河北省某鐵礦石制取超級鐵精礦試驗(yàn)研究

王 素，唐平宇，李芬芳

（1.河北省地礦中心實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051；2.國土資源部保定地質(zhì)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心，河北 保定 071051）

目前，生產(chǎn)超級鐵精礦的原料為磁鐵礦和赤鐵礦，一般都是從商品精礦中提取，主要方法有浮選、磁選、電選和細(xì)篩等。其中，陽離子反浮選脫硅是提高鐵精礦質(zhì)量的有效方法之一，而且可不添加鐵礦物抑制劑。超級鐵精礦既是選礦的深加工產(chǎn)品，又是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦凸δ懿牧稀２煌挠猛緦Τ夎F精礦的質(zhì)量要求也不同，主要分兩類：①全鐵品位高于69.00%、SiO2及其他雜質(zhì)（酸不溶物）含量小于3.00%的磁鐵礦精礦，主要用于生產(chǎn)海綿鐵；②全鐵品位高于71.50%、SiO2及其他雜質(zhì)含量小于0.20%～3.00%的磁鐵礦精礦，主要用于粉末冶金、磁性材料等領(lǐng)域。超級鐵精礦用途廣泛，近年來，隨著鋼鐵工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，需求量越來越大。超級鐵精礦附加值高，能顯著提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，得到了鐵礦企業(yè)的高度重視［1－3］。

本文針對河北省某鐵礦成分簡單，磁鐵礦嵌布粒度粗，有害雜質(zhì)含量低的特點(diǎn)，進(jìn)行了詳細(xì)系統(tǒng)的選礦試驗(yàn)研究，可生產(chǎn)兩種規(guī)格的超級鐵精礦產(chǎn)品，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 原礦性質(zhì)

河北省某鐵礦為變質(zhì)型角閃斜長片麻巖磁鐵礦礦石，礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，結(jié)構(gòu)為自形～它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)；構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造。礦物成分簡單，種類較少，金屬礦物以磁鐵礦為主，非金屬礦物以石英、長石和角閃石為主，其他礦物少見。礦石中磁鐵礦嵌布粒度粗，硫、磷雜質(zhì)含量低。

1.1 原礦化學(xué)多元素分析

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果/%

1.2 原礦鐵物相分析

原礦鐵物相分析結(jié)果見表2。

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果/%

1.3 磁鐵礦嵌存狀態(tài)

磁鐵礦在礦石中主要呈自形～它形晶粒狀結(jié)構(gòu)，粒度相對較粗，集合體粒度最大可達(dá)3mm，一般為1.00～0.05mm。磁鐵礦絕大部分分布于石英、角閃石和長石粒間，且無定向、均勻分布，形成浸染狀構(gòu)造；只有極少量包含于角閃石、石英和長石顆粒中。磁鐵礦顆粒結(jié)晶較好，和脈石礦物的關(guān)系相對簡單，易于磁鐵礦的回收和鐵精礦品位的提高。

2 選礦試驗(yàn)研究

首先，按常規(guī)磁鐵礦選礦流程制備普通鐵精礦。經(jīng)過詳細(xì)的條件試驗(yàn)和流程試驗(yàn)，確定原礦采用 “一段磨礦－兩次磁選”工藝流程，在磨礦細(xì)度－200目26.0%，粗、精選磁場強(qiáng)度均為120kA/m（kA/m）條件下，即可獲得品位67.65%、回收率88.50%的鐵精礦，二氧化硅含量4.86%。試驗(yàn)結(jié)果表明，該礦屬于易磨易選礦石，是生產(chǎn)超級鐵精礦的優(yōu)質(zhì)原料。

生產(chǎn)超級鐵精礦的工藝有磨礦－磁選、磨礦－反浮選、磨礦－磁選－反浮選等工藝流程，本次試驗(yàn)按照磨礦－磁選－反浮選流程進(jìn)行了研究，試驗(yàn)流程見圖1。

2.1 再磨細(xì)度試驗(yàn)

細(xì)磨是制取超級鐵精礦的關(guān)鍵，必須使磁鐵礦充分達(dá)到單體解離。為確定合適的磨礦細(xì)度，按圖1流程中再磨－磁選部分進(jìn)行了試驗(yàn)，磁選場強(qiáng)為100kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

從磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果看，粗磨情況下進(jìn)行磁選，即可有效脫除石英等脈石礦物，得到超級鐵精礦；隨著磨礦細(xì)度的提高，精礦中SiO2含量隨之降低。當(dāng)磨礦細(xì)度超過-200目56.4%后，SiO2含量降低并不明顯。綜合考慮成本因素，確定二段磨礦細(xì)度為-200目含量56.4%。

