某鮞狀赤鐵礦選礦試驗研究

李愛民,高玉德,郭階慶,韓兆元

1.寧化行洛坑鎢礦有限公司,福建寧化365401;2.廣東省工業(yè)技術研究院(廣州有色金屬研究院),廣東廣州510650

某鮞狀赤鐵礦選礦試驗研究

李愛民1,高玉德2,郭階慶1,韓兆元2

1.寧化行洛坑鎢礦有限公司,福建寧化365401;2.廣東省工業(yè)技術研究院(廣州有色金屬研究院),廣東廣州510650

針對微晶赤鐵礦與綠泥石、粘土、膠磷礦等構成的鮞狀赤鐵礦礦石的性質(zhì),采用磁選—酸浸聯(lián)合工藝,當原礦中含 Fe為48.89%,含 P為0.65%時,可獲得 Fe品位為55.71%,回收率為60.59%的鐵精礦,鐵精礦中P的含量降至0.10%.

鮞狀赤鐵礦;磁選;酸浸

隨著我國鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展,富鐵礦和易選貧鐵礦的儲量日趨枯竭,貧細雜難處理的赤鐵礦比例逐漸增大,其中鮞狀赤鐵礦是世界上被公認為最難選的鐵礦石.由于鮞狀赤鐵礦嵌布粒度極細,通常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹,且其儲量約占全國鐵礦石儲量的1/9.因此,研究鮞狀赤鐵礦的綜合回收利用具有重要的戰(zhàn)略意義.

鮞狀赤鐵礦為微晶結(jié)構,原礦一般含磷較高.因此,提鐵降磷是鮞狀赤鐵礦選礦的一大難題.目前,國內(nèi)外選別鮞狀赤鐵礦的工藝主要包括:細磨—選擇性絮凝(聚團)—強磁選或浮選,還原焙燒—細磨—選擇性絮凝(聚團)—弱磁選或浮選,高梯度磁選,弱磁選—強磁選—反浮選,直接還原法,氯化焙燒—酸浸及磁化焙燒—浸出.本文中采用磁選—酸浸聯(lián)合工藝回收國內(nèi)某鮞狀赤鐵礦,為其他難選鮞狀赤鐵礦石的回收與利用提供了很好的技術支撐.

1 原礦性質(zhì)

某鮞狀赤鐵礦具有微晶赤鐵礦與綠泥石、粘土、膠磷礦等構成同心圓狀鮞粒,以及少量的膠體狀褐鐵礦或粘土包含或環(huán)繞赤鐵礦鮞粒的特點.鮞粒分為富鐵鮞粒和貧鐵富粘土鮞粒.某鮞狀赤鐵礦由粉末狀赤鐵礦和粘土構成量同心圓狀結(jié)構,其主要成分為鐵、硅、鋁和磷.礦石的主要礦物為氧化鐵礦物、硫化礦物及脈石礦物.氧化鐵礦物主要為鮞狀赤鐵礦,其次為褐鐵礦、磁鐵礦、粒狀赤鐵礦;硫化礦物為少量磁黃鐵礦;脈石礦物為粘土、石英和少量含鐵白云母.

原礦主要元素分析結(jié)果列于表1.當原礦磨至粒度小于0.036 mm時,主要礦物含量及鐵在各主要礦物中的占有率列于表2.由表1和表2可知,原礦中磷的含量高達0.65%,約83%的鐵分布在赤鐵礦鮞粒中.由此可知,提鐵降磷難度較大.

表1 原礦主要元素分析結(jié)果Table 1 Analytical results of the major elements of raw ore

表2 主要礦物含量及鐵在各主要礦物中的占有率Table 2 Relative content ofmajorminerals in the raw ore and recovery of iron in eachmajorminerals

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 磨礦細度的確定

表3為不同磨礦細度下分選試驗結(jié)果.由表3可知,磨礦細度越細,鐵精礦品位越高.當將原礦磨至粒度小于0.074 mm時,采用磁選—重選提純,獲得的鐵精礦品位為56.85%;當粒度小于0.036 mm時,鐵精礦品位為58.88%.這是由于鮞狀赤鐵礦的特殊結(jié)構,無論原礦粒度磨至多細,也極難將鮞粒中的鐵與粘土分離.

表4為分級機溢流產(chǎn)品篩析結(jié)果.由表4可知,磨礦細度-0.074 mm占86.53%,采用物理選礦方法獲得的鐵精礦品位難以達到56.85%.

表3 不同磨礦細度分選試驗結(jié)果Table 3 Separation results of different grinding fineness

表4 分級機溢流產(chǎn)品篩析結(jié)果Table 4 Screening results of classifier’s overflow p roduct

該鮞狀赤鐵礦易泥化,為了減輕過磨,同時考慮到生產(chǎn)成本及現(xiàn)有的選礦技術條件,本次試驗磨礦擬用棒磨機,并與螺旋分級機形成閉路,磨礦細度控制在-0.074 mm占85%左右.

