回收德兴铜矿大山尾矿中铁的试验研究

刘小平，刘建国，钟文慧，唐冬梅

（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

回收德兴铜矿大山尾矿中铁的试验研究

刘小平，刘建国，钟文慧，唐冬梅

（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

工艺矿物学研究表明，德兴铜矿大山选矿厂浮选尾矿中的铁矿物有硅酸铁、赤铁矿、褐铁矿、硫化铁、磁铁矿、铁屑及磁黄铁矿，其中磁铁矿、铁屑及磁黄铁矿具有磁性，可通过磁选回收，小型磁选试验结果表明，通过一次粗选-粗精矿再磨-两次精选工艺流程，在粗选磁场强度4500Oe，再磨细度-37µm 占40%，精一磁场强度1500Oe，精二磁场强度1200Oe，从选铜尾矿中获得了铁品位60.18%，回收率1.00%的铁精矿。

铜矿山；浮选；尾矿；品位；磁选

1 引言

德兴铜矿是世界上储量在800万t以上的八大斑岩铜矿之一，是一多期多阶段成矿、以细脉浸染型及粒状构造为主的典型斑岩铜矿，其矿石结构构造及矿石的主要成分较简单，而次要及少量矿物成分复杂，矿石除铜外伴生大量金、银、钼、硫、铼、铁等有价元素。德兴铜矿大山选矿厂日处理能力为9万t，对其尾矿中的有价元素进行综合回收利用［1-2］，减少矿产资源的浪费，同时也为矿山带来了经济效益［3-4］。其中，金、银、钼、硫等有价元素，在选铜时加以回收利用［5］，而元素铁则根据部分铁矿物的磁性来进行回收利用［6］。

2 矿物学研究

2.1化学成分分析

大山尾矿的主要化学成分分析见表1。分析结果显示，尾矿中主要有价元素有铜、硫、铁等，其中全铁品位为2.47%，可以通过磁选回收的铁品位只有0.118%。

2.2铁物相分析

大山尾矿中铁的物相分析见表2，分析结果表明：尾矿中铁主要成分为硅酸铁、赤铁矿、褐铁矿，其次为硫化铁、磁铁矿、铁屑及磁黄铁矿，而硅酸铁在当前的技术经济条件下无回收利用价值。

表1　尾矿成分分析结果

表2　铁的物相分析结果

结合化学分析和物相分析结果可知，尾矿中铁的含量很低，全铁品位仅有2.47%，主要铁矿物为硅酸铁矿，占全铁的65.07%，其次为褐铁矿，占全铁的17.49%，赤铁矿占全铁的3.66%，磁黄铁矿、磁铁矿占4.8%，金属铁只占全铁的2.07%。尾矿中硅酸铁所占比例达65.07%但却无回收利用价值，而磁铁矿、金属铁及磁黄铁矿都有较强的磁性，所占比例为6.87%，但可采用磁选方法较好回收的只有磁铁矿和磁黄铁矿，所占比例只有4.80%。

2.3尾矿中铁矿物研究

尾矿中能回收利用的铁矿物主要为磁铁矿、金属铁（钢球损耗）、磁黄铁矿，其次为赤铁矿、褐铁矿。

磁铁矿：在矿样中主要呈现以下几种状态产出：（1）呈细粒、微细粒单体形式产出，粒径一般为20～150μm，细粒级相对较多；（2）与脉石等连生，粒度一般较粗，个别呈微粒包裹体浸染与脉石矿物中。

金属铁：金属铁主要呈细长条状、片状、细粒状。

赤铁矿：粒状，粒级：40～200μm，大部分在中粗粒级，主要是单体，有些交代磁铁矿呈环边结构，也有与粗颗粒脉石毗邻嵌布。

褐铁矿，主要呈以下几种状态产出：（1）以不规则状、粒状或针状单体形式产出，单体粒度分布不均匀，大部分比磁铁矿、磁黄铁矿的单体粒度要粗；（2）与脉石矿物等形成复杂的连生、穿插或包裹关系，大部分需要细磨方可单体解离，不易回收。

3 选铁试验研究

3.1粗选磁场强度试验

尾矿中铁的含量极低，全铁品位只有2.47%，而能通过磁选回收利用的铁更是少之又少，且大山选矿厂日处理能力为9万t，尾矿量大，矿浆在尾矿明渠中流速又较快，选别过程也不稳定，综合考虑应采用强磁选同时选出强磁和弱磁性矿物。尾矿强磁选选铁磁场强度试验结果见图1。

