云南某難選赤鐵礦選礦試驗

紀振明

(中冶長天國際工程有限責任公司)

我國鐵礦石種類多、儲量大，但普遍存在貧、細、雜、散的特點以及較低的整體利用水平，使得國內鐵礦石供應遠遠不能滿足鋼鐵工業的發展，需要大量進口鐵礦石。作為一個優質鐵礦石嚴重缺乏的國家，經過數十年的大規模開發，我國優質鐵礦石資源呈現加速減少的趨勢。據資料顯示，目前我國鐵礦資源中，因品位較低或開發條件較差的占43%，暫難開發利用的占17%[1-2]。進口鐵礦石的過度依賴已經直接威脅到國家的經濟安全。為了提高鐵礦戰略資源儲備，保障鋼鐵工業原料的安全供給，通過科技手段加強對超低品位鐵礦、微細粒嵌布鐵礦、難選赤褐鐵礦的高效綜合利用成為我國鐵礦石選礦技術進步的主旋律之一[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—重磁浮聯合工藝，但試驗指標均不理想。為了實現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，該試驗提出新工藝，對該礦山有代表性的礦樣進行了選礦工藝研究，并獲得了滿意的試驗指標。

1 礦石性質

礦石主要化學成分分析、礦物組成及含量分析、原礦鐵物相分析結果分別見表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 礦石主要化學成分分析結果 %

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 試驗結果與討論

根據礦石中有用礦物的嵌布粒度、浮選特性，經相關探索試驗，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

正浮選的主要目的是提高金屬元素的回收率，而在磨礦過程中產生的細泥對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。浮選條件試驗流程見圖1。

圖1 浮選條件試驗流程

2.1.1 磨礦細度試驗

礦石磨礦細度的高低在很大程度上決定著分選指標的好壞[5]，因此首先進行磨礦細度試驗。試驗固定正浮選分散劑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調整pH值為11.5的條件下進行磨礦細度試驗，試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度試驗結果

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

2.1.2 正浮選Na2CO3用量試驗

Na2CO3作為良好的分散劑和pH值調整劑，可以防止礦漿中微細粒的凝聚和調整pH值的作用。試驗在磨礦細度為-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調整pH值為11.5的條件下進行Na2CO3用量試驗，試驗結果見圖3。

圖3 Na2CO3用量試驗結果

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波動較小。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

在磨礦細度為-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調整pH值為11.5的條件下進行正浮選捕收劑用量試驗，試驗結果見圖4。

圖4 正浮選捕收劑用量試驗結果

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

試驗選用淀粉作為赤鐵礦的抑制劑。在磨礦細度為-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調整pH值為11.5的條件下進行抑制劑用量試驗。試驗結果見圖5。

圖5 抑制劑用量試驗結果

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

試驗選取CaO作為石英的活化劑。在磨礦細度為-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調整pH值為11.5的條件下進行活化劑用量試驗。試驗結果見圖6。

圖6 活化劑用量試驗結果

由圖6可見，隨著活化劑用量的增加，精礦呈增長趨勢，尾礦品位呈現波動，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

試驗反浮選捕收劑選取RA-715。在磨礦細度為-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調整pH值為11.5的條件下進行反浮選捕收劑用量試驗。試驗結果見圖7。

圖7 反浮選捕收劑用量試驗結果

由圖7可見，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位呈增長趨勢，尾礦品位呈現波動，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

在條件試驗的基礎上進行正浮選—反浮選聯合流程開路試驗，試驗流程為磨礦—正浮選(1粗1掃)—反浮選(1粗1精3掃)開路試驗，正浮選過程中用碳酸鈉調節pH值在10.20左右，反浮選及掃選過程中用氫氧化鈉調節pH值在11.50以上。開路試驗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

在條件試驗和開路試驗的基礎上進行正浮選—反浮選聯合流程閉路試驗，試驗流程及藥劑用量見圖8，試驗結果見表4。

圖8 正浮選—反浮選聯合流程閉路試驗流程

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

3 結 語

(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—反浮選聯合流程閉路試驗結果 %

(2)在磨礦細度為-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。