某高硫低品位赤鐵礦的選礦工藝研究

魏宗武，陳 曄，陳建華

(廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院，廣西 南寧 530004)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國需要的鐵礦石量逐年增加，伴隨著我國易選鐵礦資源的日益減少,對當(dāng)前一些難選赤鐵礦資源的合理開發(fā)變得十分重要。通過運(yùn)用合理的選礦工藝手段利用赤鐵礦資源,對提高該類資源的整體利用水平具有重要的意義。目前，赤鐵礦主要用強(qiáng)磁選、重力選礦、磁化焙燒-磁選聯(lián)合、磁選-浮選聯(lián)合等方法處理。本文針對云南某地鮞狀赤鐵礦含硫(重晶石型)高、品位低、粒度微細(xì)、嵌布關(guān)系復(fù)雜的特點，開展了一系列工藝流程和條件研究,通過對比不同方案,取得了良好的分選效果。

1 礦石性質(zhì)

礦石的組成礦物種類較為簡單，鐵礦物為赤鐵礦；脈石礦物主要是石英和重晶石，次為絹云母。礦石呈致密塊狀和多孔狀，屬低磷高硫的單一酸性赤鐵礦。赤鐵礦與脈石礦物的交生關(guān)系極為復(fù)雜，在集合體中常見眾多微細(xì)的石英、絹云母等脈石礦物包裹。重晶石多呈細(xì)脈狀、星散浸染狀和膠狀集合體沿赤鐵礦粒間分布。石英、絹云母等其他脈石與赤鐵礦的交生關(guān)系，既呈星散浸染狀嵌布在赤鐵礦中，亦呈團(tuán)塊狀集合體出現(xiàn)，其中絹云母集合體中因鐵質(zhì)污染而呈粉紅色。礦石中鐵的賦存狀態(tài)較為簡單，除在多孔狀礦石中偶見磁鐵礦及假象赤鐵礦零星分布外，其余均以赤鐵礦的形式出現(xiàn)。欲使赤鐵礦呈單體產(chǎn)出，需選擇的磨礦細(xì)度為-0.074mm 95%以上。試樣多元素分析結(jié)果見表1，礦物物相分析結(jié)果見表2。

由表1、表2可知，礦樣鐵品位為 32.15%，赤鐵礦占全鐵含量的93.84%,此外還有少量的菱鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦和褐鐵礦；有害元素硫、磷含量分別為 0.91%和 0.07%。

表1 原礦多元素分析結(jié)果/%

表2 鐵礦物物相分析/%

2 試驗研究

由礦石性質(zhì)可知，有價礦物主要為赤鐵礦，脈石礦物為石英和硫酸鋇，而選礦的主要目標(biāo)是實現(xiàn)赤鐵礦與石英和硫酸鋇分離。強(qiáng)磁-精礦再磨-反浮選工藝，是實現(xiàn)這種分離的有效手段。目前被廣泛采用的SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，能夠有效地回收赤鐵礦，可為浮選創(chuàng)造良好的選別條件。要使鐵礦物達(dá)到相對充分的單體解離，必須將礦石磨得很細(xì)。因此，采用階段磨礦、階段選別工藝，能達(dá)到很好的分離效果。根據(jù)以上分析，確定采用圖 1所示的原則流程。

圖1 試驗原則流程圖

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 一段磨礦細(xì)度對鐵品位及回收率的影響

由于原礦品位低、嵌布粒度細(xì)微，在一段磨礦試驗過程中，不僅要考慮鐵精礦品位及回收率，還要考慮硫元素對鐵精礦的影響。試驗采用SLon磁選機(jī)磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0T(脈動沖程為20mm，沖次為120次/min)時，對原礦在不同磨礦細(xì)度條件下進(jìn)行磁選試驗，結(jié)果見表3。

表3 一段磨礦細(xì)度對鐵品位及回收率的影響/%

表3結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的增加，一段強(qiáng)磁選精礦品位逐漸增加，而回收率逐漸下降。這是因為在磨礦過程中，礦石不斷泥化，細(xì)泥品位較高又較難回收。礦石磨得越細(xì)，鐵隨細(xì)泥流失也越大。為了兼顧鐵回收率及精礦品位，選取一段磨礦細(xì)度-0.074 mm占65%。此時精礦回收率為74.32%，品位為 51.21%，鐵精礦含硫0.60%。

