云锡尾矿探索性试验报告

云锡尾矿探索性试验报告

1 前言

云锡尾矿是云锡公司选锡厂经数十年的生产所堆积起来的尾矿产品，储量高达数千万吨，尾矿含铁约30%，属于有害元素高的褐铁矿。由于褐铁矿的复杂难选特性及伴生有害元素严重超标，云锡尾矿中的铁成分未能获得开发利用。随着铁矿原料的日趋紧张及铁矿价格的上涨，能否利用云锡尾矿生产出有害杂质含量满足炼铁质量要求、铁品位大于50%的铁精矿，成了昆钢、云锡公司及有关单位所共同关心的问题。目前，还原焙烧——弱磁选、强磁选是能够提高褐铁矿品位的选矿工艺，因此，对云锡尾矿（试验简称原矿），实验室一方面以一台实验型SLON-500型高梯度磁选机作为工艺设备，进行强磁选工艺探索性试验，另一方面，开展还原焙烧——磁选探索性试验，摸索利用云锡尾矿技术上是否可行。

2 原矿化学成分

表1 原矿化学多元素分析

由表1可见，试验原矿铁品位31.34%，高炉冶炼有害元素Pb、A s严重超标。

3 原矿粒度分析

表2 原矿（未经破碎）粒度分析结果表

由表2可见，原矿粒度小于0.45mm占99.05%，－200目含量为37.90%。

4 强磁选流程试验

4.1 不磨矿一段强磁粗选流程试验

由于原矿粒度较细，达到试验用高梯度磁选机要求，因此以一段强磁选对原矿进行试验。试验结果见表3。

表3 不磨矿一段强磁粗选（流程A）试验结果

由表3可见，一段强磁粗选不能获得品位50%以上的铁精矿，因此不能提精；当强磁选背景场强达到7000Gs时可以抛弃产率37.03%、品位13.53%、铁回收率16.41%的铁尾矿，因此一段强磁粗选可以抛尾。不磨矿强磁粗选抛尾可减少后道磨矿作业磨矿量，降低磨矿能耗及生产成本，有现实意义。

4.2 磨矿一段强磁粗选流程试验

为了探索在细磨条件下，强磁选是否可以提取精矿或者更好的抛弃尾矿，特进行磨矿一段强磁粗选流程试验，试验结果见表4及表5。

表4 85%-200目一段强磁粗选流程（流程B）试验结果

续表4

表5 95%-200目一段强磁粗选（流程C）试验结果

由表4、表5可见，提高磨矿细度或者降低背景场强，均可提高精矿品位。获得最高精矿品位48.71%时，对应的磨矿细度为95%－200目，对应的背景场强为5000Gs。

4.3 强磁流程产品考察

为考察有害元素在不同工艺流程产品中的含量，对多个产品进行化学成分分析，分析结果见表6。

表6 不同工艺流程产品多元素分析

由表6看出，不同的工艺流程精矿产品随着铁品位的增加，As、Zn含量也随之增加，铁品位48.71%时，As为1.31%，Zn为0.98%，而Pb、Sn含量随之减少，即使在今后的研究中可以将精矿铁品位提高到50%以上，但精矿中的As和Zn同样会进一步提高，难以获得有害元素满足冶炼要求的铁精矿产品。值得一

提的是，不同工艺流程精矿产品中的SiO

2含量较低，精矿铁品位48.71%时，SiO

2

含量仅为4.81%，表明进一步降硅的意义不大。以上就是云锡尾矿选矿过程中的特殊规律，其原因，主要是铁与As、Zn的赋存状态关系密切，其中Zn可能主要以铁闪锌矿即(Zn、Fe)S或其氧化物的形态存在，As可能主要以毒砂（FeAsS）、斜方砷铁矿（FeAs

2

）的形态存在，如要彻底查清铁与有害元素的赋存关系，下一步需要进行物相分析及电子探针分析。

5 还原焙烧——磁选试验

5.1 试验目的

本次焙烧磁选试验目的是提高精矿品位，同时降低精矿有害杂质含量。焙烧可使非磁性低品位褐铁矿转化为磁性铁（包括磁铁矿、假象赤铁矿、铁颗粒），同时高温条件下可使部分有害杂质挥发或还原成单质，从而与铁矿物分向，最后经过磁选可选出高品位的磁性铁产品。

5.2 焙烧试验

焙烧条件的选择：

1）焙烧方式：由于原矿是褐铁矿，所以采用还原焙烧；

2）还原剂：采用褐煤（来自惠民地区）作为固态还原剂；

3）焙烧温度：由于焙烧褐铁矿适宜的温度为700～900℃，且试验还原炉最高温度为900℃，而温度高对有害杂质的脱除有利，故直接固定焙烧温度为900℃；

4）其它条件：焙烧时间及还原剂用量为变量；焙烧矿冷却方为水冷。

焙烧试验获得的焙烧矿化学多元素分析见表7。

表7 焙烧矿化学多元素分析

注：1＃条件：焙烧时间30分钟，煤10%；2＃条件：焙烧时间60分钟，煤30%（焙烧温度均为900℃）。

焙烧效果初步分析：焙烧后，由于烧减矿石铁品位及亚铁含量得到提高，同时杂质及有害元素硅、钙、镁、铝、磷、铅、砷含量也同步增加，唯有锌含量有所较少。这说明，焙烧时，铅、砷难以挥发，仍残留在矿石中，而锌则相反。

