鄂西鐵礦除磷試驗(yàn)研究

熊岐?jiǎng)伲?操

（1.西北有色地質(zhì)勘查局711總隊(duì)，陜西，漢中，723000；2.云南省化工研究院，云南，昆明，650228）

鄂西鐵礦除磷試驗(yàn)研究

熊岐?jiǎng)?，彭 操2

（1.西北有色地質(zhì)勘查局711總隊(duì)，陜西，漢中，723000；2.云南省化工研究院，云南，昆明，650228）

對(duì)湖北鄂西某鐵礦的礦石進(jìn)行了浮選除磷捕收劑和調(diào)整劑的條件試驗(yàn)研究采用二段粗選、二次泡沫再選浮選工藝流程能獲得較理想的除磷效果。在磨礦細(xì)度小于200目的比例為74.7 %的開路條件下，當(dāng)原礦TFe品位為52.66%，P含量為1.17%時(shí)，可獲得TFe品位為57.37%、P含量為0.23%的鐵精礦，TFe回收率為68.95%，P排除率達(dá)86.59%。

鄂西鐵礦；除磷；捕收劑；浮選；磨礦細(xì)度

鄂西高磷鐵礦屬巨型鐵礦，1959年發(fā)現(xiàn)，面積為1.8萬km2，儲(chǔ)量約22億t。開發(fā)利用鄂西高磷鐵礦，對(duì)提高我國(guó)鋼鐵業(yè)礦石自給率、帶動(dòng)鄂西山區(qū)及少數(shù)民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的意義。本文對(duì)鄂西某高磷鐵礦進(jìn)行除磷選礦探索試驗(yàn)研究，根據(jù)鐵礦石的原礦性質(zhì)，采用二段粗選二次泡沫再選的浮選工藝流程，能獲得較理想的除磷效果。

1 礦石性質(zhì)

鐵礦屬于“寧鄉(xiāng)式”鐵礦，是海相沉積型鐵礦床。礦石由赤鐵礦、菱鐵礦、方解石、白云石、綠泥石、膠磷礦、粘土礦物和石英等組成。具有鮞狀和粒狀結(jié)構(gòu)，豆?fàn)睢K狀、礫狀構(gòu)造。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是金屬礦物（赤鐵礦、菱鐵礦等）與脈石礦物（石英、方解石、綠泥石、粘土等）構(gòu)成互層狀鮞粒，或以脈石礦物為核心構(gòu)成鮞粒狀。鮞粒大小一般為0.1～0.5 mm，赤鐵礦單體解離粒度為0.001～0.05 mm。其中的磷礦物以膠磷礦形態(tài)存在。對(duì)于此類礦石的除磷，目前較合理的方法是浮選法。膠磷礦的可浮性一般較鐵礦物為好，通過浮選法選出膠磷礦達(dá)到降低鐵精礦中含磷的目的。雖然膠磷礦等脈石礦物與鐵礦物存在較大的比重差，但重選只適合選別中粗粒。對(duì)于細(xì)粒嵌布的礦石，即使細(xì)磨后達(dá)到單體解離，重選分選性仍會(huì)很差。

1.1 原礦化學(xué)分析

將制備好的原礦樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析，分析結(jié)果見1。

表1 原礦化學(xué)元素分析結(jié)果Table 1 Ore chemical element analysis results

由表1可見，該礦石為鐵品位較高的含磷弱磁性鐵礦石。

1.2 原礦篩析

為了考查原礦中TFe、P的分布情況，對(duì)原礦樣進(jìn)行了篩分分析。篩分分析試驗(yàn)結(jié)果見表2。

Michael Mauer:我們對(duì)于幾乎所有事物的認(rèn)知，最初都來自于它們的設(shè)計(jì)。也是通過設(shè)計(jì)，我們能分辨事物，并了解它們的功能。設(shè)計(jì)不僅僅意味著漂亮，它是一種哲學(xué)，好的設(shè)計(jì)還能將事物轉(zhuǎn)化成代表了快樂、易用、具有創(chuàng)新精神且可持續(xù)的良好使用體驗(yàn)。

從表2篩析結(jié)果看出：粒徑≤1.0 mm的原礦中各粒級(jí)的鐵礦物與磷礦物分布較為均勻，這說明只靠簡(jiǎn)單的破碎（或粗磨）以分級(jí)的形式脫除磷等脈石礦物達(dá)到鐵礦物富集的目的是難以實(shí)現(xiàn)的。

表2 原礦篩分分析試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Ore sieve analysis test results

2除磷試驗(yàn)

