印尼某红土风化壳的可选性试验

段风梅 郭小飞

(辽宁科技大学矿业工程学院)

印尼某红土风化壳的可选性试验

段风梅 郭小飞

(辽宁科技大学矿业工程学院)

为开发利用印尼某铁品位为49.42%、含镍0.44%的红土镍矿体顶部覆盖的风化壳，对其进行了还原焙烧—磁选工艺试验。结果表明：在还原剂用量为5%、焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为15 min、焙烧矿水萃冷却后磨细至-0.074 mm占85%、磁场强度为96 kA/m条件下磁选，可获得铁品位为60.60%、回收率为91.60%的铁精矿，为该类型矿石的开发利用提供了依据。

红土风化壳 赤褐铁矿 还原焙烧 磁选

印尼某红土镍矿属基性-超基性岩，矿体的上部覆盖层为红土风化壳，该风化壳中的铁矿物发育较为深厚，约2～10 m，含镍<0.5%，含铁50%左右，且储量大，矿床开采利用条件简单，为了充分利用该铁矿矿产资源，对其进行了磁化焙烧—弱磁选条件试验，取得了精矿铁品位62.16%、回收率80.29%的技术指标，以期对性质相似矿石的选别工艺确定提供借鉴。

1 试验原料及试验方法

1.1 原矿性质

试验矿石取自印尼某大型红土镍矿的风化壳带，主要有用矿物为赤褐铁矿，少量次生石英和高岭土，含杂质较少，属典型腐岩，具有胶状构造。尾矿主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

组分TFeAl2O3Cr2O3SiO2NiSMnTiO2Mg含量49.428.763.551.770.440.0830.350.150.19组分PVCaCoZnCuKFeO烧失含量0.0300.0280.050.0330.0120.0050.0050.0514.27

表2 原矿铁物相分析结果 %

铁物相铁品位分布率赤褐铁矿48.9898.89菱铁矿0.360.73黄铁矿0.0170.04硅酸铁0.170.34总铁49.53100.00

由表1可知：矿石中有价元素主要为铁，其含量为49.42%，氧化亚铁(FeO)仅为0.05%，属典型的氧化矿类型，碱性系数w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.024 6，为典型的酸性矿石。镍含量为0.44%，品位较低；有害元素硫、磷含量较低。

由表2可知：矿石中铁主要以赤褐铁矿的形式存在，分布率达98.89%，此外还含有少量的菱铁矿、黄铁矿及硅酸铁。

对原矿进行粒度分析，结果见表3。

表3 原矿粒度筛析结果

表3表明：各粒级铁品位相近，铁元素在各粒级均匀分布。

1.2 还原剂

还原剂采用河北某品质较好的普通块煤，碳含量72.46%，灰分23.55%，含水量为2.39%，破碎至-2 mm备用。

1.3 试验方法

将一定质量原矿与还原剂混匀后放置于SXZ系列新式电阻炉中，调节焙烧温度，焙烧一定时间后，水萃冷却至室温，磨细至-0.074 mm占85%，在磁场强度为96 kA/m条件下采用XCGS-φ50型磁选管磁选。

2 试验结果与讨论

2.1 直接焙烧试验

该矿石的烧失高达14.27%，如果全部烧掉结晶水，理论计算铁品位应该为57.64%。在不同温度下，对原矿直接焙烧1 h后，测定其铁品位，结果如表4所示。

表4 不同焙烧温度对矿石直接焙烧后铁品位的影响

表4表明：在650 ℃时，吸附水和结晶水已经基本挥发，在焙烧温度为850 ℃时，焙烧矿铁品位已经到了57.17%。考虑到成本和效率的原因，如果进行磁化焙烧能进一步提高铁品位，经济效益将相对更加明显。

2.2 焙烧—磁选试验

2.2.1 焙烧温度试验

焙烧温度试验在还原剂用量为5%(以还原剂占原矿质量百分比表示)、焙烧时间为30 min条件下进行，结果如表5所示。

表5 焙烧温度试验结果

表5表明：当焙烧温度为650 ℃时，精矿铁回收率最高为97.06%，此时铁品位为59.14%；焙烧温度为800 ℃时，精矿铁品位最高为61.31%，此时铁回收率为93.86%。考虑到升高温度会增加能耗，成本增加，确定焙烧温度为650 ℃。

2.2.2 还原剂用量试验

还原剂用量试验在焙烧温度为650 ℃、焙烧时间为30 min条件下进行，结果如表6所示。

表6表明：还原剂用量变化对精矿品位影响不大；通过改变还原剂用量达不到精矿铁品位60%以上的目标。而焙烧温度试验结果表明：在焙烧温度为800 ℃时，可以获得铁品位61.31%的铁精矿。因此，考虑提高焙烧温度至800 ℃，通过缩短焙烧时间获得合格产品，为此在焙烧温度为800 ℃、还原剂用量为5%条件下，进行了焙烧时间试验。

2.2.3 焙烧时间试验

焙烧时间试验在还原剂用量为5%、焙烧温度为800 ℃条件下进行，结果如表7所示。

表6 还原剂用量试验结果 %

还原剂用量产品产率铁品位铁回收率3精矿93.2757.7294.33尾矿6.7348.085.67给矿100.0057.07100.005精矿95.2759.1497.06尾矿4.7336.082.94给矿100.0058.05100.008精矿91.2858.4493.47尾矿8.7242.736.53给矿100.0057.07100.00

表7 焙烧时间试验结果

由表7可以看出：当焙烧时间为15min时，精矿铁品位即可达60.60%，基本满足铁精矿质量要求，继续延长焙烧时间后精矿铁品位缓慢上升，但是精矿铁回收率的上升幅度变慢。为了尽可能地降低生产成本，确定焙烧时间为15min。

3 结 论

(1)印尼某红土风化壳铁品位为49.42%，铁主要以赤褐铁矿形式存在，脉石矿物主要为石英和高岭土，属典型腐岩，矿物嵌布粒度微细。

(2)在还原剂用量为5%、焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为15min、焙烧矿水萃冷却后磨细至 -0.074mm占85%、磁场强度为96kA/m条件下磁选，可获得铁品位为60.60%、回收率为91.60%的铁精矿。

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2015-05-18)

段风梅(1965—)，女，高级工程师，114051 辽宁省鞍山市千山中路185号。