2.2 磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-200目56.4%條件下，考查了不同磁場強(qiáng)度下精礦中SiO2含量的變化。圖3試驗(yàn)結(jié)果表明，單純減小磁場強(qiáng)度，SiO2含量降低幅度不大，同時(shí)還會(huì)造成尾礦中鐵品位偏高，精礦回收率下降。確定磁選場強(qiáng)為100kA/m（kA/m）。

圖1 制取超級鐵精礦試驗(yàn)流程

圖2 再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

圖3 磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

2.3 反浮選條件試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-200目占56.4%，磁選磁場強(qiáng)度100kA/m（kA/m）條件下，得到品位71.36%、回收率98.86%、二氧化硅含量0.42%的超級鐵精礦。為進(jìn)一步降低SiO2含量，對磁選后的超級鐵精礦采用一粗一掃選的反浮選工藝。在弱堿性條件下，用十二胺作脈石的捕收劑和起泡劑，進(jìn)行了反浮選試驗(yàn)，反浮選產(chǎn)品合并作為普通鐵精礦。試驗(yàn)過程中，還發(fā)現(xiàn)可不使用淀粉等磁鐵礦的抑制劑。

2.3.1 碳酸鈉用量試驗(yàn)

反浮選一般在中性或弱堿性礦漿中脫硅效果較好。本次試驗(yàn)以碳酸鈉調(diào)整礦漿pH值，十二胺用量50g/t，按圖1流程進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。從試驗(yàn)結(jié)果看，碳酸鈉用量以1000g/t為宜，礦漿pH值為8.0左右。

圖4 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2 十二胺用量試驗(yàn)

陽離子捕收劑主要有醚胺、十二胺等脂肪胺及其鹽酸鹽，經(jīng)過對比試驗(yàn)，十二胺的效果要好于其它藥劑。按圖1流程對粗選十二胺用量進(jìn)行了試驗(yàn)，碳酸鈉用量1000g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 十二胺用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖5試驗(yàn)結(jié)果看出，十二胺用量對反浮選指標(biāo)影響較大，隨著用量增加，鐵精礦品位逐漸升高。當(dāng)十二胺用量為50g/t時(shí)，鐵精礦品位71.82%，SiO2含量為0.14%，繼續(xù)增加用量，鐵精礦回收率（對粗精礦）降低明顯，而SiO2含量變化不大。綜合考慮，確定粗選用量為50g/t，掃選為30g/t。

2.4 流程試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了原礦生產(chǎn)超級鐵精礦流程試驗(yàn)，進(jìn)礦數(shù)質(zhì)量流程見圖6。

3 超級鐵精礦質(zhì)量分析

單一磁選和磁選－反浮選流程得到的超級鐵精礦質(zhì)量指標(biāo)，分別見表3、表4。

表3 單一磁選精礦多元素分析結(jié)果/%

圖6 選礦數(shù)質(zhì)量流程圖

表4 磁選－反浮選精礦多元素分析結(jié)果/%

4 結(jié)語

1）該鐵礦在磨礦細(xì)度為-200目26.0%的條件下，經(jīng)兩次弱磁選，可獲得品位67.65%的普通鐵精礦。對精礦再磨再選，在磨礦細(xì)度為56.4%的條件下，經(jīng)一次弱磁選，可得到品位71.36%、回收率87.48%、SiO2含量為0.42%的超級鐵精礦。

2）對全磁選得到的超級鐵精礦進(jìn)行反浮選（一次粗選一次掃選），鐵精礦品位進(jìn)一步提高到71.82%，回收率78.87%，SiO2含量降至0.14%，同時(shí)獲得品位67.48%、回收率8.61%的普通鐵精礦。

3）磨礦－磁選和磨礦－磁選－反浮選流程均可制取超級鐵精礦，生產(chǎn)工藝簡單，指標(biāo)理想，技術(shù)經(jīng)濟(jì)上可行，兩種流程上下銜接，企業(yè)可根據(jù)市場需求，靈活掌握生產(chǎn)不同規(guī)格的超級鐵精礦。

［1］李艷軍，張兆元，袁致濤，等.高品位鐵精礦的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望［J］.金屬礦山，2006（11）：5-7.

［2］李桂芹.超級鐵精礦的應(yīng)用與制取［J］.國外金屬礦選礦，1997（8）：12-14.

［3］劉耀青.超級鐵精礦生產(chǎn)技術(shù)的研究［J］.礦冶，1997（3）：38-41.