3.2 反浮選試驗對鐵品位及回收率的影響

由于原礦品位低、含硫(重晶石)高、粒度細(xì)微且嵌布復(fù)雜，要想使礦物單體解離，需選擇的磨礦細(xì)度為-0.074mm占95%以上，而礦石分選的必要條件是礦物單體解離。因此，反浮選試驗?zāi)サV細(xì)度確定為-0.074mm占95%；此外，由于脈石礦物為石英和硫酸鋇，為了提高精礦品位以及降低精礦中硫含量，參考國內(nèi)外相關(guān)選礦資料,結(jié)合以往試驗經(jīng)驗,選用氫氧化鈉為鐵礦物抑制劑，活性氧化鈣為硅礦物活化劑，廣西大學(xué)自行研制的捕收劑QS對強(qiáng)磁精礦進(jìn)行反浮選試驗。

捕收劑用量對精礦品位及回收率的影響。在NaOH用量1000g/t、CaO用量500g/t的條件下,改變 QS用量，以考察捕收劑對鐵精礦品位及回收率的影響。試驗結(jié)果見表4。

表4結(jié)果表明，隨著QS用量的增加，反浮選精礦品位逐漸提高，精礦中硫品位、產(chǎn)率和回收率都逐漸降低。綜合考慮，選擇QS用量為500g/t。此時，精礦品位為57.84%，作業(yè)回收率為80.77%。

活化劑CaO用量對精礦品位的影響。在NaOH用量為1000g/t、QS用量為500g/t的條件下,改變CaO用量，以考察活化劑對鐵精礦品位及回收率的影響。試驗結(jié)果見表5。

表5結(jié)果表明，當(dāng)活化劑用量增加到700g/t后，反浮選精礦品位超過58%,而回收率下降不明顯，精礦中硫品位達(dá)到0.11%。因此，選擇活化劑用量為700g/t。

氫氧化鈉用量對鐵精礦品位的影響。在QS用量為500g/t、CaO用量為700g/t的條件下,改變氫氧化鈉用量，以考察抑制劑對鐵精礦品位及回收率的影響。試驗結(jié)果見表6。

表4 捕收劑用量對鐵粗礦品位及回收率的影響

表5 活化劑CaO用量對鐵粗礦品位及回收率的影響

表6 氫氧化鈉用量對鐵粗礦品位及回收率的影響

表6結(jié)果表明，當(dāng)氫氧化鈉用量增加到1200g/t后，精礦品位為59.01%,回收率為78.43%，精礦中硫品位達(dá)到0.11%，此時達(dá)到最大值。因此，選擇抑制用量為1200g/t。

3.3 全流程試驗

在以上試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一段磨礦至-0.074 mm占65%強(qiáng)磁選拋尾,強(qiáng)磁選精礦再磨至-0.074 mm 95%，再經(jīng)一粗一掃反浮選的全流程試驗，可得品位為59.24%、作業(yè)回收率為79.56%、對原礦回收率為59.13%的鐵精礦；反浮選試驗藥劑為NaOH 1200g/t、QS 500g/t、CaO 700g/t，試驗鐵精礦指標(biāo)見表7。

表7 全流程試驗鐵精礦指標(biāo)

4 結(jié) 語

(1)云南某地鮞狀赤鐵礦含硫(重晶石型)高、品位低、粒度微細(xì)、嵌布關(guān)系復(fù)雜，屬低磷高硫赤鐵礦石，礦石與脈石礦物的交生關(guān)系極為復(fù)雜，重晶石呈細(xì)脈狀、星散浸染狀和膠狀集合體分布在赤鐵礦粒間。欲使赤鐵礦呈單體產(chǎn)出，需選擇的磨礦細(xì)度為-0.074mm部分占95%以上。

(2)采用 SLon脈動高梯度磁選機(jī)感應(yīng)強(qiáng)度為1.0T(脈動沖程為20mm，沖次為120次/min)時，對強(qiáng)磁選拋尾，可得到品位51.21%、回收率74.32%的粗鐵精礦。

(3)將鐵粗精礦磨礦至-0.074mm占95%后，采用氫氧化鈉作抑制劑、氧化鈣作活化劑和QS作捕收劑，通過反浮選可得品位為59.24%、回收率為59.13%、含硫為0.11%的鐵精礦。

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