回水中的金屬離子對金山店鐵礦分選影響研究

＊譚 青

（武鋼資源集團金山店礦業有限公司 湖北 435100）

前言

武鋼資源集團金山店鐵礦現有尾礦庫已閉庫，取代使用的是銅山口尾礦庫。銅山口由于是多金屬礦浮選工藝，所產生的尾礦水質與我礦原有的尾礦水質有所變化，主要體現在pH值增大、水體中溶解的離子體系也不同，這種變化是否增加磨礦介質消耗、是否惡化細礦物顆粒的團聚行為，進而影響旋流器的分級效率，尤其是在浮選礦漿中是否消耗浮選藥劑，增加浮選藥劑單耗等方面，都急需探索，尋找答案。

耿超等人[1-4]以貴州某硅鈣質膠磷礦為研究對象，通過往礦漿中添加不同濃度的Ca2+、Mg2+、SO42-、PO43-、F-等影響離子，考察了無機離子對磷礦正反浮選的影響，結果表明：Ca2+和Mg2+會沉淀捕收劑，使精礦P2O5品位和回收率大幅度降低；堿性條件下PO43-會抑制磷礦正浮選；酸性條件下SO42-易與Ca2+反應生成硫酸鈣沉淀附著在磷礦表面，影響磷礦反浮選；F-對磷礦正反浮選影響較小。研究成果可為磷礦正反浮選廢水的處理回用提供指導。

宛鶴等人[5]通過鉬鎢實際礦石，研究浮選生產回水中有害成分對脂肪烴類捕收劑選鉬效果的影響。結果表明，由于鉬鎢選礦回水中鈣離子對輝鉬礦顆粒“棱”發生特征吸附，并在“棱”上生成一層親水性鉬酸鈣薄膜，使輝鉬礦可浮性變差，造成粗粒級和微細粒級輝鉬礦顆粒選鉬回收率大幅度降低，影響了脂肪烴類捕收劑選鉬效果。

付鵬等人[6-8]研究回水中存在的雜質離子影響黃銅礦浮選，試驗結果表明：NaCl對黃銅礦可浮性有較強的促進效果，高濃度CaCl2對黃銅礦可浮性有明顯抑制作用，而AlCl3對黃銅礦可浮性有一定抑制作用，但影響不顯著。

通過浮選試驗研究了西藏某銅鉬混合精礦的分選條件，同時借助人工配置的模擬回水和不同配比的選礦回水試驗考察了回水對銅鉬混合精礦分離浮選的影響[9-10]。

浮選條件試驗結果表明：在礦漿pH值為7.68條件下，固定Na2S用量為5000g/t，煤油用量為100g/t。經過進一步粗選，得到的鉬精礦中鉬品位為11.52%，回收率為61.61%；銅品位為24.63%，回收率為10.77%。人工配置的模擬回水試驗結果表明：銅鉬分離各因素顯著性順序為銅離子濃度、黃藥濃度、硫離子濃度。配比使用選廠回水試驗結果表明：配比使用選廠回水時，當回水配比≤60%時，有利于提高銅鉬分離指標；當回水配比＞60%時，不利于銅鉬的分離。現場選礦回水的循環回用試驗結果表明：回水選礦會降低鉬精礦中鉬的回收率，影響銅鉬混合精礦的分離[11-12]。

1.試樣及研究方法

試樣取自武鋼資源集團金山店鐵礦，從球磨給礦倉取樣，約150kg，運輸到武漢科技大學實驗室，分別經過250×150顎式破碎機和100×60顎式破碎機破碎后，再經過對輥破碎，篩分成-2mm的試樣。試樣篩分的產品構成如下：

表1 試樣的多元素分析

回水的電導率用雷磁DDS-307A電導率計測量；離子質量濃度用美國利曼（Leeman）公司DRE直讀式中梯光柵電感耦合等離子體發射光譜儀完成；選廠的新水和尾礦返回水的電導率和離子濃度檢測結果如表3。

表3結果顯示：回水的pH值略高，回水中鋅離子質量濃度高出新水約5倍，這是回水電導率高的主要原因。

物料細度改變用HLXM240×90錐形球磨機完成；磁選試驗用CXG-09型磁選管完成。

2.結果與分析

(1)回水和新水對顆粒沉降特性的影響

圖1 不同顆粒細度在新水和回水中的沉降速度差異

取不同磨礦時間（磨礦細度）樣品30g，分別用適量新水和回水潤濕后倒入100ml量筒，補充水至滿刻度，量筒加蓋并上下翻轉5次，靜置后開始計時，并每間隔2min記錄一次量筒中固體沉淀物的下降高度，做出下降高度與時間的關系曲線。

在礦物粒徑相同的回水和新水的對照試驗中，隨著磨礦時間的增加，-0.074mm礦物的含量也在增加，沉降的起始速度在減慢，均勻沉降的速度也在減慢。比較三組對照試驗，不同顆粒物在回水和新水占比下的試驗結果發現：回水作用下的均勻沉降速度比新水作用下的快。在沉降穩定后的時間上可以提現，磨樣1min試樣在回水的最終沉降時間為18min，新水的最終沉降時間為20min；磨樣3min試樣在回水的最終沉降時間為20min，新水的最終沉降時間為22min；磨樣5min試樣在回水中的最終沉降時間為44min，新水的最終沉降時間為46min。

另外，不同回水對顆粒物質量濃度影響試驗結果說明：顆粒物質量濃度提高，沉降速度降低。該結論對生產的指導性在于：使用回水作業時，適當降低顆粒物質量濃度，有利于提高分選加工效率。

(2)回水和新水對磨礦行為的影響

取表2所述的礦樣300g加入球磨機，用量筒取回水500ml，分別磨礦2min、4min、6min、8min、10min、12min，磨礦產物清洗出來后，用0.074mm孔徑的標準篩進行濕式篩分，將篩上物烘干，稱重，并計算篩上產物的0.074mm質量分數。

表2 試樣的粒度篩析結果

表3 水樣檢測項目

兩種水質下的不同磨礦時間的結果如圖2。

圖2 兩種水質在不同磨礦時間下對磨礦產物細度影響

圖2顯示：采用回水磨礦時，磨礦產物的-0.074mm質量分數高于采用新水的情況，說明采用回水對磨礦作業有一定的促進作用。

對不同條件磨礦產物的細粒分別用激光粒度分析儀進行檢測，細粒粒徑數據分析顯示：新水球磨2min，細粒粒徑統計值為37.464μm，而回水球磨2min，細粒粒徑統計值為34.046μm。新水球磨8min，粒徑統計值為35.342μm，而回水粒徑統計值為32.051μm。同樣說明回水有利于磨礦過程。

(3)回水和新水對磁選行為的影響

取表2所述的試樣在振動磨樣機磨樣5min，此時礦樣細度為-0.074mm的含量為90.72%，用不同水質進行調漿，并用磁選管進行分選。重點考察不同水質在各個分選磁場強度的變化，結果如表4。

表4 各分選磁場強度下不同水質的分選結果

從表4結果看，隨著磁選采用的磁場強度的降低，磁性產物的鐵品位基本呈升高趨勢。通過單純比較采用回水和新水對磁選精礦的鐵品位影響程度看，用回水時磁精礦的鐵品位略低于使用新水條件時，這與回水易導致礦物絮團加劇，沉降速度加快的結論一致。

3.結論

（1）回水的堿度略高于新水，回水中的Zn2+質量濃度明顯高于新水，高出近5倍，這是回水電導率高于新水的主要原因。

（2）回水較新水能加速礦物顆粒的絮團沉降，可見回水較新水有助于礦物磨礦作業。