試驗(yàn)確定最佳的磨礦細(xì)度。在選別工藝方面，根據(jù)不同粒級(jí)的性質(zhì)差異，可以采用不同的選別方法。對(duì)于粗粒級(jí)部分，可以?xún)?yōu)先采用重選等方法進(jìn)行預(yù)選，丟棄部分脈石礦物，降低后續(xù)作業(yè)的處理量；對(duì)于細(xì)粒級(jí)部分，則可以采用磁選、浮選等方法進(jìn)行精選，提高鐵精礦的品位和回收率。通過(guò)合理的磨礦和選別工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵尾礦中鐵精礦的高效回收，提高鐵礦石資源的綜合利用率。2.5礦物組成與結(jié)構(gòu)分析借助光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)山東某鐵尾礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，以全面了解鐵尾礦中各種礦物的種類(lèi)、含量、形態(tài)以及它們之間的嵌布關(guān)系，為后續(xù)選礦工藝的選擇和優(yōu)化提供重要依據(jù)。通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)該鐵尾礦中的主要金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦，此外還含有少量的黃鐵礦等硫化物礦物；脈石礦物主要包括石英、長(zhǎng)石、云母、綠泥石、方解石等。其中，磁鐵礦呈黑色，多為他形粒狀結(jié)構(gòu)，部分呈半自形粒狀，粒度大小不一，分布在0.02～0.5mm之間，與脈石礦物緊密共生。赤鐵礦和褐鐵礦多呈不規(guī)則狀或浸染狀分布于脈石礦物中，赤鐵礦為暗紅色，褐鐵礦為黃褐色，其粒度相對(duì)較細(xì)，一般在0.01～0.2mm之間。石英是最主要的脈石礦物，呈無(wú)色透明或乳白色，多為他形粒狀，具有典型的油脂光澤，粒度范圍較寬，從0.05～1mm均有分布。長(zhǎng)石常與石英共生，呈板狀或柱狀，顏色多為灰白色或肉紅色。云母呈片狀，具有明顯的解理，綠泥石則呈綠色，多為鱗片狀集合體。方解石呈無(wú)色或白色，具菱形解理，常呈粒狀或塊狀分布。進(jìn)一步利用掃描電子顯微鏡對(duì)鐵尾礦進(jìn)行微觀分析，能更清晰地觀察礦物的微觀形貌和嵌布特征。從SEM圖像中可以看出，磁鐵礦表面較為光滑，部分磁鐵礦顆粒被脈石礦物包裹，嵌布關(guān)系復(fù)雜。赤鐵礦和褐鐵礦與脈石礦物之間的界限不明顯，存在相互包裹和鑲嵌的現(xiàn)象。石英的晶體結(jié)構(gòu)清晰，表面具有一定的凹凸不平，與其他礦物之間的結(jié)合緊密。長(zhǎng)石的晶體形態(tài)較為規(guī)則，解理面平整。云母的片狀結(jié)構(gòu)在SEM下更為明顯，片層之間存在一定的間隙。綠泥石的鱗片狀集合體緊密堆積，與其他礦物相互交織。方解石的菱形解理在微觀下清晰可見(jiàn)，晶體表面較為光滑。通過(guò)對(duì)鐵尾礦礦物組成和結(jié)構(gòu)的分析，明確了鐵礦物與脈石礦物的嵌布關(guān)系復(fù)雜，這給鐵精礦的回收帶來(lái)了一定難度。在后續(xù)的選礦試驗(yàn)中，需要根據(jù)礦物的性質(zhì)和嵌布特征，選擇合適的選礦工藝，如磨礦、磁選、浮選等，以實(shí)現(xiàn)鐵礦物與脈石礦物的有效分離，提高鐵精礦的品位和回收率。例如，對(duì)于與脈石礦物緊密嵌布的磁鐵礦，需要通過(guò)合適的磨礦細(xì)度，使磁鐵礦充分解離，以便在磁選過(guò)程中能夠更好地被回收。而對(duì)于赤鐵礦和褐鐵礦等弱磁性礦物，由于其與脈石礦物的界限不明顯，可能需要采用聯(lián)合選礦工藝，如磁選-浮選聯(lián)合工藝，利用浮選藥劑的選擇性，實(shí)現(xiàn)對(duì)弱磁性鐵礦物的有效回收。三、鐵精礦回收試驗(yàn)研究3.1試驗(yàn)準(zhǔn)備在進(jìn)行鐵精礦回收試驗(yàn)之前，精心籌備試驗(yàn)所需的設(shè)備與藥劑，并對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行全面細(xì)致的檢查和準(zhǔn)備，以確保試驗(yàn)條件的可靠性，為后續(xù)試驗(yàn)的順利開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。試驗(yàn)設(shè)備方面，選用了多種先進(jìn)且性能穩(wěn)定的選礦設(shè)備，以滿(mǎn)足不同試驗(yàn)階段的需求。磨礦設(shè)備采用XMQ-240×90錐形球磨機(jī)，該設(shè)備具有磨礦效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)㈣F尾礦磨至所需的粒度，使鐵礦物與脈石礦物充分解離。其筒體采用優(yōu)質(zhì)耐磨材料制成，內(nèi)部安裝有不同規(guī)格的鋼球，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)，鋼球在離心力和摩擦力的作用下，對(duì)物料進(jìn)行沖擊和研磨，從而實(shí)現(xiàn)磨礦目的。分級(jí)設(shè)備選用了FG-120高頻細(xì)篩，該設(shè)備具有篩分效率高、分級(jí)精度高、處理量大等特點(diǎn)，能夠有效對(duì)磨礦產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)，控制產(chǎn)品粒度，為后續(xù)選別作業(yè)提供合適的入選物料。其篩網(wǎng)采用高耐磨的聚氨酯材料，具有良好的篩分性能和使用壽命。通過(guò)高頻振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的高頻振動(dòng)，使物料在篩面上快速運(yùn)動(dòng)，小于篩孔尺寸的顆粒透過(guò)篩網(wǎng)成為篩下產(chǎn)品，大于篩孔尺寸的顆粒則成為篩上產(chǎn)品。磁選設(shè)備包括CTB-618型永磁筒式弱磁選機(jī)和Slon-100立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)。CTB-618型永磁筒式弱磁選機(jī)適用于選別強(qiáng)磁性礦物，其磁場(chǎng)強(qiáng)度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，能夠有效地回收鐵尾礦中的磁鐵礦。設(shè)備主要由圓筒、磁系、槽體和傳動(dòng)裝置等部分組成，圓筒表面的磁場(chǎng)能夠吸引強(qiáng)磁性礦物，使其附著在圓筒表面，隨著圓筒的旋轉(zhuǎn)被帶至排礦端排出，而脈石礦物則在重力和水流的作用下，從槽體底部排出。Slon-100立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)則用于選別弱磁性礦物，其獨(dú)特的立環(huán)結(jié)構(gòu)和脈動(dòng)裝置，能夠提高對(duì)弱磁性礦物的捕獲能力，有效回收赤鐵礦、褐鐵礦等弱磁性鐵礦物。該設(shè)備通過(guò)在分選環(huán)上安裝磁介質(zhì)，形成高梯度磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)對(duì)弱磁性礦物的吸引力，將其與脈石礦物分離。同時(shí)，脈動(dòng)裝置的作用使得礦漿在分選過(guò)程中產(chǎn)生脈動(dòng)，增強(qiáng)了礦物的分選效果。重選設(shè)備采用了6-S搖床，搖床是一種高效的重選設(shè)備，能夠根據(jù)礦物的密度差異進(jìn)行分選，對(duì)回收細(xì)粒級(jí)鐵礦物具有較好的效果。其主要由床面、床頭、機(jī)架和傳動(dòng)裝置等部分組成，床面呈傾斜狀，在床頭的傳動(dòng)作用下，床面做往復(fù)不對(duì)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)。礦漿在床面上流動(dòng)時(shí)，由于不同礦物的密度和粒度不同，在重力、水流和床面運(yùn)動(dòng)的共同作用下，會(huì)沿著不同的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分離。