鄂西某高磷鮞狀赤鐵礦浮選工藝研究

閆 武,張?jiān)?劉亞川

(中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所,四川 成都 610041)

鄂西地區(qū)鮞狀赤鐵礦石資源儲量豐富，由于鮞狀鐵礦中赤鐵礦粒度細(xì)，與磷灰石、石英等脈石礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜[1]，是國內(nèi)外公認(rèn)的最難選的鐵礦石類型之一。近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，鐵礦石供應(yīng)日趨緊張，國內(nèi)高磷鮞狀鐵礦資源的利用提上了日程。目前，高磷鮞狀鐵礦的利用工藝主要有：反浮選、強(qiáng)磁-浮選、還原焙燒-弱磁選-反浮選、酸浸和生物脫磷等[2-3]，但都存在著鐵精礦含磷高、回收率低、工藝流程長、運(yùn)行成本高等問題。目前還未探索出可大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的利用鮞狀赤鐵礦資源的有效方法。

作者采用自制的脫磷捕收劑EM-501和高效脫硅捕收劑EM-506，對鄂西某鮞狀赤鐵礦進(jìn)行脫泥-脫磷反浮選-脫硅反浮選工藝流程試驗(yàn)，取得了較好的試驗(yàn)指標(biāo)。

1 礦石的性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣為鄂西某區(qū)鮞狀赤鐵礦石，屬于高磷高硅難選礦石，礦石的化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果見表1。由表1可知，礦石中鐵和磷的品位分別為48.80%和1.02%；雜質(zhì)成分除磷外，主要是硅，其次是鋁。

礦石中主要有用礦物為赤褐鐵礦和微量磁鐵礦；脈石礦物主要碳酸鹽和石英類礦物，其次為綠泥石(鮞綠泥石、鱗綠泥石)、黏土類(高嶺石、水云母)，有少量黑云母、絹云母等；主要含磷礦物為膠磷礦。

礦石以鮞狀構(gòu)造為主，礦石具有典型的同心環(huán)帶結(jié)構(gòu)，鮞粒中赤鐵礦與膠磷礦、石英、長石、綠泥石、黏土礦物等礦物膠結(jié)共生，這些礦物顆粒都十分細(xì)，即使在細(xì)磨礦條件下礦物間也不能充分單體解離。

礦石中的磷礦物以三種形式出現(xiàn)：一種是在鮞粒中成環(huán)帶；一種是在礫狀礦石中以較純的塊狀膠磷礦出現(xiàn)；再一種是以膠磷礦的質(zhì)點(diǎn)分布在巖屑中，其中塊狀膠磷礦和含磷質(zhì)巖屑中膠磷礦粒度集中于0.8～0.2mm，適合機(jī)械選礦方式去除，鮞粒中有65%左右的膠磷礦粒度小于0.02mm粒級，有20%左右的磷礦物難以用常規(guī)選礦去除。

表1 原礦化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果/%

2 選礦試驗(yàn)

2.1 磨礦脫泥試驗(yàn)

該礦石在磨礦中非常容易泥化，本試驗(yàn)采用添加助磨劑、階段磨礦等措施減少礦泥的產(chǎn)生，再經(jīng)過螺旋流槽脫泥得到反浮選原料。

經(jīng)試驗(yàn)確定磨礦粒度為-0.074mm占91.20%，階段磨礦-螺旋溜槽脫泥工藝中礦泥產(chǎn)率為18.76%，TFe品位為49.02%；沉砂產(chǎn)率為81.24%，TFe品位為49.15%，P含量為1.36%，沉砂中鐵分布率為81.32%。

2.2 脫磷反浮選試驗(yàn)

該鐵礦含磷較高，首先進(jìn)行脫磷反浮選試驗(yàn)。試驗(yàn)原料為脫泥沉砂，-0.074mm占90%左右，試驗(yàn)流程見圖1。

試驗(yàn)采用自制的陰離子捕收劑EM-501作為磷礦物捕收劑，淀粉作為鐵礦物的抑制劑。試驗(yàn)主要進(jìn)行了抑制劑用量和捕收劑用量試驗(yàn)。

圖1 脫磷反浮選試驗(yàn)流程

2.2.1 抑制劑用量試驗(yàn)

