低品位菱镁矿选矿工艺研究

Research on Mineral Processing Technology of Low-grade Magnesite L/Cai—xia，PANG He，MAN Dong，SONG Jin—hu，REN Rui·chen (Liaoning Technical University，College of Mining Engineering，Fuxin 123000，China) Abstract：By the optical thin section，XRD and chemical analysis methods，the characteristics of the low—grade magnesite are analysised.The ore is high silicon and calcium low—grade magnesite.The technology research and optimization tests were completed by selective grinding，pre—classification， flotation and others for the low—grade magnesite.MgO content of the magnesite concentrate was 46.28%， its recovery was 67.97%.Talc-chlorite yield Was 91.99%，its recovery was 94.58%. Key words：magnesite;mineral processing technology;flotation

1 引 言随着经济的发展，对钢材的用量和质量都在增加，也就对冶金工业提出更高的要求，耐温耐火材料是钢铁冶炼的重要辅助材料，而菱镁矿是生产耐火材料的主要原料。我国的菱镁矿资源较丰富，但多数品位较低，只能作为低档耐火材料或建筑材料的原料‘1’21，经济附加值较低，资源浪费严重㈦4|。若能运用合适的分级或选矿对低品位菱镁矿进行脱硅降钙处理，提升菱镁矿的品位，从而使低品位菱镁矿能应用于高档耐火材料的生产中，将是提高菱镁矿资源开发利用价值的一个重要途径。 2菱镁矿矿石性质 2.1菱镁矿岩矿分析鉴定该菱镁矿呈块状构造，具有粒状变晶结构。岩矿分析鉴定如图1[51所示(放大25倍)。从图1可以看出，该菱镁矿无色、它形、粒状、具闪突起、高级白干涉色，粒度在0.01—15.0 mm之间。岩石因压力叠加，部分菱镁矿颗粒变小，有滑石和粘土矿物在裂隙间分布。大部分滑石呈条带状分布，这种基金项目：辽宁省科技厅计划项目(2009402008);辽宁省教育厅重点实验室基金资助项目(Ls2010072);2010年中国煤炭工业科学技术研究计划项目作者简介：李彩霞(1974-)，女，博士，讲师.主要从事矿物加工与功能性矿物材料及资源综合利用研究.万方数据 1190试验与技术 硅酸盐通报 第33卷嵌布状况的滑石是菱镁矿中滑石的主要赋存状太[6，7] Jt!p o 2.2菱镁矿的XRD分析实验用D8型x射线衍射分析仪，在电压40 kV、电流40 mA、靶型Cu靶、起始角5。、终止角850、扫描速度0.5 s、积分时间0.02 s的条件下，进行x射线衍射分析，结果见表1。由表1可知，该菱镁矿中的矿石组成复杂，主要的 … 矿物为菱镁矿，其次为滑石、绿泥石，含有少量的石英，。方解石，斜长石等。厂瓢融象¨.，、!j≯0] 匿：：兰超.引图l 低品位菱镁矿岩矿鉴定图 Low—grade magnesite rock ore appraisal figure 表1菱镁矿XRD分析结果 Tab.1 Magnesite XRD analysis results 由表2可知，矿石中有益组分Mgo的含量为38%，主要的杂质CaO含量为2.25%，SiO：含量为9.84%。按菱镁矿矿石品级的划分标准，该矿石属于高硅高钙型低品位菱镁矿。MgO主要以菱镁石、滑石形式赋存于矿石中，其中有用矿物为菱镁石;CaO主要以方解石的形式赋存于矿石中;SiO：主要以滑石、石英、绿泥石形式赋存于矿石中。AI：0，主要以绿泥石的形式赋存于矿物之中。

