袁風(fēng)香

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

哈薩克斯坦某鐵礦石為低品位赤鐵礦，其全鐵品位為34.85%，需要選別富集才能作為煉鐵的原料使用。針對該礦石特點(diǎn)，采用了目前比較成熟的強(qiáng)磁—反浮選工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究[1]，并獲得了相對較為優(yōu)秀的選別指標(biāo)，該選別工藝是有效利用該類鐵礦石的有效選礦方法之一。

1 試樣性質(zhì)

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，原礦鐵物相分析結(jié)果見表2。

由表1可知，原礦全鐵含量為34.85%，SiO2含量為15.53%，CaO含量為22.58%，S、P含量均為0.02%。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 鐵物相分析結(jié)果 %

由表2可知，磁性鐵占有率為2.73%，赤褐鐵占有率為89.41%，原礦為氧化礦，選礦工藝先考慮采用強(qiáng)磁—反浮選流程獲得鐵精礦。

2 原礦磨礦—強(qiáng)磁選試驗(yàn)研究

2.1 原礦磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在磨礦濃度為67%，磨礦細(xì)度-0.076mm粒級含量分別為50%、60%、70%、80%、90%的條件下考查磨礦細(xì)度對選別效果的影響，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1。強(qiáng)磁選采用SLon-750脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度為637kA/m，磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

由表3可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，精礦產(chǎn)率及全鐵回收率下降，精礦全鐵含量有所提高，尾礦全鐵含量也提高(但-0.076mm粒級含量≥80%時(shí)，尾礦全鐵含量提高幅度明顯)，當(dāng)-0.076mm粒級含量≥70%時(shí)，精礦產(chǎn)率及全鐵回收率下降速度加快，綜合選礦指標(biāo)，磨礦細(xì)度確定為-0.076mm80%。

2.2 強(qiáng)磁選試驗(yàn)

強(qiáng)磁選的影響因素主要有磁場強(qiáng)度、沖洗水大小、轉(zhuǎn)盤速度等，SLon型脈動(dòng)高梯度濕式強(qiáng)磁選機(jī)的影響因素還有沖程、脈動(dòng)次數(shù)等，但最大的影響因素是磁場強(qiáng)度。

強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)采用SLon-750型脈動(dòng)高梯度濕式強(qiáng)磁選機(jī)。將原礦磨至-0.076mm80%給入強(qiáng)磁選機(jī)，固定分選盤轉(zhuǎn)速為2r/min，精礦沖洗水為5.2L/min，尾礦漂洗水為4.7L/min，改變磁場強(qiáng)度進(jìn)行磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖2 強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)流程

表4 強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，隨著磁場強(qiáng)度的提高，精礦產(chǎn)率增大，精礦全鐵含量降低，尾礦全鐵含量有所減??；當(dāng)磁場強(qiáng)度大于717kA/m時(shí)，變化趨勢減緩，綜合各選礦指標(biāo)，強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度以717kA/m適宜。原礦在磨礦細(xì)度為-0.076mm80%時(shí)，強(qiáng)磁選可獲得產(chǎn)率為54.48%，全鐵品位為47.36%，全鐵回收率為74.03%的鐵精礦，該精礦品位已達(dá)到反浮選的入浮品位，所以簡單1次強(qiáng)磁選即可，獲得的強(qiáng)磁濕選精礦進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，并生產(chǎn)一定數(shù)量的強(qiáng)磁濕選精礦。

3 浮選試驗(yàn)研究

3.1 浮選條件試驗(yàn)

強(qiáng)磁濕選精礦全鐵品位高，脈石含量少，應(yīng)采用反浮選方法去除脈石，為防止鐵礦物損失，需在反浮選作業(yè)添加鐵礦物抑制劑，故試驗(yàn)采用反浮選工藝[2]。

反浮選常用的捕收劑包括陰離子捕收劑、陽離子捕收劑。該試驗(yàn)進(jìn)行了十二胺、Ge609、RA915、MD、SG等捕收劑的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)確定采用陰離子捕收劑SG為此次試驗(yàn)捕收劑。pH調(diào)整劑采用NaOH，活化劑采用CaO，抑制劑采用淀粉。

3.2 浮選藥劑用量試驗(yàn)

強(qiáng)磁濕選精礦以35%的濃度給入反浮選試驗(yàn)，浮選礦漿溫度為30 ℃(加溫)，捕收劑藥劑溫度為55 ℃(加溫)。浮選藥劑包括礦漿pH值調(diào)整劑、抑制劑、捕收劑，由于試驗(yàn)因素較多， 試驗(yàn)采用正交表L9(34)來進(jìn)行試驗(yàn)。以不同的NaOH、DF、CaO、SG用量為考察因素(依次為因素A、B、C、D)，每個(gè)因素取3個(gè)水平，試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)因素水平見表5，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖3 反浮選驗(yàn)證試驗(yàn)流程