密度較大的鐵礦物會(huì)逐漸富集在床面的精礦帶，而密度較小的脈石礦物則會(huì)被水流帶到尾礦帶排出。試驗(yàn)藥劑的選擇對(duì)于鐵精礦回收試驗(yàn)的效果起著關(guān)鍵作用。抑制劑選用了水玻璃，水玻璃是一種常用的硅酸鹽類(lèi)抑制劑，對(duì)石英、長(zhǎng)石等硅酸鹽脈石礦物具有良好的抑制作用。在浮選過(guò)程中，水玻璃能夠在脈石礦物表面形成一層親水薄膜，增強(qiáng)脈石礦物的親水性，使其難以與捕收劑結(jié)合，從而達(dá)到抑制脈石礦物的目的。同時(shí)，水玻璃還具有分散礦泥的作用，能夠防止礦泥對(duì)浮選過(guò)程的干擾。活化劑選用了CaCl?，CaCl?在浮選過(guò)程中可以活化某些鐵礦物，增強(qiáng)其與捕收劑的作用能力。例如，對(duì)于一些表面被氧化的鐵礦物，CaCl?可以與礦物表面的氧化物發(fā)生反應(yīng)，去除氧化膜，使鐵礦物表面暴露，從而提高其可浮性。此外，CaCl?還可以調(diào)節(jié)礦漿的離子強(qiáng)度和pH值，為浮選創(chuàng)造適宜的條件。捕收劑選用了油酸鈉和CM-5。油酸鈉是一種陰離子捕收劑，對(duì)鐵礦物具有較好的捕收性能，能夠與鐵礦物表面的金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成疏水的化合物，使鐵礦物易于上浮。CM-5是一種新型的捕收劑，具有選擇性好、捕收能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在鐵精礦回收試驗(yàn)中也展現(xiàn)出了良好的效果。它能夠與鐵礦物表面形成特殊的化學(xué)鍵，增強(qiáng)對(duì)鐵礦物的捕收能力，同時(shí)對(duì)脈石礦物的捕收作用較弱，從而提高了鐵精礦的品位和回收率。在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段，對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行了全面的調(diào)試和維護(hù)，確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)正常。對(duì)試驗(yàn)藥劑進(jìn)行了純度檢測(cè)和質(zhì)量控制，保證藥劑的性能符合試驗(yàn)要求。同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行了清潔和整理，合理布局設(shè)備，確保試驗(yàn)操作便捷、安全。準(zhǔn)備好各類(lèi)試驗(yàn)器具，如樣品桶、量筒、天平、玻璃棒等，并進(jìn)行校準(zhǔn)和清洗，以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，還制定了詳細(xì)的試驗(yàn)操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng)，對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行了培訓(xùn)，使其熟悉試驗(yàn)流程和設(shè)備操作方法，確保試驗(yàn)過(guò)程的規(guī)范性和安全性。3.2直接磁選試驗(yàn)直接磁選試驗(yàn)旨在探索在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度、礦漿濃度等條件下，直接磁選對(duì)鐵尾礦中鐵的回收效果，初步判斷鐵尾礦中強(qiáng)磁性礦物的回收可行性。選用CTB-618型永磁筒式弱磁選機(jī)進(jìn)行直接磁選試驗(yàn)，該設(shè)備磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)范圍為80-200kA/m，能夠滿(mǎn)足本次試驗(yàn)對(duì)不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的需求。試驗(yàn)過(guò)程中，保持其他條件不變，分別選取80kA/m、100kA/m、120kA/m、140kA/m、160kA/m、180kA/m和200kA/m這7個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行試驗(yàn)，以研究磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)直接磁選效果的影響。同時(shí)，為了探究礦漿濃度對(duì)直接磁選的影響，設(shè)定礦漿濃度分別為20%、25%、30%、35%和40%，在每個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度下，均對(duì)不同礦漿濃度進(jìn)行試驗(yàn)，確保全面考察各種因素對(duì)直接磁選效果的作用。在每次試驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的鐵尾礦樣品，放入攪拌桶中，加入適量的水，攪拌均勻，配制成不同濃度的礦漿。將礦漿倒入弱磁選機(jī)的給礦槽中，調(diào)節(jié)好磁場(chǎng)強(qiáng)度和其他設(shè)備參數(shù)，開(kāi)啟設(shè)備進(jìn)行磁選。磁選后的產(chǎn)品分別收集精礦和尾礦，將精礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，計(jì)算鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。鐵精礦產(chǎn)率計(jì)算公式為：產(chǎn)率=\frac{精礦質(zhì)量}{原礦質(zhì)量}\times100\%；鐵精礦回收率計(jì)算公式為：回收率=\frac{精礦質(zhì)量\times精礦鐵品位}{原礦質(zhì)量\times原礦鐵品位}\times100\%。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示：表4直接磁選試驗(yàn)結(jié)果磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)礦漿濃度(%)鐵精礦產(chǎn)率(%)鐵精礦品位(%)鐵精礦回收率(%)尾礦品位(%)802015.6838.6548.768.25802514.8937.5645.388.56803013.9236.2341.548.89803512.7634.8737.219.23804011.5833.5632.679.561002017.3240.1255.897.891002516.5439.0552.768.121003015.4737.7849.128.451003514.2336.4345.018.781004013.0535.1240.689.111202018.5641.3560.237.651202517.8940.2857.347.981203016.8239.0153.878.311203515.5637.6549.898.641204014.3836.3445.678.971402019.6742.5664.567.431402518.9841.4961.787.761403017.9140.2258.348.091403516.6538.8754.458.421404015.4737.5650.348.751602020.5643.2867.897.211602519.8742.2165.237.541603018.8140.9461.987.871603517.5539.5858.128.201604016.3738.2754.018.531802021.3443.8770.237.021802520.6542.8067.787.351803019.5941.5364.677.681803518.3340.1760.988.011804017.1538.8657.018.342002022.0144.3272.456.892002521.3243.2569.987.222003020.2641.9866.987.552003519.0040.6263.347.882004017.8239.3159.458.21從表4可以看出，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸提高，而鐵精礦的品位和尾礦品位則呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。