在藥劑用量EM501粗選600g/t、掃選300g/t的條件下，改變抑制劑淀粉的用量，進(jìn)行抑制劑用量試驗(yàn)，掃選抑制劑用量為粗選的一半。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 脫磷淀粉用量試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著淀粉用量的增加，精礦TFe品位變化不大，TFe回收率有較大幅度增加，精礦中P含量略有增加。綜合考慮，選擇粗選淀粉用量為400g/t。

2.2.2 捕收劑用量試驗(yàn)

在藥劑用量淀粉粗選400g/t、掃選200g/t的條件下，改變捕收劑EM501的用量，進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)，掃選EM501用量為粗選的一半。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 脫磷捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著捕收劑用量的增大，精礦中TFe品位變化不大，回收率降低，磷含量也降低；當(dāng)捕收劑用量大于500g/t時(shí)，精礦中P含量低于0.16%，精礦TFe品位和回收率變化不大。為了保證精礦中較低的磷含量，捕收劑用量選擇600g/t較為合適。

2.3 脫硅反浮選試驗(yàn)

反浮選試驗(yàn)的浮選原料為浮選脫磷鐵精礦，采用苛化木薯淀粉作為鐵礦物的抑制劑，陽離子捕收劑EM-506作為石英等脈石礦物的捕收劑。試驗(yàn)流程見圖2。試驗(yàn)進(jìn)行了捕收劑EM-506的用量試驗(yàn)，抑制劑淀粉用量試驗(yàn)和粗選尾礦掃選流程試驗(yàn)等。

圖2 脫硅反浮選試驗(yàn)流程

2.3.1 抑制劑用量試驗(yàn)

在藥劑用量EM506粗選200g/t、掃選100g/t的條件下，改變抑制劑淀粉的用量，進(jìn)行抑制劑用量試驗(yàn)，掃選淀粉用量為粗選的一半。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 脫硅淀粉用量試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)?shù)矸塾昧康脑黾拥?25g/t時(shí)，精礦TFe 品位降低，TFe回收率逐漸增加，尾礦TFe 品位也降低；當(dāng)用量大于125g/t時(shí)，精礦中TFe品位回收率均有所下降，這主要是淀粉抑制了含鐵脈石和細(xì)粒級鐵礦物上浮造成的；綜合考慮，選擇淀粉用量為125g/t。

2.3.2 捕收劑用量試驗(yàn)

在藥劑用量淀粉粗選125g/t、掃選60g/t的條件下，改變捕收劑EM506的用量，進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)，掃選EM506用量為粗選的一半。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 脫硅捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著捕收劑EM-506用量的增加，精礦TFe品位增加，但是TFe回收率下降較快，說明該藥劑對硅酸鹽脈石捕收能力較強(qiáng)。綜合考慮，捕收劑用量選擇100g/t。

2.4 閉路流程試驗(yàn)

在上述確定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行反浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)閉路試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 反浮選脫磷-脫硅閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖3 反浮選脫磷-反浮選脫硅流程閉路試驗(yàn)流程

反浮選脫磷-反浮選脫硅流程閉路試驗(yàn)結(jié)果為：總鐵精礦TFe品位為58.89%，作業(yè)回收率為91.06%；精礦中P含量為0.24%，P含量偏高，主要是大部分磷、鐵含量高的中礦進(jìn)入精礦。全流程精礦TFe回收率為74.05%。

3 結(jié)論

1)該高磷鮞狀赤鐵礦礦石脈石礦物與鐵礦物關(guān)系密切，嵌布粒度微細(xì)，屬難選含磷鮞狀赤鐵礦。

2)對該礦石采用脫泥-反浮選脫磷-反浮選脫硅工藝，可獲得TFe品位為58.89%、回收率為74.05%的鐵精礦，鐵精礦中P含量為0.24%。

3)脫泥-反浮選脫磷-反浮選脫硅工藝適合處理該類鐵礦石，為我國開發(fā)同類鐵礦資源提供了技術(shù)參考。

[1] 姚敬劬,張華成. 寧鄉(xiāng)式鐵礦工藝礦物學(xué)特征及選礦效果預(yù)期[J]. 資源環(huán)境與工程,2008, 22(5): 481-487.

[2] 劉萬峰,王立剛,孫志健，等. 難選含磷鮞狀赤鐵礦浮選工藝研究[J].礦冶,2010,19(1):13-18.

[3] 文勤.鮞狀赤鐵礦提鐵降磷工藝研究[D].武漢:武漢理工大學(xué), 2006.