复杂难选铁矿选矿工艺技术研究

摘 要 某铁矿构造独特、粒度微细、复杂难选，试验研究表明：采用弱磁—强磁—脱泥—反浮选工艺联合流程可得产率 36.13%、品位 TFe68.04%、SiO22.49%、回收率 71.92%的高品位铁精矿，对开发同类或近类复杂难选铁矿有一定借鉴意义。关键词 复杂难选铁矿 脱泥 弱磁 强磁 反浮选

A Process Technology Research on Beneficiation of a Complex Refractory Iron Ore Wang Qiulin (Changsha Research Institute of Mining and metallurgy,Changsha, 410012) Abstract There is a complex, refractory Iron Ore, All the results are shown in detail to use the flowsheet of low intensity magnetic Separation —high intensity magnetic Separation–desliming Reverse Flotation. Iron concentration with a yield of 36.13%, a grade of 68.04% TFe with a recovery of 71.92% can be obtained. It can also be used as reference to the exploitation and utilization of other similar iron deposits. Key words complex, refractory iron ore，desliming, low intensity magnetic separation，high intensity magnetic separation, reverse flotation

1 引言 “贫、细、杂、散”高度概括了我国矿产资源的特点和现状，近年来，随着国民经济的快速发展，国内钢铁工业发展迅猛，铁矿石原料需求日益增长，供需矛盾日益凸显，开发疑难杂矿已成为当务之急。某铁矿储量巨大，构造独特(大多呈稀疏浸染状产出)、粒度微细、复杂难选，迄今为止尚未大规模工业开发利用，研究制定合理的选矿工艺和技术方案对开发该矿具有重要意义。 2 矿石性质原矿的多元素化学成分分析结果详见表 1，铁的化学物相分析结果详见表 2。 表 1 原矿的主要化学成分分析结果 (质量分数， %)组分 TFe FeO Fe2O3 SiO2 Al2O3 CaO MgO 含量 34.18 8.76 39.13 47.09 0.20 0.32 1.87 组分 MnO Na2O K2O S P 烧失含量 0.45 0.0064 0.015 0.03 0.011 1.48 复杂难选铁矿选矿工艺技术研究 8-731 表 2 原矿中铁的化学物相分析结果 (质量分数，%)铁相 磁铁矿中 Fe 假象赤铁矿中Fe 赤(褐)铁矿中 Fe 碳酸铁中Fe 硫化铁中Fe 硅酸铁中Fe 合 计含量 16.71 3.71 11.08 0.72 0.01 1.95 34.18 分布率 48.89 10.85 32.42 2.11 0.02 5.71 100.00 综合化学成分特点，该铁矿属低硫低磷的单一酸性低品位氧化型铁矿石。经镜下鉴定、X 射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，铁矿物主要是磁铁矿和赤铁矿，次为磁赤铁矿(γ-Fe2O3)、褐铁矿和菱铁矿;磁铁矿大多呈浸染状的形式嵌布在脉石中，集合体常为不规则状或蛇曲状、蠕虫状，部分呈皮壳状与脉石交生;赤铁矿的产出形式与磁铁矿基本相同，并常沿磁铁矿边缘或粒间充填交代，粒度微细、分散程度高、与脉石之间的镶嵌关系相当复杂。脉石矿物以石英和玉髓为主，其次是滑石。大多呈生物碎屑结构发育。主要矿物的含量详见表 3。表 3 原矿中主要矿物的含量矿物 磁铁矿磁赤铁矿赤铁矿 褐铁矿 菱铁矿石英玉髓滑 石 其 他含量/% 23.2 5.3 15.6 0.3 2.0 47.7 5.7 0.2 3 原矿粒度筛析为查明原矿的粒度组成，将原矿进行粒度筛析，结果详见表 4。表 4 原矿粒度筛析结果产率/% 铁分布率/% 粒度/mm 个别 负累积品位TFe/% 个别 负累积 -3.0+2.5 4.25 100.00 36.82 4.50 100.00 -2.5+2.0 5.08 95.75 36.81 5.40 95.50 -2.0+1.6 8.32 90.67 37.09 8.92 90.10 -1.6+1.0 18.08 82.35 35.65 18.64 81.18 -1.0+0.5 24.74 64.27 35.05 25.07 62.54 -0.5+0.3 3.52 39.53 34.09 3.47 37.47 -0.3+0.15 10.99 36.01 34.15 10.85 34.00 -0.15+0.075 7.18 25.02 37.84 7.86 23.15 -0.075+0.038 5.08 17.84 37.14 5.45 15.29 -0.038 12.76 12.76 26.68 9.84 9.84 合计 100.00 / 34.59 100.00 / 结果表明：除-0.038mm 粒级铁品位稍低外(TFe26.68%)，其余各粒级含铁品位在一定范围内(34%~37%)波动，但波动幅度不大，无明显偏析。 4 试验方案考虑到原矿中可供回收的主要目的矿物为磁铁矿、赤铁矿，拟开展：多段磨矿—多段选别流程，考虑到弱磁、强磁可实现早丢早抛，大大减轻后续作业负荷，即先采用弱磁机回收磁铁矿等强磁性铁矿物，弱磁尾 8-732 第八届(2011)中国钢铁年会论文集矿再采用强磁机回收赤铁矿等弱磁性铁矿物;考虑到铁矿物嵌布粒度极其微细，矿泥丰富、不仅加大了药剂消耗，也严重影响后续浮选行为，所以高效选择性絮凝脱泥是关键，入浮前须进行脱泥;浮选作业是保障，采用反浮选进一步强化精选，提升精矿品位，即弱磁—强磁—脱泥—反浮选联合流程试验研究，原则流程详见图 1。