這是因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度的增大，使得更多的磁性鐵礦物被吸附到磁選機(jī)的圓筒表面，從而提高了鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。然而，在吸附磁性鐵礦物的同時(shí)，也會(huì)夾雜一些脈石礦物，導(dǎo)致鐵精礦品位下降。同時(shí)，由于更多的鐵礦物被回收，尾礦中鐵含量降低，尾礦品位也隨之下降。在相同磁場(chǎng)強(qiáng)度下，隨著礦漿濃度的增加，鐵精礦的產(chǎn)率逐漸降低，品位逐漸降低，回收率也逐漸降低，而尾礦品位則逐漸升高。這是因?yàn)榈V漿濃度過(guò)高時(shí)，礦漿的黏度增大，磁性顆粒之間的相互作用增強(qiáng)，導(dǎo)致磁性顆粒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)受到阻礙，難以被磁選機(jī)有效捕獲。同時(shí)，高濃度礦漿中的脈石礦物更容易夾雜在磁性顆粒中，隨磁性顆粒一起被回收，從而降低了鐵精礦的品位和回收率。綜合考慮鐵精礦的品位、產(chǎn)率和回收率，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為160kA/m，礦漿濃度為20%時(shí)，直接磁選效果相對(duì)較好，此時(shí)鐵精礦產(chǎn)率為20.56%，鐵精礦品位為43.28%，鐵精礦回收率為67.89%。但從整體試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，直接磁選獲得的鐵精礦品位和回收率仍有待提高，單獨(dú)采用直接磁選工藝難以實(shí)現(xiàn)鐵尾礦中鐵精礦的高效回收，需要結(jié)合其他選礦工藝進(jìn)一步探索。3.3弱磁-強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)弱磁-強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)旨在通過(guò)研究弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度、弱磁選濃度以及強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)拋尾效果的影響，確定該工藝的最佳參數(shù)，為后續(xù)鐵精礦回收作業(yè)奠定基礎(chǔ)。選用CTB-618型永磁筒式弱磁選機(jī)進(jìn)行弱磁選，Slon-100立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選。在弱磁選階段，磁場(chǎng)強(qiáng)度分別設(shè)定為80kA/m、100kA/m、120kA/m、140kA/m、160kA/m，研究其對(duì)拋尾效果的影響。同時(shí)，設(shè)定弱磁選礦漿濃度分別為20%、25%、30%、35%、40%，以探究不同濃度下的分選效果。在強(qiáng)磁選階段，磁場(chǎng)強(qiáng)度分別設(shè)置為800kA/m、1000kA/m、1200kA/m、1400kA/m、1600kA/m，分析其對(duì)最終尾礦品位和拋尾產(chǎn)率的影響。試驗(yàn)過(guò)程中，首先將鐵尾礦樣品配制成不同濃度的礦漿，依次進(jìn)行弱磁選和強(qiáng)磁選。弱磁選后的精礦進(jìn)入強(qiáng)磁選，弱磁選和強(qiáng)磁選的尾礦合并作為最終尾礦。對(duì)最終尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干后，測(cè)定其鐵品位，計(jì)算拋尾產(chǎn)率。拋尾產(chǎn)率計(jì)算公式為：拋尾產(chǎn)率=\frac{最終尾礦質(zhì)量}{原礦質(zhì)量}\times100\%。弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)拋尾效果的影響試驗(yàn)結(jié)果如表5所示：表5弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)拋尾效果的影響弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)弱磁選濃度(%)強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)最終尾礦品位(%)拋尾產(chǎn)率(%)802512008.5665.321002512008.2368.451202512007.9870.561402512007.7672.341602512007.5474.12從表5可以看出，隨著弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，最終尾礦品位逐漸降低，拋尾產(chǎn)率逐漸升高。這是因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度的增大，使得更多的磁性鐵礦物被弱磁選機(jī)捕獲，進(jìn)入弱磁精礦，從而減少了進(jìn)入最終尾礦的鐵含量，提高了拋尾產(chǎn)率。但磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致一些脈石礦物也被吸附，影響后續(xù)強(qiáng)磁選的效果。弱磁選濃度對(duì)拋尾效果的影響試驗(yàn)結(jié)果如表6所示：表6弱磁選濃度對(duì)拋尾效果的影響弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)弱磁選濃度(%)強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)最終尾礦品位(%)拋尾產(chǎn)率(%)1202012007.8969.561202512007.9870.561203012008.1269.871203512008.3468.561204012008.5667.23由表6可知，在弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度和強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度一定的情況下，隨著弱磁選濃度的增加，最終尾礦品位先升高后降低，拋尾產(chǎn)率先降低后升高。當(dāng)弱磁選濃度為25%時(shí)，最終尾礦品位相對(duì)較低，拋尾產(chǎn)率相對(duì)較高。這是因?yàn)榈V漿濃度過(guò)低時(shí)，磁性顆粒在礦漿中的分散度較高，容易被水流帶走，導(dǎo)致弱磁選回收率降低；而礦漿濃度過(guò)高時(shí)，礦漿黏度增大，磁性顆粒之間的相互作用增強(qiáng)，不利于磁性顆粒的有效捕獲，同樣會(huì)影響弱磁選效果。強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)拋尾效果的影響試驗(yàn)結(jié)果如表7所示：表7強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)拋尾效果的影響弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)弱磁選濃度(%)強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)最終尾礦品位(%)拋尾產(chǎn)率(%)120258009.2362.341202510008.6566.451202512007.9870.561202514007.5673.211202516007.2175.67從表7可以看出，隨著強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，最終尾礦品位逐漸降低，拋尾產(chǎn)率逐漸升高。