為選擇合適的入選磨礦細(xì)度，首先對(duì)入選原礦進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，以找出磨礦細(xì)度與磨礦時(shí)間之間的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 磨礦時(shí)間與細(xì)度關(guān)系圖Figure 1 Relationship between grinding time and the fineness

由圖1可見，隨著磨礦時(shí)間增加，磨礦產(chǎn)品小于200目的比例逐漸增加，并且呈先快后慢之勢(shì)。分別選定磨礦時(shí)間：6、8、10，所對(duì)應(yīng)的磨礦細(xì)度小于200目的比例約為58.0%、74.7%、90.1%。進(jìn)行不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)，以選擇合適的磨礦細(xì)度，獲得較好試驗(yàn)指標(biāo)。不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)工藝流程及藥劑條件見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程圖Figure 2 Flow chart of grinding fineness test

表3 不同磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Different grinding fineness test results

從表3看出：在相同藥劑條件下，隨磨礦細(xì)度的增加，精礦中P的品位隨之下降，并呈先快后慢之勢(shì)。在磨礦細(xì)度為小于200目的比例達(dá)74.7%時(shí)，精礦中P的品位為0.25%，達(dá)到冶煉要求；再增加磨礦細(xì)度，雖然精礦中P的品位能繼續(xù)緩慢下降，但磨礦成本會(huì)大幅增加。因此，磨礦細(xì)度選擇小于200目的比例為74.7%較合適。

（0.077mm）的比例／%產(chǎn)品名稱產(chǎn)率／%w／%回收率／%粒徑小于200目TFePTFeP 74.7 16.2136.874.9511.1370.32 П29.3552.461.129.149.18 П114.9155.170.5715.327.45 K 59.5358.110.2564.4213.04 X U 100.0053.701.14100.00100.00 90.1 X112.8834.535.748.3364.64 П212.8350.021.4312.0216.04 П111.9353.740.6512.016.78 K 62.3657.930.2367.6412.54 U 100.0053.401.14100.00100.00

2.2 粗選碳酸鈉用量

粗選碳酸鈉用量試驗(yàn)工藝流程及藥劑條件見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖3 碳酸鈉用量試驗(yàn)工藝流程圖Figure 3 Test flow chart of the amount of sodium carbonate

由表4可見，碳酸鈉用量對(duì)尾礦上浮量及粗選指標(biāo)有明顯影響：隨著碳酸鈉用量增加，尾礦上浮量明顯減少，尾礦中磷脫除率逐漸降低。雖然精礦中TFe的回收率逐漸增加，但精礦中磷含量也隨之增加。綜合考慮后，碳酸鈉用量選擇4.0 kg／t較為適宜。

2.3 粗選水玻璃用量

粗選水玻璃用量試驗(yàn)工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為變量，其他藥劑用量條件如圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可見，和碳酸鈉一樣，水玻璃用量對(duì)尾礦上浮量及粗選指標(biāo)也有明顯影響：隨著水玻璃用量增加，尾礦上浮量明顯減少，精礦中磷含量也隨之增加。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，水玻璃用量選擇2.0 kg／t較為適宜。

2.4 粗選淀粉用量

粗選淀粉用量試驗(yàn)工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為2.0 kg／t，淀粉用量為變量，其他藥劑用量條件如圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表4 粗選碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test results of the roughing amount of sodium carbonate

表5 粗選水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Test results of the roughing amount of sodium silicate

表6 粗選淀粉用量試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Test results the roughing amount of starch

由表6可見，隨著淀粉用量增加，尾礦上浮量減少，精礦中磷含量也隨之增加。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，淀粉用量選擇0.5 kg／t較為適宜。

2.5 粗選捕收劑用量

XM－22是磷礦常溫浮選捕收劑。該捕收劑原料來源廣，易于生產(chǎn)和配制，無毒無味，價(jià)格合理，是一種優(yōu)良的膠磷礦常溫捕收劑。XM－22用量試驗(yàn)工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為2.0 kg／t，淀粉用量為0.5 kg／t，XM－22藥劑用量為變量，其他藥劑用量條件如圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 粗選捕收劑XM－22用量試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Test results of the roughing amount of flotation XM－22

由表7可見，隨著捕收劑XM－22用量增加，粗選尾礦上浮量增加，精礦中磷含量則隨之降低。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，粗選捕收劑XM－22用量選擇1.4 kg／t較為適宜。

