鞍千貧赤鐵礦磁選精礦反浮選提純試驗

徐冬林， 李佩昱， 李艷軍， 高鵬， 余建文

1. 鞍鋼集團鞍千礦業責任有限公司，遼寧 鞍山 114043； 2. 東北大學 資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110819； 3. 難采選鐵礦資源高效開發利用技術國家地方聯合工程研究中心，遼寧 沈陽 110819

引 言

我國鐵礦資源儲量豐富，但貧礦和難處理鐵礦居多，整體呈現出貧、細、雜的特點。隨著我國對鐵礦石需求不斷增加，大量優質易選鐵礦石資源已面臨枯竭，難處理貧礦資源的開發利用日益引起選礦工作者的重視[1-4]。

浮選是提高貧赤鐵礦選礦指標的方法之一。對于磁選精礦，多數選礦廠均采用浮選工藝拋除雜質，提高精礦品位[5-7]。正浮選工藝藥劑制度簡單，處理脈石簡單的礦石具有很大優勢，但浮選過程中由于脈石礦物夾雜，難以獲得高品質鐵精礦，需要多次精選才能得到合格產品，藥劑消耗量較高；反浮選工藝以脈石作為浮選對象，低密度的脈石礦物更易于上浮，分選效率高，藥劑消耗更少，易于獲得高品質的鐵精礦[8-9]。但常規陰離子脂肪酸類捕收劑需要將礦漿加熱后使用，增加了設備投資和熱能消耗，且藥劑制度復雜[10]。鞍鋼集團鞍千礦業公司采場的礦體中賦存有大量貧赤鐵礦石，受生產成本制約，這部分礦石只能堆存處理。本文以鞍千地區貧赤鐵礦石的磁選精礦為研究對象，采用東北大學自行研制的醚胺類復配捕收劑DLT-I和改性淀粉抑制劑DLT-II，開展磁選精礦反浮選除雜工藝研究，探明適宜的藥劑制度及浮選流程，以期為鞍千貧赤鐵礦石的高效開發利用提供借鑒和指導。

1 試驗原料

1.1 礦石性質

試驗所用礦樣為鞍千貧赤鐵礦石經粗粒濕式強磁預選和磨礦—弱磁—強磁預富集后獲得的磁選精礦。原料制備數質量流程圖如圖 1所示。

圖1原料制備數質量流程

Fig. 1 Quantity-quality flowsheet of raw material preparation

對磁選精礦進行化學成分分析，結果如表 1所示，XRD分析結果如圖 2所示。結合表 1及圖 2可知，磁選精礦主要由赤鐵礦和石英組成，磁鐵礦由于含量較少無法在圖譜中顯示。磁選精礦的TFe品位為 55.23%，主要雜質為SiO2，含量為20.47%，有害元素磷、硫含量較低。

表1磁選精礦的主要化學成分 /%

Table1 Chemical components of the magnetic concentrate

CompositionTFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOPSContents55.231.6420.470.410.170.390.014<0.004

圖2磁選精礦的XRD圖譜

Fig. 2 XRD diffraction analysis of the magnetic concentrate

1.2 試驗設備及藥劑

浮選試驗所用浮選機為XFDIII型自吸氣掛槽式浮選機，試驗藥劑為東北大學自行研制的捕收劑DLT-I和抑制劑DLT-II。捕收劑DLT-I由一種直鏈型醚胺類捕收劑和支鏈型醚胺類捕收劑復配而成，增強了胺基與氧結合的效果，從而提高了對石英的捕收性能；抑制劑DLT-II通過對玉米淀粉進行改性獲得。NaOH為pH調整劑。

2 試驗結果與討論

2.1 反浮選條件試驗

稱取250 g磁選精礦，加入自吸式掛槽浮選機的浮選槽內，并加入清水使礦漿液面達到浮選槽標線，攪拌2 min后依次加入NaOH、抑制劑以及捕收劑，時間間隔為3 min，然后以30次/min的速度沿浮選槽整個泡沫生成面按一定的刮泡深度刮泡5 min，控制補加水添加量，使整個刮泡期間保持礦漿液面的恒定。浮選結束后，將泡沫產品和槽內產品分別烘干、稱重、化驗并計算回收率。條件試驗采用一次粗選反浮選流程，見圖 3。