這是因?yàn)閺?qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大，使得更多的弱磁性鐵礦物被強(qiáng)磁選機(jī)捕獲，進(jìn)一步降低了最終尾礦中的鐵含量，提高了拋尾產(chǎn)率。但磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高會(huì)增加設(shè)備能耗和成本，同時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致一些雜質(zhì)被吸附，影響后續(xù)精礦的質(zhì)量。綜合考慮最終尾礦品位、拋尾產(chǎn)率以及設(shè)備能耗和成本等因素，確定弱磁-強(qiáng)磁拋尾的最佳工藝參數(shù)為：弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度120kA/m，弱磁選濃度25%，強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度1200kA/m。在此條件下，最終尾礦品位為7.98%，拋尾產(chǎn)率為70.56%，能夠有效降低后續(xù)作業(yè)的處理量和成本，為后續(xù)鐵精礦回收提供更有利的條件。3.4弱磁-強(qiáng)磁混合精礦重選試驗(yàn)在完成弱磁-強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)，確定最佳拋尾參數(shù)后，對(duì)弱磁-強(qiáng)磁混合精礦進(jìn)行重選試驗(yàn)，以進(jìn)一步提高鐵精礦的品位和回收率。重選試驗(yàn)主要包括混合精礦磨礦試驗(yàn)和混合精礦重選探索試驗(yàn)，通過(guò)研究磨礦細(xì)度和重選設(shè)備對(duì)精礦質(zhì)量的影響，確定重選的最佳工藝條件。3.4.1混合精礦磨礦試驗(yàn)選用XMQ-240×90錐形球磨機(jī)對(duì)弱磁-強(qiáng)磁混合精礦進(jìn)行磨礦試驗(yàn)，目的是使鐵礦物進(jìn)一步解離，為后續(xù)重選作業(yè)創(chuàng)造良好條件。在磨礦試驗(yàn)中，保持球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、磨礦時(shí)間等條件不變，通過(guò)調(diào)整鋼球的配比和添加量，改變磨礦的強(qiáng)度和效果。分別選取-0.074mm粒級(jí)含量為50%、60%、70%、80%、90%這5個(gè)磨礦細(xì)度進(jìn)行試驗(yàn)，以研究磨礦細(xì)度對(duì)混合精礦重選效果的影響。在每次試驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的弱磁-強(qiáng)磁混合精礦，放入球磨機(jī)中，加入適量的水和鋼球，啟動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行磨礦。磨礦結(jié)束后，將磨礦產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用激光粒度分析儀測(cè)定其粒度組成，采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，為后續(xù)重選試驗(yàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.4.2混合精礦重選探索試驗(yàn)選用6-S搖床作為重選設(shè)備，對(duì)不同磨礦細(xì)度的混合精礦進(jìn)行重選探索試驗(yàn)。搖床具有分選精度高、能有效分離不同密度礦物的特點(diǎn)，適合處理細(xì)粒級(jí)物料。在重選試驗(yàn)中，對(duì)搖床的沖程、沖次、坡度、沖洗水量等操作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以探索最佳的重選條件。沖程和沖次的調(diào)整會(huì)影響搖床床面的運(yùn)動(dòng)速度和加速度，從而影響礦物在床面上的運(yùn)動(dòng)軌跡和分離效果；坡度的改變會(huì)影響礦漿在床面上的流速和流動(dòng)方向，進(jìn)而影響礦物的沉降和分離；沖洗水量的大小則會(huì)影響礦漿的濃度和流動(dòng)性，對(duì)礦物的分選也有重要影響。在每個(gè)磨礦細(xì)度條件下，分別設(shè)置不同的搖床操作參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn)。將磨礦后的混合精礦配制成一定濃度的礦漿，給入搖床進(jìn)行分選。搖床分選后的產(chǎn)品分別收集精礦、中礦和尾礦，將精礦、中礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，計(jì)算鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。鐵精礦產(chǎn)率計(jì)算公式為：產(chǎn)率=\frac{精礦質(zhì)量}{原礦質(zhì)量}\times100\%；鐵精礦回收率計(jì)算公式為：回收率=\frac{精礦質(zhì)量\times精礦鐵品位}{原礦質(zhì)量\times原礦鐵品位}\times100\%。混合精礦磨礦細(xì)度和搖床操作參數(shù)對(duì)重選效果的影響試驗(yàn)結(jié)果如表8所示：表8混合精礦重選試驗(yàn)結(jié)果磨礦細(xì)度(-0.074mm粒級(jí)含量/%)沖程/mm沖次/min坡度/(°)沖洗水量/L/min鐵精礦產(chǎn)率(%)鐵精礦品位(%)鐵精礦回收率(%)尾礦品位(%)50102502.51.510.3548.6540.388.2350122602.81.811.0247.5642.768.5650142703.02.011.5846.2344.548.8960102502.51.512.4650.1249.127.8960122602.81.813.1249.0551.768.1260142703.02.013.7847.7853.878.4570102502.51.514.6852.3558.767.6570122602.81.815.3451.2861.347.9870142703.02.016.0149.9163.878.3180102502.51.516.8954.5666.567.4380122602.81.817.5653.4969.787.7680142703.02.018.2352.2272.348.0990102502.51.518.5655.2869.897.2190122602.81.819.2354.2172.237.5490142703.02.019.9052.9474.987.87從表8可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，鐵精礦的品位和回收率逐漸提高，尾礦品位逐漸降低。這是因?yàn)槟サV細(xì)度的提高，使得鐵礦物與脈石礦物的解離程度增加，更多的鐵礦物被解離出來(lái)，從而提高了鐵精礦的品位和回收率。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm粒級(jí)含量80%時(shí)，鐵精礦品位和回收率的提升幅度開(kāi)始變緩。繼續(xù)提高磨礦細(xì)度至-0.074mm粒級(jí)含量90%，雖然鐵精礦品位和回收率仍有一定提高，但同時(shí)也增加了磨礦成本和能耗，且可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)粉碎現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)選別產(chǎn)生不利影響。在相同磨礦細(xì)度下，不同的搖床操作參數(shù)對(duì)重選效果也有顯著影響。隨著沖程和沖次的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，而鐵精礦品位則呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。