某磁選鐵精礦浮選柱陽(yáng)離子反浮選試驗(yàn)

王偉之 趙禮兵 陳麗平 張慶峰

(1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，河北 唐山 063009；3.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司司家營(yíng)鐵礦，河北 唐山 063000)

某磁選鐵精礦浮選柱陽(yáng)離子反浮選試驗(yàn)

王偉之1,2趙禮兵1陳麗平1張慶峰3

(1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，河北 唐山 063009；3.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司司家營(yíng)鐵礦，河北 唐山 063000)

冀東某選礦廠磁選鐵精礦粒度較細(xì)(-0.074 mm占91.60%)，鐵礦物單體解離度高達(dá)94.4%，且在細(xì)粒級(jí)明顯富集。為了進(jìn)一步提高該精礦鐵品位，以現(xiàn)場(chǎng)流程精礦為試樣、以微泡逆流接觸式浮選柱為分選設(shè)備、以GE-609為陽(yáng)離子反浮選捕收劑，進(jìn)行了提鐵降硅試驗(yàn)。結(jié)果表明，在粗選給礦濃度為35%、給礦速度為893 mL/min、GE-609用量為60 g/t、充氣量為2.0 L/min、泡沫層高度為30 cm情況下，采用1粗2掃、中礦順序返回流程處理該試樣，可獲得鐵品位為68.12%、鐵回收率為98.88%的鐵精礦，尾礦鐵品位僅為9.92%，表明微泡逆流接觸式浮選柱和陽(yáng)離子捕收劑GE-609適用于該試樣的反浮選提鐵降硅。

浮選柱 陽(yáng)離子捕收劑GE-609 反浮選 提鐵降硅

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷推進(jìn)與完善，企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益成了一種自覺(jué)行為。由于提高入爐原料品質(zhì)是鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效最有效的手段，因此，各鋼廠紛紛通過(guò)價(jià)格手段來(lái)引導(dǎo)選鐵廠生產(chǎn)高品位鐵精礦。在價(jià)格機(jī)制的引導(dǎo)下，選鐵廠也就有了通過(guò)工藝技術(shù)進(jìn)步來(lái)提高鐵精礦品質(zhì)的積極性。

從10余年的生產(chǎn)實(shí)踐看，最常見(jiàn)的提鐵手段是磁選鐵精礦反浮選脫硅，其中反浮選捕收劑的選擇是決定提鐵降硅效果好壞的關(guān)鍵。磁選鐵精礦反浮選捕收劑通常分為2大類——陰離子捕收劑和陽(yáng)離子捕收劑[1-3]。相比較而言，陰離子反浮選工藝存在成本高、藥劑制度復(fù)雜的弊端[4-5]；而陽(yáng)離子反浮選工藝雖普遍被我國(guó)選礦界所接受，但其浮選過(guò)程中泡沫量非常大，使用浮選機(jī)刮板刮泡，刮板易損壞，不利于生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定，因而采用浮選柱替代浮選機(jī)，實(shí)現(xiàn)泡沫自溢，可以減少設(shè)備故障率、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[6-7]。本試驗(yàn)將以微泡逆流接觸式浮選柱為分選設(shè)備，對(duì)冀東某選礦廠磁選鐵精礦進(jìn)行陽(yáng)離子反浮選脫硅提鐵研究。

1 試樣性質(zhì)

試驗(yàn)所用礦樣為冀東某選礦廠的最終磁選鐵精礦，鐵品位為63.92%，磁鐵礦占礦物總量的90%左右，脈石礦物主要為石英。試樣中鐵礦物單體解離度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1，粒度篩析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 試樣中鐵礦物單體解離度測(cè)定結(jié)果

Table 1 Degree of mono-iron liberation in the sample %

表2 試樣粒度篩析結(jié)果Table 2 Particle size analysis of the sample

由表1可知，試樣中鐵礦物單體解離度較高，達(dá)94.4%，不同程度的連生體的量相差較小，均在1.1%～1.9%。

由表2可知，試樣中細(xì)粒級(jí)鐵品位較高，表明連生體主要集中在較粗粒級(jí)。

2 試驗(yàn)設(shè)備

反浮選試驗(yàn)設(shè)備為湖南中工礦業(yè)工程技術(shù)有限公司研制的微泡逆流接觸式浮選柱(規(guī)格為φ50 mm×2 000 mm)，其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1。其微泡發(fā)生器所產(chǎn)生的氣泡小而均勻、表面積大，與礦粒有充分的接觸機(jī)會(huì)，適用于微細(xì)粒礦物的回收；其給礦泵和排料泵采用蠕動(dòng)泵，流量范圍為1～1 280 mL/min可調(diào)，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1 微泡逆流接觸式浮選柱結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic diagram of micro-bubble countercurrent contacting flotation column

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 捕收劑GE-609用量試驗(yàn)

陽(yáng)離子捕收劑GE-609為武漢理工大學(xué)研制的新型陽(yáng)離子捕收劑，使用時(shí)配制成質(zhì)量濃度為1%的溶液。GE-609用量試驗(yàn)采用1次粗選流程，試驗(yàn)固定給礦濃度為30%、給礦速度為893 mL/min、充氣量為3.0 L/min、泡沫層高度為30 cm，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 捕收劑GE-609用量試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Test results under different dosage of collector GE-609

由表3可知，隨著GE-609用量的增大，粗精礦鐵品位先上升后維持在高位，鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢(shì)。綜合考慮，確定GE-609粗選用量為60 g/t。

3.2 浮選柱操作參數(shù)確定試驗(yàn)

3.2.1 充氣量試驗(yàn)