3 选矿试验通过对低品位菱镁矿破碎、磨矿后，分两种方案进行研究。方案一，直接浮选，工艺流程如图2;方案二，磨矿后经水力旋流器分级，旋流器溢流产物和底流产物分别进行浮选，从溢流产物中回收滑石、绿泥石;从底流产物中回收菱镁石。试验原则流程如图3。图2菱镁矿直接浮选工艺流程 Fig.2 Magnesite direct flotation process 图3菱镁矿分级浮选原则流程 Fig.3 Magnesite classification principle of flotation process 万方数据第5期 李彩霞等：低品位菱镁矿选矿工艺研究 1191 4 结果与讨论 4.1磨矿通过用xMQ-240×50球磨机与咖140×250 mm棒磨机进行磨矿试验对比，不同磨矿时间的-0.074 mm 粒级含量结果如表3。球磨机磨矿条件：磨罐：6150×50，磨球配比：t032 mm"th30 mm：咖25 mill"4)20 mm-"+14 lnIn'-咖13 mm=6 ：9：15：48：48：78;转速：60 r/min;矿样质量：200 g。棒磨机磨矿条件：磨罐：咖140×250 mm，V=3846.50 mm3;磨棒：咖30×240 mm、+20×240 mm、咖16×240 mm;转速：60 r/min;矿样质量：200 g;配棒比咖30：犯0：thl6=2：10：8。由表3可以看出，在相同磨矿时间下，球磨机的磨矿粒度较细，磨矿选择性差，容易造成过磨;棒磨机的磨矿选择性明显，在磨矿过程中，首先是滑石、绿泥石等硬度较低的矿物被磨碎，然后是菱镁矿、白云石、方解石等中等硬度矿物的磨碎，随着磨矿时间的增加，硬度较大的矿物被磨细。表3球磨机和棒磨机不同磨矿时间-0.074衄含量产率 Tab.3 Bali mill and rod mill production rate of content of-0.074 mnl in different grinding times /% Grinding time/rain BaU mill 19.8l 53.14 66.56 82.03 88.63 97.1l 98.86 99.34 一 一 Rod mill 19.81 34.0l 42.04 47.79 52.38 68.05 82.80 84.75 84.75 90.68 通过试验得出棒磨机磨矿对于菱镁矿的选择性磨矿效果较好，以200 g矿样在棒配比∞0：犯0：thl6=2 ：10：8条件下磨矿20 min时菱镁矿单体解离效果较好，一0.074 mm产物产率为82.80%。 4.2预先分级通过对低品位菱镁矿水力旋流器分级的探索性试 州验研究和优化试验研究，最终确定使用thl50 mm与 ^跏妒5 mm水力旋流器串联流程，实现MgO和滑石的富 + j”go一-38.oo% 集。确定4,150 mm的最佳工艺参数为：给矿粒度为棒 i驴””“v。20。8i%。。 .M‘gO 3 5 47%磨机选择性磨矿l一0 mm，一0.074 mm占82%的矿 ～誓裟警群样;底流口直径为15 mm;矿浆浓度为15%;给矿压力 一上：1：=。—L 为0.15 MPa。qbl50 mm水力旋流器分级的溢流产率,Vt-刚。『21.52，%s。ei缓l乎物：篓2。8%j播鲁蒜。，yw,ogo“1叫058%m。为31.32%，Mgo含量35.47%，底流产率为68.68%， m ㈣矿喾翥芦拒 ㈣矿竺饭含量、。。39.15%：。。氅乏=，璺最佳工艺参数为：底流 图4姒从坐伽任图4 口直径为5. I/lm ;给矿压力为.0 15 MPa 。 675 mm 小- …f。。一'"t-…I L1'2z：.。工：m2 “，力旋流器分级的溢流产率为10.51%，MgO的含量为。 1 。 32.95%，底流产率为20.81%，Mgo含量36.74%。咖150 rain和妒5 mm底流混合矿MgO含量为38.59%。水力旋流器溢流中滑石含量为45.70%、绿泥石含量为7.90%。数质量流程如图4所示。 4.3直接浮选将磨矿后的矿浆配成浓度为：20%;浮选药剂制度为：十二胺用量350 g/t;碳酸钠用量100 g/t;水玻璃用量400 g/t。可获得Mgo含量为45.28%，回收率为67.97%的菱镁矿精矿。

4.4分级后浮选分别对溢流产物和底流产物进行调整剂、起泡剂、捕收剂的选择和用量进行探索性试验和优化试验，确定优先浮选的最佳工艺参数为：矿浆浓度：20%;十二胺用量400 g/t;碳酸钠用量100 g/t。可获得品位为 91.99%，回收率为94.58%的滑石一绿泥石产品。混合浮选的最佳工艺参数为：矿浆浓度：20%十二胺用量万方数据 1192试验与技术 硅酸盐通报 第33卷 350 g/t;碳酸钠用量1009/t;水玻璃用量400 g/t。可获得Mgo含量为45.28%，回收率为67.97%的菱镁矿精矿。 4.5讨论通过直接浮选和分级后分别浮选的比较，可以看出分级浮选可以提高菱镁矿精矿的品位和回收率。由于菱镁矿原矿中含有绿泥石、滑石等易泥化的矿物，这些矿物极易污染精矿，影响精矿的可浮性，另外也有一些细粒级杂质易粘附在精矿上，影响精矿的品位，因此，采用预先分级分别浮选效果较好。 5 结 论 (1)该菱镁矿组成复杂，主要的矿物为菱镁矿，其次为滑石、绿泥石，含有少量的石英，方解石，斜长石等，矿石属于高硅高钙型低品位菱镁矿; (2)水力旋流器分级，旋流器溢流产物和底流产物分别进行浮选，从溢流产物中回收滑石、绿泥石;从底流产物中回收菱镁石。可获得Mgo含量为45.28%，回收率为67.97%的菱镁矿精矿。参考文献 [1]王铁铮，辛明，傅莉莉，等.中国耐火材料生产与国际贸易情况[J].辽宁特种资源，201l，1(1)：14一16. [2] 王恩慧.菱镁耐火材料[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1999：5-65. [3]刘永杰，孙杰瑕，孟庆风.利用菱镁矿尾矿制备镁硅酸盐水泥的研究[J].硅酸盐通报，2013，32(6)：1126—1130. [4] 罗旭东，曲殿利，张国栋.二氧化钛对菱镁矿风化石制备镁铝尖晶石组成结构的影响[J].硅酸盐通报，2011，30(5)：1151—1154. [5] 张庆铭.大石桥某低品位菱镁矿选矿工艺技术研究[D].阜新：辽宁工程技术大学硕士论文，2013. [6]李晓安，代淑娟，周凌嘉，等.辽宁某菱镁矿三级风化粉矿除硅提镁试验研究[J]，非金属矿，2012，1：18-20. [7] 王倩倩，李晓安，魏德洲，等.对菱镁矿浮选精矿磁选除铁的试验研究[J]，非金属矿，2012，6(35)：29-31