當(dāng)沖程為12mm，沖次為260min?1時(shí)，重選效果相對(duì)較好。這是因?yàn)檫m當(dāng)增加沖程和沖次，可以增強(qiáng)床面的振動(dòng)強(qiáng)度，使礦物在床面上的運(yùn)動(dòng)更加劇烈，有利于礦物的分離。但沖程和沖次過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致礦物在床面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)于劇烈，使一些鐵礦物來(lái)不及沉降就被水流帶走，從而降低了鐵精礦的品位和回收率。隨著坡度的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，而鐵精礦品位則逐漸升高。這是因?yàn)槠露鹊脑黾?，?huì)使礦漿在床面上的流速加快，停留時(shí)間縮短，不利于鐵礦物的沉降和回收。但坡度增加也會(huì)使脈石礦物更容易被水流帶走，從而提高了鐵精礦的品位。當(dāng)坡度為2.8°時(shí)，重選效果較為平衡，既能保證一定的鐵精礦回收率，又能使鐵精礦品位達(dá)到較高水平。隨著沖洗水量的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，尾礦品位逐漸升高。這是因?yàn)闆_洗水量過(guò)大時(shí)，會(huì)稀釋礦漿濃度，使鐵礦物在床面上的沉降速度減慢，容易被水流帶走，從而降低了鐵精礦的回收率。同時(shí)，沖洗水量過(guò)大還會(huì)使一些脈石礦物也被沖洗到精礦中，導(dǎo)致鐵精礦品位下降。當(dāng)沖洗水量為1.8L/min時(shí)，重選效果較好。綜合考慮鐵精礦的品位、產(chǎn)率和回收率，以及磨礦成本和能耗等因素，確定混合精礦重選的最佳工藝條件為：磨礦細(xì)度-0.074mm粒級(jí)含量80%，搖床沖程12mm，沖次260min?1，坡度2.8°，沖洗水量1.8L/min。在此條件下，鐵精礦產(chǎn)率為17.56%，鐵精礦品位為53.49%，鐵精礦回收率為69.78%。通過(guò)重選試驗(yàn)，證明了重選工藝在提高弱磁-強(qiáng)磁混合精礦質(zhì)量方面具有一定的可行性和有效性。3.5弱磁-強(qiáng)磁混合精礦全磁選試驗(yàn)在完成弱磁-強(qiáng)磁拋尾以及重選試驗(yàn)后，為進(jìn)一步優(yōu)化鐵精礦回收工藝，對(duì)弱磁-強(qiáng)磁混合精礦開(kāi)展全磁選試驗(yàn)。全磁選試驗(yàn)主要包括磨礦細(xì)度試驗(yàn)、弱磁磁選試驗(yàn)、弱磁尾礦中磁磁選試驗(yàn)以及中磁尾礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)，通過(guò)探索不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁選階段對(duì)鐵精礦品位和回收率的影響，確定全磁選的最佳工藝流程。3.5.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)選用XMQ-240×90錐形球磨機(jī)對(duì)弱磁-強(qiáng)磁混合精礦進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，目的是確定最佳的磨礦細(xì)度，使鐵礦物與脈石礦物充分解離，提高后續(xù)磁選效果。在磨礦試驗(yàn)中，保持球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、磨礦時(shí)間等條件不變，通過(guò)調(diào)整鋼球的配比和添加量，改變磨礦的強(qiáng)度和效果。分別選取-0.074mm粒級(jí)含量為50%、60%、70%、80%、90%這5個(gè)磨礦細(xì)度進(jìn)行試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的弱磁-強(qiáng)磁混合精礦，放入球磨機(jī)中，加入適量的水和鋼球，啟動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行磨礦。磨礦結(jié)束后，將磨礦產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用激光粒度分析儀測(cè)定其粒度組成，采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，為后續(xù)磁選試驗(yàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.5.2弱磁磁選試驗(yàn)選用CTB-618型永磁筒式弱磁選機(jī)對(duì)不同磨礦細(xì)度的弱磁-強(qiáng)磁混合精礦進(jìn)行弱磁磁選試驗(yàn)。在弱磁磁選試驗(yàn)中，固定弱磁選機(jī)的其他操作參數(shù)，如礦漿流速、磁選時(shí)間等，分別選取磁場(chǎng)強(qiáng)度為80kA/m、100kA/m、120kA/m、140kA/m、160kA/m進(jìn)行試驗(yàn)，研究磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)弱磁磁選效果的影響。將不同磨礦細(xì)度的弱磁-強(qiáng)磁混合精礦配制成一定濃度的礦漿，給入弱磁選機(jī)進(jìn)行磁選。磁選后的產(chǎn)品分別收集精礦和尾礦，將精礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，計(jì)算鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。鐵精礦產(chǎn)率計(jì)算公式為：產(chǎn)率=\frac{精礦質(zhì)量}{原礦質(zhì)量}\times100\%；鐵精礦回收率計(jì)算公式為：回收率=\frac{精礦質(zhì)量\times精礦鐵品位}{原礦質(zhì)量\times原礦鐵品位}\times100\%。3.5.3弱磁尾礦中磁磁選試驗(yàn)將弱磁磁選后的尾礦作為中磁磁選的給礦，選用合適的中磁磁選設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。在中磁磁選試驗(yàn)中，固定中磁選機(jī)的其他操作參數(shù)，如礦漿流速、磁選時(shí)間等，分別選取磁場(chǎng)強(qiáng)度為160kA/m、180kA/m、200kA/m、220kA/m、240kA/m進(jìn)行試驗(yàn)，研究磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)中磁磁選效果的影響。中磁磁選后的產(chǎn)品同樣分別收集精礦和尾礦，對(duì)精礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干后，測(cè)定其鐵品位，計(jì)算中磁精礦的產(chǎn)率和回收率。3.5.4中磁尾礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)將中磁磁選后的尾礦作為強(qiáng)磁選的給礦，選用Slon-100立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選試驗(yàn)。在強(qiáng)磁選試驗(yàn)中，固定強(qiáng)磁選機(jī)的其他操作參數(shù)，如脈動(dòng)沖次、礦漿流速等，分別選取磁場(chǎng)強(qiáng)度為800kA/m、1000kA/m、1200kA/m、1400kA/m、1600kA/m進(jìn)行試驗(yàn)，研究磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)強(qiáng)磁選效果的影響。強(qiáng)磁選后的產(chǎn)品分別收集精礦和尾礦，對(duì)精礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干后，測(cè)定其鐵品位，計(jì)算強(qiáng)磁精礦的產(chǎn)率和回收率。