紀(jì)振明

(中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司)

我國(guó)鐵礦石種類多、儲(chǔ)量大，但普遍存在貧、細(xì)、雜、散的特點(diǎn)以及較低的整體利用水平，使得國(guó)內(nèi)鐵礦石供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，需要大量進(jìn)口鐵礦石。作為一個(gè)優(yōu)質(zhì)鐵礦石嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，經(jīng)過數(shù)十年的大規(guī)模開發(fā)，我國(guó)優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源呈現(xiàn)加速減少的趨勢(shì)。據(jù)資料顯示，目前我國(guó)鐵礦資源中，因品位較低或開發(fā)條件較差的占43%，暫難開發(fā)利用的占17%[1-2]。進(jìn)口鐵礦石的過度依賴已經(jīng)直接威脅到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全。為了提高鐵礦戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備，保障鋼鐵工業(yè)原料的安全供給，通過科技手段加強(qiáng)對(duì)超低品位鐵礦、微細(xì)粒嵌布鐵礦、難選赤褐鐵礦的高效綜合利用成為我國(guó)鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)步的主旋律之一[3-4]。

云南某難選赤鐵礦曾探索過磁選—陰離子反浮選工藝、階段磨礦—重磁浮聯(lián)合工藝，但試驗(yàn)指標(biāo)均不理想。為了實(shí)現(xiàn)該難選赤鐵礦的高效資源化利用，提高礦石中有用礦物的回收率，該試驗(yàn)提出新工藝，對(duì)該礦山有代表性的礦樣進(jìn)行了選礦工藝研究，并獲得了滿意的試驗(yàn)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

礦石主要化學(xué)成分分析、礦物組成及含量分析、原礦鐵物相分析結(jié)果分別見表1～表3。

由表1可知，原礦全鐵品位為35.50%，SiO2品位較高，為41.60%，其余元素含量均不高。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 礦物組成及含量 %

由表2可知，試樣中主要鐵礦物為假象赤鐵礦、赤鐵礦，其次為半假象赤鐵礦和磁鐵礦；脈石礦物主要為石英，其次為輝石、角閃石、云母和黏土礦物等。

表3 礦石鐵礦物相分析結(jié)果 %

由表3可知，礦石中的鐵主要以赤褐鐵礦的形式存在，占全鐵的95.35%，其次是硅酸鐵，磁性鐵含量很低。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)礦石中有用礦物的嵌布粒度、浮選特性，經(jīng)相關(guān)探索試驗(yàn)，最終確定了正浮選—反浮選的浮選原則流程。

2.1 浮選條件試驗(yàn)

正浮選的主要目的是提高金屬元素的回收率，而在磨礦過程中產(chǎn)生的細(xì)泥對(duì)氧化石蠟皂和塔爾油的捕收性能影響不大；反浮選提高精礦品位，降低硅含量。浮選條件試驗(yàn)流程見圖1。

圖1 浮選條件試驗(yàn)流程

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

礦石磨礦細(xì)度的高低在很大程度上決定著分選指標(biāo)的好壞[5]，因此首先進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)固定正浮選分散劑Na2CO3用量為2 500 g/t、捕收劑用量(氧化石蠟皂+塔爾油為1∶1)600 g/t，反浮選抑制劑淀粉用量1 100 g/t、活化劑CaO 1 000 g/t、捕收劑RA-715用量350 g/t、NaOH調(diào)整pH值為11.5的條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的提高，正浮選全鐵回收率先下降后上升，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%時(shí)，精礦品位最高，尾礦品位最低，綜合考慮，確定磨礦細(xì)度-0.074 mm 90%為宜。

2.1.2 正浮選Na2CO3用量試驗(yàn)