试验结果表明，随磁场强度的增加，铁的回收率增加，铁品位下降。综合考虑，强磁选磁场强度确定为4500 Oe。

图1　粗选试验结果

3.2粗精矿再磨细度试验

强磁选铁粗精矿品位较低，采用在较低磁场强度条件下通过再磨精选来提高铁精矿品位，再磨细度实验结果见图2。

从实验结果来看，铁粗精矿再磨有利于提高精矿品位，但回收率呈现下降趋势，综合考虑，再磨细度确定为-37μm占40%。

图2　粗精矿再磨细度试验结果

3.3精一磁选磁场强度试验

精一磁选磁场强度试验结果见图3。试验结果表明，随着磁场强度增加，精一铁品位降低，铁回收率增加，综合考虑，较适宜的磁场强度为1500 Oe。

图3　精一磁选磁场强度试验结果

3.4精二磁选磁场强度试验

精二磁选磁场强度试验结果见图4。试验结果表明，随着磁场强度增加，精一铁品位降低，铁回收率增加，综合考虑，较适宜的磁场强度为1200 Oe。

图4　精二磁选磁场强度试验结果

3.5磁选选铁全流程试验

大山尾矿经强磁选-粗精矿再磨再精选工艺流程回收铁精矿，由于粗选采用强磁选，需大量冲洗水，使再磨浓度偏低，需增加1台旋流器。选铁试验全流程见图5，试验结果见表3。

图5　大山尾矿选铁工艺全流程图

表3　磁选选铁试验结果

试验结果表明：通过“一次粗选-粗精矿再磨-二次精选”的工艺流程，可以得到铁精矿品位60.18%，回收率为1.00%的选矿指标。

3.6铁精矿的物相分析

铁精矿的物相分析（表4）表明：回收的铁矿物中主要是磁铁矿、磁黄铁矿及少部分铁屑。

表4　铁精矿的物相分析结果

4 工业实践及改进

根据选铁试验研究，工业生产中将2台规格为VK2000-11（磁场强度为3800Oe）与1台规格为VK2000-8（磁场强度4500Oe）的磁选机置于大山尾矿明渠中，作为强磁选作业，所得粗精矿经再磨后进行精选。精选作业采用2台1050mm×1500mm永磁筒式磁选机。

实践发现，由于尾矿矿浆流速过快且磁性矿物的比重较大，导致磁性矿物沉积在底层流失，不利于铁的回收。为了改善磁选效果，对磁力回收机进行了改进，如图6所示。其一使磁盘与矿浆流速方向有一定的小角度，形成交叉之势，这样可以增加磁盘与尾矿中有用矿物的接触碰撞的有效面积；其二填加抛物装置，降低矿浆流速且迫使沉积在矿浆底层的铁单质或含铁物质作上抛运动，让其分布在矿浆的中上层位置，这样有利于铁的回收。结果表明，改进后铁的回收率提高了0.33%。

图6　改进示意图

工业生产数据表明，通过尾矿选铁系统，每月生产铁精矿926t，铁精矿品位61.12%。按500 元/t的价格计算，每年可实现销售收入555.60万元，除去每年的生产成本235.13万元，实现盈利320.47万元，具有较高的经济效益。

5 结论

（1）铁物相分析结果表明，尾矿中铁主要以硅酸铁形式存在，可以回收的磁铁矿、铁屑及磁黄铁矿品位都较低，分别为0.084%，0.051%，0.034%。

（2）充分利用矿物的物性特点，采用磁选工艺流程成功实现尾矿中铁的回收，最终获得了铁品位60.18%，回收率为1.00%的选矿指标。

（3）试验突破了超低品位有用矿物的回收利用，减少了矿产资源的浪费，每年将为矿山带来320.47万元的盈利，同时也为类似矿山的资源综合回收利用提供了较好的参考价值。

［1］吴德礼， 朱申红， 王铮. 国内外矿山尾矿综合利用现状与思考［J］.青岛建筑工程学院学报， 2001（4）:84-86.

［2］陈宇峰， 陆晓燕. 铜尾矿资源化的现状和展望［J］. 南通工学院学报（自然科学版）， 2004（12）:60-62.

［3］《矿产资源综合利用手册》编辑委员会. 矿产资源综合利用手册［M］.北京:科学出版社， 2000:706.

［4］王立刚， 陈金中， 李成必， 等. 浮铜尾矿回收铁的试验研究［J］. 有色金属（选矿部分）， 2011（3）:16-18.

［5］孙达， 李永聪， 高志明. 从某铁尾矿中回收铜的试验研究［J］. 金属矿山. 2007（9）:119-122.

［6］陈金中， 王立刚， 李成必， 等. 铜矿山老尾矿综合回收铜金银浮选技术研究［J］. 有色金属（选矿部分）， 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

刘小平（1988-），男，江西赣州人，主要从事选矿技术研究。E-mail:767281789@qq.com