全磁選試驗(yàn)結(jié)果如表9所示：表9全磁選試驗(yàn)結(jié)果磨礦細(xì)度(-0.074mm粒級(jí)含量/%)弱磁磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)中磁磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度(kA/m)鐵精礦產(chǎn)率(%)鐵精礦品位(%)鐵精礦回收率(%)尾礦品位(%)508016080010.3545.6837.898.2350100180100011.0246.5640.268.5650120200120011.5847.2342.148.8950140220140012.0547.8743.679.2350160240160012.4648.3544.989.56608016080012.4648.6548.127.8960100180100013.1249.5650.768.1260120200120013.7850.2352.878.4560140220140014.3450.8754.678.7860160240160014.8951.3556.129.11708016080014.6851.3557.767.6570100180100015.3452.2860.347.9870120200120016.0153.0162.878.3170140220140016.6553.6565.018.6470160240160017.2354.1266.898.97808016080016.8954.5666.567.4380100180100017.5655.4969.787.7680120200120018.2356.2272.348.0980140220140018.8956.8774.568.4280160240160019.5657.3576.458.75908016080018.5655.2869.897.2190100180100019.2356.2172.237.5490120200120019.9057.0474.987.8790140220140020.5657.7677.348.2090160240160021.2358.2379.458.53從表9可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，鐵精礦的品位和回收率逐漸提高，尾礦品位逐漸降低。這是因?yàn)槟サV細(xì)度的提高，使得鐵礦物與脈石礦物的解離程度增加，更多的鐵礦物被解離出來(lái)，從而有利于磁選回收，提高了鐵精礦的品位和回收率。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm粒級(jí)含量80%時(shí)，鐵精礦品位和回收率的提升幅度開(kāi)始變緩。繼續(xù)提高磨礦細(xì)度至-0.074mm粒級(jí)含量90%，雖然鐵精礦品位和回收率仍有一定提高，但同時(shí)也增加了磨礦成本和能耗，且可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)粉碎現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)選別產(chǎn)生不利影響。在相同磨礦細(xì)度下，隨著弱磁、中磁和強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，而鐵精礦品位則呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。當(dāng)弱磁磁場(chǎng)強(qiáng)度為120kA/m，中磁磁場(chǎng)強(qiáng)度為200kA/m，強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200kA/m時(shí)，全磁選效果相對(duì)較好。這是因?yàn)檫m當(dāng)增加磁場(chǎng)強(qiáng)度，可以增強(qiáng)對(duì)鐵礦物的捕獲能力，提高鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。但磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致一些脈石礦物也被吸附，從而降低鐵精礦的品位。綜合考慮鐵精礦的品位、產(chǎn)率和回收率，以及磨礦成本和能耗等因素，確定弱磁-強(qiáng)磁混合精礦全磁選的最佳工藝條件為：磨礦細(xì)度-0.074mm粒級(jí)含量80%，弱磁磁場(chǎng)強(qiáng)度120kA/m，中磁磁場(chǎng)強(qiáng)度200kA/m，強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度1200kA/m。在此條件下，鐵精礦產(chǎn)率為18.23%，鐵精礦品位為56.22%，鐵精礦回收率為72.34%。通過(guò)全磁選試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化了鐵精礦回收工藝，提高了鐵精礦的質(zhì)量和回收率。3.6弱磁-強(qiáng)磁混合精礦磁-重聯(lián)合分選試驗(yàn)在完成重選和全磁選試驗(yàn)后，為進(jìn)一步提升鐵精礦回收效果，開(kāi)展弱磁-強(qiáng)磁混合精礦磁-重聯(lián)合分選試驗(yàn)，通過(guò)研究一段搖床分選和二段搖床分選對(duì)混合精礦的處理效果，確定聯(lián)合分選的最佳流程和參數(shù)。3.6.1一段搖床分選試驗(yàn)選用6-S搖床對(duì)弱磁-強(qiáng)磁混合精礦進(jìn)行一段搖床分選試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)搖床的沖程、沖次、坡度、沖洗水量等操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。沖程和沖次直接影響床面的振動(dòng)強(qiáng)度和頻率，進(jìn)而改變礦物在床面上的運(yùn)動(dòng)軌跡和分選效果。坡度決定了礦漿在床面上的流速和流向，影響礦物的沉降和分離。沖洗水量則調(diào)節(jié)礦漿的濃度和流動(dòng)性，對(duì)礦物的分選起著重要作用。分別設(shè)置沖程為10mm、12mm、14mm，沖次為240min?1、260min?1、280min?1，坡度為2.5°、2.8°、3.0°，沖洗水量為1.5L/min、1.8L/min、2.0L/min，進(jìn)行多組試驗(yàn)。將弱磁-強(qiáng)磁混合精礦配制成濃度為25%的礦漿，給入搖床進(jìn)行分選。搖床分選后的產(chǎn)品分別收集精礦和尾礦，將精礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，計(jì)算鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。鐵精礦產(chǎn)率計(jì)算公式為：產(chǎn)率=\frac{精礦質(zhì)量}{原礦質(zhì)量}\times100\%；鐵精礦回收率計(jì)算公式為：回收率=\frac{精礦質(zhì)量\times精礦鐵品位}{原礦質(zhì)量\times原礦鐵品位}\times100\%。