5 试验结果 5.1 弱磁—强磁流程试验在磨矿细度、磁场强度条件试验的基础上，选择一段磨矿细度-0.075mm55%，二段磨矿细度 -0.075mm94.5%，分别采用工业弱磁机(磁场强度 1200 Oe)、SHP-700 工业强磁机(磁场强度 15000 Oe、齿距 5mm、间隙 3mm)进行弱磁—强磁流程试验。在磨矿细度-0.075mm55%的条件下，原矿经一段弱磁—强磁流程，可抛弃产率 26.22%、品位 TFe9.02%、损失铁回收率 6.92%的强磁尾矿。在磨矿细度-0.075mm94.5%的条件下，一段混合粗精矿(产率 73.78%、品位 43.12%、回收率 93.08%)经二段弱磁—强磁流程，可抛弃产率 16.91%、品位 TFe9.10%、损失铁回收率 4.50%的强磁尾矿，可得产率 36.02%、品位 TFe60.27%、回收率 63.51%的弱磁粗精矿及产率 20.85%、品位 TFe41.09%、回收率 25.07% 的强磁粗精矿。强 磁弱 磁反浮选尾矿图 1 试验原则流程图浮选铁精矿原矿脱泥磨矿磨矿复杂难选铁矿选矿工艺技术研究 8-733 5.2 脱泥试验结合将来实际工业生产设备选型方便、配置紧凑的需要，也考虑到脱泥作业混入磁铁矿有利于发挥磁絮凝和化学絮凝(加入脱泥药剂)的双重效应，将弱磁、强磁混合粗精矿进行脱泥试验。常用脱泥药剂有水玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠、A# 等，考虑到 A# 价格便宜、环境友好(化学肥料、易降解)、对脉石矿物选择性分散效果较好，且可用作后续浮选作业铁矿物的抑制剂，结合类似矿山工程实践，选择 A# 用作脱泥分散剂，控制矿浆 pH 值 8~9(氢氧化钠 800 g/t)、A# 500 g/t、添加少量(约 100g/t)DF，脱泥效果较好，进行絮凝脱泥试验时，每个试验给矿量 250 克，将矿浆加入 500 毫升量筒至指定刻度，磁块预磁 2 分钟后上下搅动 0.5 分钟，静置计时，到指定时间后虹吸抽出分散层矿浆，即为矿泥产品，底部沉淀层即为脱泥沉砂产品。选择粗精矿再磨细度-0.03mm94.26%，脱泥浓度 35.0%，沉降高度 18cm，沉降时间 15 分， 进行脱泥试验，混合粗精矿经细磨脱泥，可脱除产率 2.40%、铁品位 3.99%、损失回收率 0.18%的细粒矿泥，沉砂铁品位提高约 1 个百分点。 5.3 对比试验欲进一步提高铁品位、降低杂质含量，脱泥沉砂用作后续浮选试验给矿，浮选药剂用量：NaOH1000 g/t、 DF600 g/t、石灰 800 g/t、FLY-102# 600 g/t，进行对比试验，结果详见表 5。表 5 对比试验结果工艺类型 产品名称 产率/% 品位TFe/% 回收率/% 浮选精矿 43.77 60.59 64.35 浮选尾矿 49.20 28.23 33.69 泥 7.03 11.54 1.96 脱泥—反浮选给矿 100.00 41.22 100.00 浮选精矿 21.99 60.39 32.87 直接反浮选 浮选尾矿 78.01 34.77 67.13 给矿 100.00 40.40 100.00 结果表明：在铁精矿品位相近的条件下，采用脱泥—反浮选流程，其铁精矿回收率高 30 个百分点，优势明显，所以入浮前应进行脱泥。 5.4 阴离子反浮选开路试验选择药剂用量：NaOH800 g/t、pH 值 8~9、DF600 g/t、石灰 400 g/t、FLY-102 300 g/t(粗)、100 g/t(精)，控制浮选浓度 30%，矿浆温度 30℃，将脱泥沉砂进行一粗一精二扫阴离子反浮选开路试验，结果详见表 6。