Na2CO3作為良好的分散劑和pH值調(diào)整劑，可以防止礦漿中微細(xì)粒的凝聚和調(diào)整pH值的作用。試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%，正浮選捕收劑用量(氧化石蠟皂+塔爾油為1∶1)600 g/t，反浮選抑制劑淀粉用量1 100 g/t、活化劑CaO用量1 000 g/t、捕收劑RA-715用量350 g/t、NaOH調(diào)整pH值為11.5的條件下進(jìn)行Na2CO3用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 Na2CO3用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見，隨著Na2CO3用量的增加，正浮選回收率和反浮選精礦品位先上升后降低，正浮選精礦品位相對(duì)波動(dòng)較小。綜合考慮，確定Na2CO3用量為3 000 g/t。

2.1.3 正浮選捕收劑用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%，正浮選Na2CO3用量3 000 g/t，反浮選抑制劑淀粉用量1 100 g/t、活化劑CaO用量1 000 g/t、捕收劑RA-715用量350 g/t、NaOH調(diào)整pH值為11.5的條件下進(jìn)行正浮選捕收劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 正浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可見，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位上升，尾礦品位降低，回收率明顯上升。綜合考慮，確定正浮選捕收劑用量為700 g/t。

2.1.4 反浮選抑制劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)選用淀粉作為赤鐵礦的抑制劑。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%，正浮選Na2CO3用量3 000 g/t、捕收劑用量700 g/t，反浮選活化劑CaO用量1 000 g/t、捕收劑RA-715用量350 g/t、NaOH調(diào)整pH值為11.5的條件下進(jìn)行抑制劑用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 抑制劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可見，隨著抑制劑用量的增加，精礦品位變化不明顯，尾礦品位明顯降低，回收率明顯上升；綜合考慮，確定抑制劑用量為1 200 g/t。

2.1.5 反浮選活化劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)選取CaO作為石英的活化劑。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%，正浮選Na2CO3用量3 000 g/t、捕收劑用量為700 g/t，反浮選淀粉用量為1 200 g/t、捕收劑RA-715用量350 g/t、NaOH調(diào)整pH值為11.5的條件下進(jìn)行活化劑用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 活化劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可見，隨著活化劑用量的增加，精礦呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尾礦品位呈現(xiàn)波動(dòng)，回收率下降；綜合考慮，確定活化劑用量為1 200 g/t。

2.1.6 反浮選捕收劑用量試驗(yàn)

試驗(yàn)反浮選捕收劑選取RA-715。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%，正浮選Na2CO3用量3 000 g/t、捕收劑用量700 g/t，反浮選淀粉用量1 200 g/t、CaO用量1 200 g/t、NaOH調(diào)整pH值為11.5的條件下進(jìn)行反浮選捕收劑用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 反浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖7可見，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尾礦品位呈現(xiàn)波動(dòng)，回收率下降明顯；綜合考慮，確定反浮選捕收劑用量為400 g/t。

2.2 開路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正浮選—反浮選聯(lián)合流程開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為磨礦—正浮選(1粗1掃)—反浮選(1粗1精3掃)開路試驗(yàn)，正浮選過程中用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值在10.20左右，反浮選及掃選過程中用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值在11.50以上。開路試驗(yàn)可以獲得全鐵品位為62.05%，鐵回收率為43.50%的鐵精礦。

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正浮選—反浮選聯(lián)合流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及藥劑用量見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖8 正浮選—反浮選聯(lián)合流程閉路試驗(yàn)流程

由表4可知，閉路試驗(yàn)可獲得全鐵品位為60.50%，鐵回收率為80.95%的鐵精礦。

3 結(jié) 語(yǔ)

(1)云南某難選赤鐵礦石主要有用元素為鐵，主要有用礦物為赤鐵礦、假象赤鐵礦和半假象赤鐵礦，磁性鐵含量很低。

表4 正浮選—反浮選聯(lián)合流程閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

(2)在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 90%的情況下，采用1粗1掃的正浮選與1粗1精3掃的反浮選聯(lián)合流程，中礦順序返回，最終可獲得鐵品位為60.50%，鐵回收率為80.95%的鐵精礦。