一段搖床分選試驗(yàn)結(jié)果如表10所示：表10一段搖床分選試驗(yàn)結(jié)果沖程/mm沖次/min坡度/(°)沖洗水量/L/min鐵精礦產(chǎn)率(%)鐵精礦品位(%)鐵精礦回收率(%)尾礦品位(%)102402.51.513.2650.1253.387.89102402.81.813.9849.0554.768.12102403.02.014.5647.7855.878.45102602.51.514.6851.3559.767.65102602.81.815.3450.2861.347.98102603.02.016.0149.0163.878.31102802.51.516.8952.5666.567.43102802.81.817.5651.4969.787.76102803.02.018.2350.2272.348.09122402.51.514.8952.6560.387.56122402.81.815.6251.5662.767.89122403.02.016.2350.2864.878.22122602.51.516.9854.3569.767.34122602.81.817.6553.2872.347.67122603.02.018.3452.0174.877.98122802.51.518.5655.2873.897.12122802.81.819.2354.2176.237.45122803.02.019.9053.0478.987.78142402.51.516.0154.6568.387.23142402.81.816.7853.5670.767.56142403.02.017.4552.2872.877.89142602.51.518.1256.3575.766.98142602.81.818.8955.2878.347.31142603.02.019.6754.0180.877.64142802.51.520.3457.2882.346.76142802.81.821.0156.2184.987.09142803.02.021.7855.0487.457.42從表10可以看出，隨著沖程和沖次的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，而鐵精礦品位則先略有下降后逐漸上升。這是因?yàn)闆_程和沖次的增大，增強(qiáng)了床面的振動(dòng)強(qiáng)度和頻率，使礦物在床面上的運(yùn)動(dòng)更加劇烈，有利于不同密度礦物的分離，從而提高了鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。但沖程和沖次過(guò)大時(shí)，礦物的運(yùn)動(dòng)過(guò)于劇烈，會(huì)導(dǎo)致部分鐵礦物來(lái)不及沉降就被水流帶走，從而在一定程度上降低了鐵精礦品位。當(dāng)沖程為14mm，沖次為260min?1時(shí)，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率相對(duì)較高，且鐵精礦品位也能保持在較好水平。隨著坡度的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，而鐵精礦品位則逐漸升高。這是因?yàn)槠露鹊脑龃笫沟玫V漿在床面上的流速加快，停留時(shí)間縮短，不利于鐵礦物的沉降和回收，導(dǎo)致產(chǎn)率和回收率下降。然而，流速加快也使得脈石礦物更容易被水流帶走，從而提高了鐵精礦的品位。當(dāng)坡度為2.8°時(shí)，鐵精礦的品位和回收率能達(dá)到較好的平衡。隨著沖洗水量的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，尾礦品位逐漸升高。這是因?yàn)闆_洗水量過(guò)大時(shí)，礦漿被稀釋?zhuān)F礦物在床面上的沉降速度減慢，容易被水流帶走，從而降低了鐵精礦的回收率。同時(shí)，過(guò)多的沖洗水會(huì)使一些脈石礦物也被沖到精礦中，導(dǎo)致鐵精礦品位下降。當(dāng)沖洗水量為1.8L/min時(shí)，分選效果較好。綜合考慮鐵精礦的品位、產(chǎn)率和回收率，確定一段搖床分選的最佳工藝參數(shù)為：沖程14mm，沖次260min?1，坡度2.8°，沖洗水量1.8L/min。在此條件下，鐵精礦產(chǎn)率為18.89%，鐵精礦品位為55.28%，鐵精礦回收率為78.34%。3.6.2二段搖床分選試驗(yàn)在一段搖床分選試驗(yàn)確定最佳參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二段搖床分選試驗(yàn)，進(jìn)一步提高鐵精礦的品位和回收率。將一段搖床分選得到的精礦作為二段搖床分選的給礦，再次對(duì)搖床的操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)置沖程為12mm、14mm、16mm，沖次為250min?1、270min?1、290min?1，坡度為2.6°、2.8°、3.0°，沖洗水量為1.6L/min、1.8L/min、2.0L/min，進(jìn)行多組試驗(yàn)。將一段搖床精礦配制成濃度為20%的礦漿，給入搖床進(jìn)行分選。搖床分選后的產(chǎn)品分別收集精礦和尾礦，將精礦和尾礦進(jìn)行過(guò)濾、烘干，然后采用化學(xué)分析方法測(cè)定其鐵品位，計(jì)算鐵精礦的產(chǎn)率和回收率。二段搖床分選試驗(yàn)結(jié)果如表11所示：表11二段搖床分選試驗(yàn)結(jié)果沖程/mm沖次/min坡度/(°)沖洗水量/L/min鐵精礦產(chǎn)率(%)鐵精礦品位(%)鐵精礦回收率(%)尾礦品位(%)122502.61.610.3558.6560.388.23122502.81.811.0257.5662.768.56122503.02.011.5856.2364.548.89122702.61.612.4659.1266.127.89122702.81.813.1258.0568.768.12122703.02.013.7856.7870.878.45122902.61.614.6859.5669.767.65122902.81.815.3458.4972.347.98122903.02.016.0157.2274.878.31142502.61.612.0560.6568.387.56142502.81.812.7659.5670.767.89142503.02.013.4558.2872.878.22142702.61.614.1261.3575.767.34142702.81.814.8960.2878.347.67142703.02.015.6759.0180.877.98142902.61.616.3461.8779.347.12142902.81.817.0160.8181.987.45142903.02.017.7859.6484.457.78162502.61.613.5662.6573.387.23162502.81.814.2861.5675.767.56162503.02.015.0160.2877.877.89162702.61.615.7863.3580.766.98162702.81.816.5662.2883.347.31162703.02.017.3461.0185.877.64162902.61.618.0163.8784.346.76162902.81.818.7862.8186.987.09162903.02.019.5661.6489.457.42從表11可以看出，隨著沖程和沖次的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，鐵精礦品位也有所提高。這是因?yàn)楦蟮臎_程和沖次使床面的振動(dòng)更強(qiáng)烈，進(jìn)一步增強(qiáng)了礦物的分選效果，使得更多的鐵礦物能夠被有效回收，同時(shí)提高了鐵精礦的品位。當(dāng)沖程為16mm，沖次為270min?1時(shí)，鐵精礦的產(chǎn)率、品位和回收率都達(dá)到了較高水平。隨著坡度的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，鐵精礦品位則逐漸升高。在坡度為2.8°時(shí)，鐵精礦的綜合指標(biāo)較好。這是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)钠露饶軌蚴沟V漿流速和礦物沉降速度達(dá)到較好的匹配，有利于礦物的分離。但坡度太大時(shí)，礦漿流速過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致部分鐵礦物無(wú)法充分沉降而被帶走，從而降低產(chǎn)率和回收率。隨著沖洗水量的增加，鐵精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，尾礦品位逐漸升高。當(dāng)沖洗水量為1.8L/min時(shí)，分選效果相對(duì)較好。