圖3反浮選條件試驗流程

Fig. 3 Flowsheet of reverse flotation condition test

2.1.1 礦漿pH值試驗

針對磁選精礦進行礦漿pH條件試驗，在捕收劑DLT-I用量125 g/t，抑制劑DLT-II用量250 g/t條件下，考察了pH值8.0～10.5范圍內對反浮選效果的影響。結果見圖 4。

圖4礦漿pH值試驗結果

Fig. 4 Test results pf pulp pH value

由圖 4可知，當pH值從8.0提高到10.5時，浮選精礦的TFe品位迅速降低，回收率先迅速上升后緩慢下降，說明pH過高不利于鐵礦的反浮選。綜合考慮，確定適宜的pH值為9.0，此時獲得的精礦TFe品位為64.23%，回收率為78.12%。

2.1.2 抑制劑DLT-II用量試驗

改性淀粉分子長鏈中存在很多極性基團，部分基團吸附在鐵礦物表面后，其他極性基朝向水，致使鐵礦物表面呈現親水性，并阻礙捕收劑在鐵礦物表面的吸附，從而抑制鐵礦物浮選。在礦漿pH值為9.0，捕收劑DLT-I用量125 g/t條件下，考察了抑制劑DLT-II用量100～350 g/t范圍內對反浮選效果的影響。結果見圖 5。

圖5DLT-II用量試驗結果

Fig. 5 Test results of DLT-II dosage

由圖 5可知，當抑制劑用量為100～350 g/t范圍時，隨著抑制劑用量的增加，浮選精礦TFe品位變化不大，整體維持在64.04%～64.91%范圍內波動，回收率先逐漸增加后降低。當抑制劑用量為300 g/t時，回收率達到最大值80.20%。因此，確定適宜的抑制劑用量為300 g/t。

2.1.3 捕收劑DLT-I用量試驗

胺類捕收劑通過胺基與石英上的氧吸附，從而使石英表面疏水，隨氣泡上浮。在礦漿pH值為9.0，抑制劑DLT-II用量300 g/t條件下，考察了捕收劑DLT-I用量75～200 g/t范圍內對反浮選效果的影響。結果見圖 6。

由圖 6可知，當捕收劑用量為75～200 g/t范圍時，隨著捕收劑用量的增加，浮選精礦TFe品位逐漸提高，但回收率也迅速降低。當捕收劑用量增加時，過強的捕收能力將大于抑制能力，使部分鐵礦物進入泡沫產品，提高精礦TFe品位的同時，也提高了尾礦TFe品位，從而使回收率迅速降低。當捕收劑用量超過125 g/t時，TFe品位緩慢提高，但回收率迅速下降。因此，確定適宜的捕收劑用量為125 g/t。

圖6DLT-I用量試驗結果

Fig. 6 Test results of DLT-I dosage

2.2 閉路試驗

在條件試驗基礎上，進行浮選閉路試驗，采用一粗一精三掃選別流程，確定粗選試驗條件為：pH=9.0，捕收劑DLT-I用量125 g/t，抑制劑DLT-II用量300 g/t；精選試驗捕收劑DLT-I用量僅為60 g/t。浮選閉路數質量流程圖如圖 7所示。

圖7閉路試驗數質量流程

Fig. 7 Quantity-quality flowsheet on closed-circuit test

閉路試驗結果表明，采用一粗一精三掃的流程，最終可獲得浮選精礦TFe品位67.01%、回收率93.70%的技術指標(粗粒預選—磨礦預富集—反浮選全流程總回收率為76.93%)，尾礦TFe品位為15.28%。

3 結論

(1)浮選試驗所用礦樣TFe品位為55.23%，主要以赤鐵礦的形式賦存于礦石中，脈石礦物主要為石英，含量為20.47%。

(2)在礦漿pH值為9.0、抑制劑DLT-II用量300 g/t、粗選捕收劑DLT-I用量125 g/t、精選捕收劑DLT-I用量60 g/t條件下，進行一粗一精三掃浮選閉路試驗，最終可獲得精礦TFe品位67.01%、回收率93.70%(全流程總回收率76.93%)的技術指標。

(3)采用醚胺類復配捕收劑DLT-I和改性淀粉抑制劑DLT-II浮選鞍千貧赤鐵礦磁選精礦，僅須使用少量捕收劑及抑制劑，且藥劑制度簡單，并在常溫條件下達到了較好的選別效果。