5.3 焙烧矿选矿试验

选矿工艺首先通过磨矿使磁性铁与脉石矿物单体解离，通过弱磁选回收磁性铁产品，对弱磁选尾矿以摇床重选回收非磁性铁产品，选矿工艺流程见图1。

原矿（95%－200目）

弱精摇精摇中摇尾

图1 焙烧矿选矿试验流程图

焙烧矿磁选试验结果见表8。

表8 焙烧矿选矿试验结果

5.4 焙烧——磁选产品分析

焙烧——磁选试验精矿化学多元素分析见表9。

表9 精矿化学多元素分析

5.5 焙烧——磁选结果分析

表8、表9说明：

1）综合比较，1＃试验取得精矿指标相对比较理想，2＃试验有明显的过还原现象，其特征是有大量的金属铁产品（2＃精矿）出现，导致金属回收率明显偏低。由于仅做了两组试验，最佳焙烧条件尚未获得，如对1＃试验进行条件优化，可进一步提高选矿指标。

2）无论还原焙烧——磁选效果好坏，有害杂质砷含量与铁品位呈正相关，表明砷、铁关系紧密，砷难以脱除，因此可推断即使优化还原焙烧——磁选条件，有害杂质砷也不能有效去除；而有害杂质铅、锌的含量与铁品位呈负相关，提高铁精矿品位可有效降低铅、锌含量。

3）总之，还原焙烧——磁选工艺虽然获得较高的铁精矿品位，但有害杂质尤其是砷不能有效去除，严重超标。

6 结论

试验获得以下结论：

1）云锡尾矿属有害元素严重超标的褐铁矿矿石，原矿铁品位31.34%，需要通过选矿办法提高铁精矿品位、降低有害杂质含量方可获得回收利用。

2）云锡尾矿粒度较细，可以在不磨矿的情况下，以高梯度强磁选工艺直接抛尾，在生产上有积极意义。

3）以高梯度强磁选工艺选别云锡尾矿，可获得精矿铁品位41.27%～48.71%，

7.06%～4.81%，Pb 2.18%～1.80%，As 0.95%～1.31%，Zn 0.78%～0.98%，SiO

2

难以获得品位大于50%的铁精矿，且精矿有害杂质As、Zn随铁品位的提高而有所上升，不能作为炼铁原料。

4）还原焙烧——磁选工艺可在适宜条件下取得铁品位59.07%，铁回收率58.94%的铁精矿，但As、Pb高达1.09%和2.00%，同样不能作为炼铁原料。

5）对云锡尾矿而言，强磁——氧化焙烧技术方案也有一定的研究价值，该方案先以强磁选提高铁精矿品位（TFe 45%），然后对强磁精矿造球进行氧化焙烧，其烧减可导致球团成品矿铁品位再进一步提高。但实践证明，球团、烧结生产（主要以氧化气氛为主）基本上不能脱砷，因此强磁——氧化焙烧方案效果有限。

7 建议

技术中心选矿试验室近年来对省内贫（铁品位低）、细（铁矿颗粒细）、杂（有害元素高，尤其是As和P）难选矿石进行了大量的试验研究工作，本次云锡尾矿强磁选试验只是其中之一，有成功也有失败，经过对经验及教训的总结，提出如下建议：

1）云锡尾矿铁精矿（包括强磁精矿、焙烧磁选精矿）As、Zn有害元素严重超标，在目前公司入炉原料有害元素偏高的情况下，不能作为炼铁原料。

2）公司对省内难选矿石的开发应遵循先易后难原则，循序渐进。从选矿技术及经济角度上考虑，不同云南省内难选铁矿石类型的开发利用可行性依次为：贫磁铁矿、细赤铁矿、杂褐铁矿。贫磁铁矿，如胶平渡磁铁矿，原矿品位仅15.00%，有害元素不高（磷为0.3%），铁精矿品位57.50%，选比8.18，试验已经成功；细赤铁矿，如昭通莲峰乡赤铁矿，原矿铁品位44.00%，有害杂质很低，但选矿只能提高铁品位1个百分点，该矿有望通过焙烧磁选（大规模）或已经作为配矿（小规模）获得利用；杂褐铁矿，如本次的云锡尾矿，其开发利用有待科学技术上的突破。

武钢集团昆明钢铁股份有限公司

技术中心炼铁室

2008年10月15日