2.6 一次再選水玻璃用量

為了提高最終鐵精礦的收率，對(duì)粗選尾礦進(jìn)行二次再選試驗(yàn)。在再選試驗(yàn)中，為了改善再選作業(yè)的分選效率，在礦漿中加入了適量的水玻璃。試驗(yàn)對(duì)一次再選水玻璃用量進(jìn)行了條件試驗(yàn)。一次再選水玻璃用量試驗(yàn)工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為2.0 kg／t，淀粉用量為0.5 kg／t，XM－22藥劑用量為1.4 kg／t，一次再選水玻璃用量為變量，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

由表8可見，一次再選加入0.5 kg／t水玻璃的試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果要好于不加水玻璃的試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果，加入適量水玻璃能改善再選作業(yè)的分選性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，一次再選水玻璃用量選擇0.5 kg／t較為適宜。

2.7 選磷開路試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述條件試驗(yàn)結(jié)果，確定選磷開路試驗(yàn)流程見圖2。優(yōu)化的藥劑條件除了XM－22藥劑用量變?yōu)?.4 kg／t，減少了2段浮選的淀粉的添加外，其他藥劑條件見圖2，并在優(yōu)化工藝條件下進(jìn)行了開路平行點(diǎn)試驗(yàn)，平行點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表8 一次再選水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Election results of the amount of sodium silicate once again

表9 選磷開路平行點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Election results of phosphorus open parallel point

3 結(jié)論

對(duì)于湖北鄂西某鐵礦，采用二段粗選二次泡沫再選的浮選工藝流程除磷，可以獲得較理想的除磷效果。

在磨礦細(xì)度小于200目的比例為74.7%的開路條件下，當(dāng)原礦TFe品位為52.66%，P含量為1.17%時(shí)，可獲得TFe品位為57.37%，P含量為0.23%的鐵精礦，TFe回收率為68.95%，P排除率達(dá)86.59%。

［1］衣德強(qiáng)，劉安平，尤六億.梅山選礦降磷工藝研究及應(yīng)用［J］.寶鋼技術(shù)，2003（1）：13－17.

［2］Zhang Yu，Mam oun M.The Removal of Phosphorus From Iron Ore by Leaching With Nitric Acid［J］.Hydrometallurgy，1989，21（3）：255－275.

［3］陸尚文，張邦家.寧鄉(xiāng)式膠磷鐵礦用解膠浸礦法降磷的研究［J］.金屬礦山，1994（8）：30－33.

［4］Jin Y S，Jiang T，Yang Y B，et al.Removal of Phosphorus From Iron Ores by Chemical Leaching［J］. Journal of Central South University of Technology，2006，13（6）：673－677.

［5］孫克己，盧壽慈.弱磁性鐵礦石脫磷選礦試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)礦業(yè)，1999，5（6）：61－64.

［6］何良菊，胡芳仁，魏德洲.梅山高磷鐵礦石微生物脫磷研究［J］.礦冶，2000，9（1）：31－35.

［7］王成寬，王勇，李中金，等.鐵水脫磷技術(shù)的發(fā)展［J］.煉鋼，2002，18（6）：46－50.

［8］楊世山，尹衛(wèi)平，許偉迅，等.鐵水預(yù)處理與純凈鋼冶煉（二）［J］.中國(guó)冶金，2003，7（9）：16－20.

［9］薛正良，周繼程.一種鮞狀高磷赤鐵礦脫磷提鐵的生產(chǎn)方法：中國(guó)，200610019950.4［P］.

Experimental Study on Phosphorus Iron Ore in Western Hubei

XIONG Qi－sheng1，PENG Cao2

（1.Northwest Nonferrous Geological Exploration Bureau 711 Corps，Hanzhong 723000，China；
2.Yunnan Chemical Research Institute，Kunming 650228，China）

Condition experiment of phosphorus flotation collectors and modifiers on certain iron ore in western Hubei was done.By using Sec roughing，secondary foam flotation process，more satisfied phosphorus removal effect can be reached.Under the open circuit conditions with 74.7%of the grinding fineness ratio of less than 200 mesh，TFe ore grade 52.66%，P content of 1.17 percent，TFe grade of 57.37%，P content of 0.23%of iron ore can be obtained.TFe recovery was 68.95%，P exclusion rate was 86.59%.

iron ore in western Hubei；phosphorus removal；collector；flotation；grinding fineness

TD95

A

1004-275X（2014）05-0022-06

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.05.007

收稿：2014-06-11

熊岐?jiǎng)伲?982－），男，陜西漢中人，選礦工程師，主要研究為礦產(chǎn)資源綜合利用及二次資源、固體廢棄物中有價(jià)金屬的提取及資源化。