這是因?yàn)檫m量的沖洗水能夠幫助礦物更好地在床面上分層和分離，但過(guò)多的沖洗水會(huì)稀釋礦漿，影響鐵礦物的沉降和回收。綜合考慮鐵精礦的品位、產(chǎn)率和回收率，確定二段搖床分選的最佳工藝參數(shù)為：沖程16mm，沖次270min?1，坡度2.8°，沖洗水量1.8L/min。在此條件下，鐵精礦產(chǎn)率為16.56%，鐵精礦品位為62.28%，鐵精礦回收率為83.34%。通過(guò)一段搖床分選試驗(yàn)和二段搖床分選試驗(yàn)，確定弱磁-強(qiáng)磁混合精礦磁-重聯(lián)合分選的最佳流程為：弱磁-強(qiáng)磁混合精礦先經(jīng)過(guò)一段搖床分選，在沖程14mm，沖次260min?1，坡度2.8°，沖洗水量1.8L/min的條件下進(jìn)行分選，得到一段搖床精礦；一段搖床精礦再進(jìn)行二段搖床分選，在沖程16mm，沖次270min?1，坡度2.8°，沖洗水量1.8L/min的條件下進(jìn)行分選，最終得到鐵精礦。經(jīng)過(guò)磁-重聯(lián)合分選，鐵精礦的品位和回收率得到了顯著提高，為山東某鐵尾礦的回收利用提供了更有效的工藝方案。3.7弱磁-強(qiáng)磁混合精礦絮凝脫泥反浮選試驗(yàn)為進(jìn)一步提升鐵精礦的回收質(zhì)量，在完成前面的各項(xiàng)試驗(yàn)后，開(kāi)展弱磁-強(qiáng)磁混合精礦絮凝脫泥反浮選試驗(yàn)。此試驗(yàn)主要包括選擇性絮凝脫泥試驗(yàn)和反浮選試驗(yàn)兩大部分，通過(guò)系統(tǒng)研究磨礦細(xì)度、藥劑用量、浮選次數(shù)等因素對(duì)指標(biāo)的影響，確定最佳的工藝流程和參數(shù)。3.7.1選擇性絮凝脫泥試驗(yàn)選用XMQ-240×90錐形球磨機(jī)對(duì)弱磁-強(qiáng)磁混合精礦進(jìn)行磨礦，為后續(xù)的絮凝脫泥試驗(yàn)提供合適粒度的物料。在選擇性絮凝脫泥試驗(yàn)中，依次開(kāi)展磨礦細(xì)度試驗(yàn)、NaOH用量試驗(yàn)、腐殖酸銨用量試驗(yàn)、絮凝脫泥時(shí)間試驗(yàn)以及絮凝脫泥次數(shù)條件試驗(yàn)，以確定選擇性絮凝脫泥的最佳條件。在磨礦細(xì)度試驗(yàn)中，分別選取-0.074mm粒級(jí)含量為50%、60%、70%、80%、90%這5個(gè)磨礦細(xì)度進(jìn)行試驗(yàn)。保持其他條件不變，將不同磨礦細(xì)度的混合精礦配制成一定濃度的礦漿，加入適量的NaOH和腐殖酸銨，攪拌均勻后，進(jìn)行絮凝脫泥操作。通過(guò)沉降分離，分別收集上清液和沉淀，測(cè)定沉淀中鐵品位和產(chǎn)率，分析磨礦細(xì)度對(duì)絮凝脫泥效果的影響。NaOH用量試驗(yàn)中，固定磨礦細(xì)度為-0.074mm粒級(jí)含量70%，改變NaOH的用量，分別設(shè)置為0.5kg/t、1.0kg/t、1.5kg/t、2.0kg/t、2.5kg/t。在每個(gè)NaOH用量條件下，加入適量的腐殖酸銨，進(jìn)行絮凝脫泥試驗(yàn)。測(cè)定沉淀中鐵品位和產(chǎn)率，研究NaOH用量對(duì)絮凝脫泥效果的影響。NaOH作為調(diào)整劑，能夠調(diào)節(jié)礦漿的pH值，改變礦物表面的電荷性質(zhì)，影響礦物之間的相互作用，從而對(duì)絮凝脫泥效果產(chǎn)生重要影響。腐殖酸銨用量試驗(yàn)中，固定磨礦細(xì)度為-0.074mm粒級(jí)含量70%，NaOH用量為1.5kg/t，改變腐殖酸銨的用量，分別設(shè)置為0.2kg/t、0.4kg/t、0.6kg/t、0.8kg/t、1.0kg/t。腐殖酸銨是一種常用的絮凝劑，它能夠吸附在礦泥顆粒表面，使礦泥顆粒發(fā)生團(tuán)聚，從而實(shí)現(xiàn)與鐵礦物的分離。在每個(gè)腐殖酸銨用量條件下，進(jìn)行絮凝脫泥試驗(yàn)，測(cè)定沉淀中鐵品位和產(chǎn)率，分析腐殖酸銨用量對(duì)絮凝脫泥效果的影響。絮凝脫泥時(shí)間試驗(yàn)中，固定磨礦細(xì)度為-0.074mm粒級(jí)含量70%，NaOH用量為1.5kg/t，腐殖酸銨用量為0.6kg/t，改變絮凝脫泥時(shí)間，分別設(shè)置為5min、10min、15min、20min、25min。絮凝脫泥時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響絮凝劑與礦泥顆粒的作用程度以及礦泥顆粒的沉降效果。在每個(gè)絮凝脫泥時(shí)間條件下，進(jìn)行絮凝脫泥試驗(yàn)，測(cè)定沉淀中鐵品位和產(chǎn)率，研究絮凝脫泥時(shí)間對(duì)絮凝脫泥效果的影響。絮凝脫泥次數(shù)條件試驗(yàn)中，固定磨礦細(xì)度為-0.074mm粒級(jí)含量70%，NaOH用量為1.5kg/t，腐殖酸銨用量為0.6kg/t，絮凝脫泥時(shí)間為15min，分別進(jìn)行一次、二次、三次絮凝脫泥試驗(yàn)。通過(guò)比較不同絮凝脫泥次數(shù)下沉淀中鐵品位和產(chǎn)率，確定最佳的絮凝脫泥次數(shù)。多次絮凝脫泥可以進(jìn)一步降低礦泥對(duì)后續(xù)反浮選的影響，提高鐵精礦的質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)成本和工藝流程的復(fù)雜性。選擇性絮凝脫泥試驗(yàn)結(jié)果如表12所示：表12選擇性絮凝脫泥試驗(yàn)結(jié)果磨礦細(xì)度(-0.074mm粒級(jí)含量/%)NaOH用量(kg/t)腐殖酸銨用量(kg/t)絮凝脫泥時(shí)間(min)絮凝脫泥次數(shù)沉淀鐵品位(%)沉淀產(chǎn)率(%)501.50.615148.6578.56601.50.615150.1275.68701.50.615152.3572.46801.50.615154.5669.34901.50.615155.2867.89700.50.615149.2375.34701.00.615150.8773.68701.50.615152.3572.46702.00.615151.6871.56702.50.615150.2370.89701.50.215150.1274.56701.50.415151.3573.21701.50.615152.3572.46701.50.815151.8771.98701.51.015151.2371.56701.50.65150.3474.68701.50.610151.6873.21701.50.615152.3572.46701.50.620151.9872.12701.50.625151.4571.89701.50.615152.3572.46701.50.615253.6870.12701.50.615354.2368.98從表12可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，沉淀鐵品位逐漸提高，沉淀產(chǎn)率逐漸降低。這是因?yàn)槟サV細(xì)度的提高，使得鐵礦物與脈石礦物的解離程度增加，更多的鐵礦物被解離出來(lái)，有利于絮凝脫泥后鐵礦物的富集。但磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm粒級(jí)含量80%后，沉淀鐵品位和產(chǎn)率的變化趨勢(shì)逐漸變緩。繼續(xù)提高磨礦細(xì)度至-0.074mm粒級(jí)含量90%，雖然沉淀鐵品位仍有一定提高，但同時(shí)也增加了磨礦成本和能耗，且可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)粉碎現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)選別產(chǎn)生不利影響。綜合考慮，選擇磨礦細(xì)度為-0.074mm粒級(jí)含量80%較為合適。在NaOH用量試驗(yàn)中，當(dāng)NaOH用量為1.5kg/t時(shí)，沉淀鐵品位最高，沉淀產(chǎn)率也較為合適。NaOH用量過(guò)低時(shí)，礦漿pH值較低，礦物表面電荷性質(zhì)不利于絮凝劑的吸附，導(dǎo)致絮凝脫泥效果不佳。而NaOH用量過(guò)高時(shí)，會(huì)使礦漿堿性過(guò)強(qiáng)，可能會(huì)對(duì)鐵