浮選過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是氣泡的礦化過(guò)程。對(duì)確定的設(shè)備來(lái)說(shuō)，充氣量的大小決定了氣泡質(zhì)量的好壞。如果充氣量太小，形成的氣泡量少而易破；如果充氣量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致礦漿在柱體內(nèi)翻滾，泡沫層受到破壞甚至消失。因此，充氣量的大小會(huì)直接影響選別指標(biāo)[8]。

浮選柱充氣量試驗(yàn)采用1次粗選流程，試驗(yàn)固定GE-609用量為60 g/t、給礦濃度為30%、給礦速度為893 mL/min、泡沫層高度為30 cm，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，隨著充氣量的增大，粗精礦鐵品位上升，鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢(shì)。綜合考慮，確定充氣量為2.0 L/min。

表4 充氣量試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test results under different inflating volume

3.2.2 給礦濃度試驗(yàn)

給礦濃度是浮選過(guò)程中重要的工藝因素，對(duì)浮選指標(biāo)、處理能力等都有較大影響[9]。給礦濃度試驗(yàn)采用1次粗選流程，試驗(yàn)固定GE-609用量為60 g/t、充氣量為2.0 L/min、給礦速度為893 mL/min、泡沫層高度為30 cm，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 給礦濃度試驗(yàn)結(jié)果

Table 5 Test results under different feed density %

由表5可知，隨著給礦濃度的提高，粗精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定給礦濃度為35%。

3.2.3 給礦速度試驗(yàn)

給礦速度直接影響浮選柱的處理量和浮選指標(biāo)，是決定浮選柱規(guī)格和數(shù)量的重要參數(shù)[10]。給礦速度試驗(yàn)采用1次粗選流程，試驗(yàn)固定GE-609用量為60 g/t、充氣量為2.0 L/min、給礦濃度為35%、泡沫層高度為30 cm，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 給礦速度試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Test results under different feed speed

由表6可知，隨著給礦速度的提高，粗精礦鐵品位先升后降，鐵回收率下降明顯。綜合考慮，確定浮選柱給礦速度為893 mL/min。

3.3 流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

試驗(yàn)確定條件下1次粗選即可獲得鐵品位高達(dá)70.06%的精礦，但尾礦鐵品位仍達(dá)29.10%。因此，必須增加掃選作業(yè)以降低尾礦鐵品位、提高精礦鐵回收率。流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是開路掃選次數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

圖2 浮選柱1粗2掃開路浮選流程Fig.2 Open circuit flowsheet of one roughing and two scavenging with flotation column表7 開路流程試驗(yàn)結(jié)果

Table 7 Results of open circuit tests %

由表7可見(jiàn)，采用1粗2掃反浮選流程處理該試樣，可獲得鐵品位為70.06%、鐵回收率為93.18%的鐵精礦，且尾礦鐵品位已降至8.12%。因此，確定掃選次數(shù)為2次。

3.4 閉路試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

圖3 浮選柱浮選閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet of closed circuit tests with flotation column表8 閉路試驗(yàn)結(jié)果

Table 8 Results of closed circuit test %

由表8可知，以微泡逆流接觸式浮選柱為反浮選設(shè)備、以GE-609為反浮選捕收劑，采用1粗2掃、中礦順序返回流程處理該試樣，可獲得鐵品位為68.12%、鐵回收率為98.88%的鐵精礦，尾礦鐵品位降至9.92%。

4 結(jié) 論

(1)冀東某選礦廠磁選鐵精礦粒度較細(xì)，-0.074 mm占91.60%，磁鐵礦占礦物總量的90%左右，脈石礦物主要為石英，磁鐵礦單體解離度高達(dá)94.4%，鐵礦物在細(xì)粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象。

(2)以微泡逆流接觸式浮選柱為反浮選設(shè)備、以GE-609為反浮選捕收劑，采用1粗2掃、中礦順序返回流程處理該試樣，可獲得鐵品位為68.12%、鐵回收率為98.88%的鐵精礦，尾礦鐵品位降至9.92%，表明該浮選柱對(duì)微細(xì)粒礦物的回收效果較好。

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(責(zé)任編輯 羅主平)

Cationic Reverse Flotation of a Magnetic Iron Concentrate Using Flotation Column

Wang Weizhi1,2Zhao Libing1Chen Liping1Zhang Qingfeng3

(1.CollegeofMiningEngineering，HebeiUnitedUniversity，Tangshan063009，China;2.MiningDevelopmentandSafetyTechnologyKeyLabofHebeiProvince，Tangshan063009，China;3.SijiayingIronMine，HebeiIronSteelGroupMiningCo.，Ltd.，Tangshan063000，China)

The magnetic iron concentrate (91.60% -0.074 mm) of an iron plant in eastern Hebei province is fine disseminated.Its degree of iron liberation reaches 94.4%，and is obviously enriched in fine fractions.In order to increase the iron grade of the concentrate，iron increase and silicon reduction experiments was carried out with on-site concentrate as the object，micro-bubble countercurrent contacting flotation column as equipment，and GE-609 as the cationic reverse flotation collector.The results showed that iron concentrate with iron grade of 68.12%，recovery of 98.88% were obtained with pulp density of 35%，feeding speed of 893 mL/min，GE-609 dosage of 60 g/t，inflating volume of 2.0 L/min，foam layer of 30 cm through process of one roughing，two scavenging，middles back to the flow-sheet in turn,and 9.92% iron in iron tailings.It indicates that it is rational to deal the ore with micro-bubble countercurrent contacting flotation column and cationic collector GE-609.

Flotation column，Cationic collector GE-609，Reverse flotation，Iron increase and silicon reduction

2014-02-17

國(guó)家國(guó)際科技合作專項(xiàng)(編號(hào)：2012DFR70320)，唐山市科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：12140208A-19)。

王偉之(1974—)，女，副教授，博士。

TD456，TD923+.7

A

1001-1250(2014)-05-087-04