袁家村鐵礦再磨?強(qiáng)磁選脫泥?反浮選新工藝研究①

王英姿，羅良飛，宋 鑫，楊柳毅

（1.嵐縣礦業(yè)有限公司，山西 嵐縣 030027；2.長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012）

太鋼袁家村鐵礦選礦廠目前年處理量2 200萬(wàn)噸［1?2］，生產(chǎn)流程中混磁精礦再磨溢流粒度較細(xì)，其中－10 μm粒級(jí)含量高達(dá)50.80%，礦泥含量較高，泥化現(xiàn)象嚴(yán)重?；齑啪V經(jīng)濃縮后直接進(jìn)入浮選，因其質(zhì)量小、比表面積大，在浮選過(guò)程中很容易黏附在礦物表面，惡化浮選，同時(shí)還會(huì)降低藥劑對(duì)目的礦物的選擇性，導(dǎo)致藥劑用量增大［3］，增加生產(chǎn)成本，嚴(yán)重影響生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定。為了消除礦泥對(duì)后續(xù)浮選過(guò)程的有害影響，同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗和穩(wěn)定浮選精礦品位的目標(biāo)，本文以袁家村鐵礦混磁精礦再磨溢流為研究對(duì)象，進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采用平環(huán)ZH型三盤強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行脫泥丟尾，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化了反浮選藥劑制度。

1 礦石性質(zhì)和研究方法

1.1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)所用礦樣取自嵐縣礦業(yè)公司現(xiàn)場(chǎng)混磁精礦再磨溢流。試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果、鐵物相分析結(jié)果、礦物含量分析結(jié)果及篩析結(jié)果分別見表1～4。由表可知，試樣中TFe品位42.70%；脈石礦物主要為石英；鐵主要以赤褐鐵礦形式存在，其次以磁鐵礦和半假象赤鐵礦形式產(chǎn)出；試樣中－45 μm粒級(jí)含量90.96%，－20 μm粒級(jí)含量58.94%、－10 μm粒級(jí)含量50.80%，微細(xì)粒級(jí)礦物含量較高，在這種細(xì)度下綠泥石、赤褐鐵礦泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，直接給入浮選作業(yè)不利于選別指標(biāo)穩(wěn)定。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

表2 礦石中鐵化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 礦石中主要礦物含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

表4 礦石篩析結(jié)果

1.2 試驗(yàn)方法

針對(duì)此類鐵礦，脫泥方法主要有兩種：選擇性絮凝脫泥法和強(qiáng)磁選脫泥法。選擇性絮凝脫泥法存在處理量小、占地面積大、指標(biāo)不穩(wěn)定、藥劑費(fèi)用高、環(huán)水處理難等問(wèn)題；而強(qiáng)磁選脫泥法處理如此細(xì)粒給礦的研究報(bào)道甚少。本文結(jié)合近幾年強(qiáng)磁選技術(shù)的進(jìn)步，采用平環(huán)ZH型三盤強(qiáng)磁選機(jī)對(duì)再磨溢流進(jìn)行磁選脫泥研究，再對(duì)脫泥混磁精礦浮選藥劑制度進(jìn)行了優(yōu)化。再磨溢流脫泥?浮選原則流程見圖1。

圖1 再磨溢流脫泥?浮選原則流程

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 不同工藝及設(shè)備脫泥對(duì)比試驗(yàn)

平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)是利用瓊斯式磁選機(jī)多層磁極感應(yīng)磁場(chǎng)的原理開發(fā)出來(lái)的強(qiáng)磁選設(shè)備。它采用多層尖齒形介質(zhì)，具有磁場(chǎng)梯度高、對(duì)細(xì)粒級(jí)弱磁性礦物捕收力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可對(duì)物料進(jìn)行磁性和粒級(jí)分段捕收，可按鐵礦物比磁化系列數(shù)大小順序依次在上、中、下盤中實(shí)現(xiàn)高效回收，減少磁夾雜。

采用立環(huán)和平環(huán)兩種強(qiáng)磁選設(shè)備，組合成不同工藝流程，考察了弱磁選＋立環(huán)一粗（一掃）和平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)三盤連選對(duì)再磨溢流脫泥分選指標(biāo)的影響，結(jié)果見表5。由表5可以看出，平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)三盤連選拋尾結(jié)果較好，得到的精礦TFe品位達(dá)到了52.84%、回收率91.63%。針對(duì)二段溢流進(jìn)行脫泥分選丟尾，采用平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)三盤連選在保證回收率的同時(shí)可以獲得較好的精礦品位。

表5 再磨溢流不同方案分選試驗(yàn)結(jié)果

2.2 平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)三盤連選給礦濃度試驗(yàn)

在介質(zhì)間隙分別為3、2、0.8 mm，三盤磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為240、1 040、1 420 kA／m，總壓水壓0.4 MPa，中沖水壓力0.15 MPa條件下，考察了平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)給礦濃度對(duì)分選效果的影響，結(jié)果見表6。由表6可以看出，隨著給礦濃度升高，精礦品位略微下降，回收率小幅度升高。綜合考慮，確定給礦濃度為25%～30%。

表6 給礦濃度試驗(yàn)結(jié)果

2.3 浮選試驗(yàn)

對(duì)再磨溢流經(jīng)平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)脫泥后得到的精礦進(jìn)行了浮選條件試驗(yàn)。試驗(yàn)在XFD?Ⅱ型浮選機(jī)中進(jìn)行，單次給礦量200 g，浮選溫度25℃，藥劑攪拌時(shí)間各3 min，浮選時(shí)間4 min。浮選流程如圖2所示。其中捕收劑CY?66為長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司自主研發(fā)的改性脂肪酸類藥劑。

圖2 浮選流程

在氫氧化鈉用量300 g／t、淀粉用量800 g／t、石灰用量200 g／t條件下，進(jìn)行了捕收劑CY?66用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖3。由圖3可以看出，隨著CY?66用量增加，精礦品位逐步提高，但回收率下降。綜合考慮，捕收劑CY?66用量選擇100～150 g／t即可。

圖3 CY?66用量試驗(yàn)結(jié)果

2.4 全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見圖4。閉路試驗(yàn)獲得了產(chǎn)率57.17%、TFe品位65.48%、回收率87.67%的鐵精礦。與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)相比，回收率提高了7.67個(gè)百分點(diǎn)。

圖4 再磨溢流強(qiáng)磁選?反浮選閉路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程

3 結(jié) 論

1）袁家村鐵礦混磁精礦再磨溢流TFe品位42.70%，－10 μm粒級(jí)含量50.80%，金屬量主要分布在－10 μm粒級(jí)中，粒級(jí)TFe品位52.38%、分布率62.23%，為典型極細(xì)粒分布。

2）采用平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)分選袁家村混磁精礦再磨溢流是可行的，可以拋出產(chǎn)率25.95%、TFe品位13.78%的尾礦，強(qiáng)磁選精礦TFe品位52.84%、回收率91.63%，浮選給礦品位提高了10.14個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)工業(yè)實(shí)施可以減少一個(gè)浮選系列。

3）采用平環(huán)ZH型強(qiáng)磁選機(jī)三盤連選?反浮選閉路新工藝流程處理袁家村鐵礦混磁精礦再磨溢流，可以獲得精礦TFe品位65.48%、回收率87.67%鐵精礦。與原生產(chǎn)指標(biāo)相比，回收率提高了7.67個(gè)百分點(diǎn)，直接經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降耗效益顯著，工業(yè)應(yīng)用前景好。