表 6 脱泥沉砂阴离子反浮选开路试验结果产品名称 产率/% 品位TFe/% 作业回收率/% 浮选精矿 56.81 67.84 70.87 精选泡沫 12.79 59.28 13.94 中1 24.97 30.28 13.91 中2 3.18 16.85 0.99 浮选尾矿 2.25 7.18 0.30 给 矿 100.00 54.38 100.00 结果表明：脱泥沉砂采用阴离子反浮选开路流程，可得浮选铁精矿作业产率 56.81%、品位 TFe67.84%、全铁回收率 70.87%的技术指标。 8-734 第八届(2011)中国钢铁年会论文集 5.5 阴离子反浮选闭路试验在前面开路试验的基础上，将脱泥沉砂进行阴离子反浮选闭路试验，结果详见表 7。表 7 脱泥沉砂阴离子反浮选闭路试验结果产品名称 产率/% 品位TFe/% 作业回收率/% 药剂用量/g·t -1 浮选精矿 65.01 68.04 81.34 浮选尾矿 34.99 28.99 18.66 给矿 100.00 54.38 100.00 NaOH800、DF600、 CaO400、 FLY-102# 300(粗) 100(精)结果表明：脱泥沉砂采用阴离子反浮选闭路流程，可得浮选铁精矿作业产率 65.01%(对原矿 36.13%)、品位 TFe68.04%、SiO22.49%、全铁回收率 81.34%(对原矿 71.92%)的技术指标。 6 结语(1)该矿为低品位氧化型铁矿石。各种铁矿物组成复杂、嵌布粒度微细，铁矿物与脉石矿物之间构成极其复杂微细的交生、共生关系，属难选矿。(2)试验结果表明：采用弱磁—强磁—脱泥—反浮选流程，可得产率36.13%、品位TFe68.04%、SiO22.49%、铁回收率 71.92%的高品位铁精矿。(3)针对此类矿石的性质和特点，采用弱磁—强磁—脱泥—反浮选工艺联合流程是当前处理此类微细复杂难选矿石行之有效的选矿技术，也为开发同类或近类复杂难选铁矿提供参考、借鉴作用。参 考 文 献 [1] . 余永富 我国铁矿山发展动向、选矿技术发展现状及存在的问题 [J]. ,2 矿冶工程 006 1 :21 25. () ～ [2] . 余永富 我国铁矿矿冶形势及技术发展现状 [J]. 矿产保护与利用,2005 6 :43 46. () ～ [3] . 余永富 国内外铁矿选矿技术进展及对炼铁的影响 [J]. 中国有色金属学报,2004 F01 47 51. ( )： ～ [4] 邓强，陈文祥，余红林，等. 贵州某难选褐铁矿选矿试验研究 [J]. , 金属矿山 2009 2 67 70 74. ( )： ～ ， [5] . 余永富 国内外铁矿选矿技术进展 [J]. 矿业工程,2004 5 25 29. ( )： ～