表5 反浮選粗選藥劑用量正交試驗(yàn)L9(34)因素水平安排

表6 反浮選粗選藥劑用量正交試驗(yàn)結(jié)果

注：β(TFe)、ε(TFe)分別為精礦全鐵品位，精礦全鐵回收率。

對表6試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析，分析結(jié)果見表7。

由表7可知：①隨著NaOH用量的增大，精礦產(chǎn)率、全鐵含量與回收率先減小后增加，考慮到精礦品位，故NaOH用量選用水平2，即500 g/t；②隨著DF用量的提高，精礦產(chǎn)率和回收率增大，全鐵含量下降；水平2以后，變化速度趨緩且精礦產(chǎn)率和回收率略有減小，全鐵含量略有提高，為保證精礦質(zhì)量的穩(wěn)定，DF用量取水平1較為合適，即800 g/t；③在水平1～2用量時(shí)，精礦產(chǎn)率與回收率隨CaO用量的增大而減小，精礦全鐵含量隨之提高；在水平2～3用量時(shí)，精礦產(chǎn)率與全鐵回收率隨CaO用量的增大而提高，全鐵含量則隨之下降，為保證精礦質(zhì)量，CaO用量取水平2較為合適，即400g/t；④隨SG用量的提高，精礦產(chǎn)率及回收率隨之下降，全鐵含量隨之提高，故SG用量取水平3，即800g/t。綜合分析，試驗(yàn)適宜的藥劑制度為NaOH用量500g/t，DF用量800g/t，CaO用量400g/t，SG用量800g/t。

表7 粗選藥劑用量正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果 %

3.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)正交試驗(yàn)所得最佳藥劑制度進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。將強(qiáng)磁選精礦給入反浮選作業(yè)，固定NaOH用量500g/t，DF用量800g/t，CaO用量400g/t，SG用量800g/t。試驗(yàn)流程及試驗(yàn)條件見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

圖4 反浮選驗(yàn)證試驗(yàn)流程

表8 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果 %

由表8可知，強(qiáng)磁濕選精礦經(jīng)1次浮選粗選可獲得產(chǎn)率為58.85%，全鐵品位為59.85%，全鐵回收率為74.37%的精礦，該精礦品位不是很高，可增加精選次數(shù)以獲得高品位的鐵精礦；尾礦品位為29.50%，該尾礦品位偏高，需增加掃選提高精礦回收率，降低尾礦品位。

3.4 開路試驗(yàn)流程

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，1次粗選精礦質(zhì)量不佳，須增加精選作業(yè)，精選作業(yè)增加活化劑CaO、捕收劑。粗選尾礦全鐵含量高達(dá)29.50%，需要增加掃選作業(yè)，以進(jìn)一步提高精礦全鐵回收率。為保證浮選過程在堿性介質(zhì)(pH>11)中進(jìn)行，在掃選作業(yè)需補(bǔ)加適量的NaOH；由于中礦掉槽現(xiàn)象較為明顯，在掃選作業(yè)須補(bǔ)加適量的捕收劑；為降低浮選尾礦品位，添加捕收劑的同時(shí)應(yīng)加入抑制劑，并對其添加地點(diǎn)和藥劑用量進(jìn)行了簡單的條件試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，NaOH只需在掃選作業(yè)1、作業(yè)3添加，捕收劑和抑制劑加在掃選作業(yè)1較為合適，其添加量為DF400g/t，SG400g/t。

開路試驗(yàn)采用1粗1精3掃的浮選流程，試驗(yàn)流程及藥劑用量見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖5 開路流程試驗(yàn)流程

表9 開路流程試驗(yàn)結(jié)果 %

由表9可知，強(qiáng)磁精礦經(jīng)1粗1精3掃陰離子反浮選流程選別后，尾礦全鐵含量可降至22.36%，鐵精礦產(chǎn)率為45.54%，全鐵含量為64.25%，全鐵回收率為61.76%。

3.5 閉路流程試驗(yàn)

為保證精礦回收率，在開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路流程試驗(yàn)。強(qiáng)磁精礦經(jīng)1次粗選1次精選后獲得鐵精礦，粗選泡沫產(chǎn)品經(jīng)3次掃選后丟棄最終尾礦；中礦1至中礦4順序返回，試驗(yàn)流程及藥劑用量見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 閉路流程試驗(yàn)結(jié)果 %

圖6 閉路流程試驗(yàn)流程

由表10可知，強(qiáng)磁精礦經(jīng)1粗1精3掃陰離子反浮選流程選別后，可獲得精礦產(chǎn)率為57.78%，全鐵含量為63.22%，全鐵回收率為77.23%的鐵精礦。

4 原礦磨礦強(qiáng)磁選—反浮選全流程試驗(yàn)

原礦磨至-0.076mm80%進(jìn)行強(qiáng)磁濕選，強(qiáng)磁濕選精礦反浮選試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見圖7。

圖7 原礦磨礦強(qiáng)磁濕選—濕選精礦反浮選試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程

由圖7可見，原礦經(jīng)磨礦至-0.076mm80%進(jìn)行強(qiáng)磁濕選，強(qiáng)磁濕選精礦反浮選可獲得產(chǎn)率為31.47%，全鐵含量為63.22%，全鐵回收率為57.09%的鐵精礦。

5 結(jié) 語

(1)哈薩克斯坦某赤鐵礦全鐵含量為34.85%，磁性鐵含量為0.95%，為氧化鐵礦石。利用該鐵礦石優(yōu)先考慮采用強(qiáng)磁濕選進(jìn)行拋尾，獲得了高品位的入浮精礦。

(2)原礦經(jīng)磨礦至-0.076mm80%進(jìn)行強(qiáng)磁濕選，強(qiáng)磁濕選精礦反浮選可獲得產(chǎn)率為31.47%，全鐵含量為63.22%，全鐵回收率為57.09%的滿意鐵精礦。