2.2 磁選試驗研究

目前,分離鮞狀赤鐵與脈石常用的設備為高梯度磁選機,為了避免強磁性礦物堵塞高梯度磁選機篩網(wǎng),通常在高梯度磁選作業(yè)前增加弱磁選作業(yè).本文磁選試驗采用弱磁選—高梯度強磁粗選—高梯度強磁掃選工藝.圖1為磁選試驗工藝流程示意圖,其中高梯度磁選試驗選用SSS-Φ145型周期式高梯度磁選機,磁場強度為0.8 T;弱磁選選用 ZCT-0403型筒式磁選機,磁場強度為0.2 T.在磨礦細度為-0.074 mm約占85%的條件下,選別結(jié)果列于表5.

由表 5可知,強磁粗精礦中 Fe品位為51.97%、含P為0.37%,Fe的回收率為65.93%.為了提高磁選精礦品位,對強磁選粗精礦進行強磁精選,其磁場強度為0.4 T.強磁精選所獲得的鐵精礦品位為54.79%,但回收率卻降至13.18%.試驗結(jié)果表明:采用單一磁選工藝很難提高鐵精礦品位,需采用聯(lián)合工藝流程;該礦石強磁性礦物較少,弱磁選作業(yè)可省略.

圖1 磁選工藝流程示意圖Fig.1 Flow sheet of magnetic separation p rocess

2.3 酸浸試驗研究

為了進一步提高鐵精礦品位,降低鐵精礦的含磷量,對磁選粗精礦進行不同工藝條件下酸浸試驗研究,酸浸所選用的酸分別為硫酸、硝酸及鹽酸,試驗結(jié)果列于表6.由表6可知,當酸浸給礦鐵品位為51.42%時,在酸濃度、浸出時間、固液比相同的條件下,鹽酸的浸出效果最佳,經(jīng)鹽酸酸浸后可獲得鐵精礦品位為55.58%,酸浸作業(yè)回收率為99.17%,鐵精礦中含P量降至0.10%.同時還對未經(jīng)細磨與細磨后的磁選粗精礦的鹽酸浸出效果進行了對比,發(fā)現(xiàn)兩者差異不大,表明磁選粗精礦無需再磨,可直接酸浸.

表5 磁選試驗結(jié)果Table 5 Results ofmagnetic experiment

表6 磁選粗精礦酸浸試驗結(jié)果Table 6 Experimental results of acid leaching onmagnetic rough concentrate

2.4 磁選—酸浸聯(lián)合工藝試驗

根據(jù)鮞狀赤鐵礦的探索試驗結(jié)果,最終選擇采用磁選—酸浸聯(lián)合工藝進行選別.在滿足酸浸品位的前提下,盡可能提高磁選作業(yè)回收率,所以將強磁精選磁場強度提高至0.7 T.酸浸工藝條件為鹽酸濃度10%,浸出時間1 h,固液比1∶1.圖2為磁選—酸浸聯(lián)合工藝流程示意圖,試驗結(jié)果列于表7.通過磁選—酸浸聯(lián)合工藝試驗,相對于原礦最終獲得產(chǎn)率為53.17%,Fe品位為55.71%,含 P為 0.10%,Fe回收率為60.59%的鐵精礦.

圖2 磁選-酸浸聯(lián)合工藝流程Fig.2 Joint p rocess flow sheet of magnetic separation and acid leaching

表7 磁選—酸浸聯(lián)合工藝試驗結(jié)果Table 7 Experimental results of joint p rocess ofmagnetic separation and acid leaching

3 結(jié) 論

(1)由微晶赤鐵礦與綠泥石、粘土、膠磷礦等構成同心圓狀以及少量的膠體狀褐鐵礦或粘土包含或環(huán)繞的某鮞狀赤鐵礦,原礦中磷的含量高達0.65%,約83%的鐵分布在赤鐵礦鮞粒中,提鐵降磷難度較大.

(2)當鮞狀赤鐵礦原礦Fe品位為48.89%,含P為0.65%時,采用磁選—酸浸聯(lián)合工藝,可獲得相對于原礦產(chǎn)率為53.17%,Fe品位為55.71%,含 P量為0.10%,Fe回收率為60.59%的鐵精礦.

Separability study on an oolitic hematite ore

L IAimin1,GAO Yude2,GUO Jieqing1,HAN Zhaoyuan2
1.N inghua X ing luokeng Tungsten M ining Co.,L TD,N inghua 365401,China;2.Guangdong Genera l Research Institute of Industrial Technology(Guangzhou Research Institute of N on-ferrous M etals),Guangzhou 510650,China

In view of ore p roperties of oolitic hematite consisting of microcrystalline hematite and chlorite,clay and glue phosphate,a joint p rocess of magnetic separation and acid leaching was adop ted for recovering iron.When Fe content of the feed was 48.89%and P 0.65%,the iron concentrate w ith grade(Fe)55.71%and recovery(Fe)60.59%w as gained and the content of P in iron concentrate w as dow n to 0.10%by the joint p rocess.

oolitic hematite;magnetic separation;acid leaching

TD981

A

1673-9981(2011)02-0150-04

2010-10-15

李愛民(1965—),男,湖南岳陽人,工程師,學士.