遼寧某鐵硼礦磁選-浮選試驗研究

于連濤，代淑娟,，胡志剛

(1.遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，遼寧 鞍山 114051；2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽 110016；3.中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

遼寧某鐵硼礦礦石屬于磁鐵礦-硼鎂石型礦石，礦石中有用礦物有磁鐵礦、硼鎂石和硼鎂鐵礦，脈石礦物主要有鎂橄欖石、蛇紋石、透閃石、金云母、磷灰石、黃鐵礦、磁黃鐵礦以及碳酸鹽礦物等。礦石的物質(zhì)組成復(fù)雜，共生關(guān)系密切，尤其是磁鐵礦嵌布粒度很細(xì)，部分磁鐵礦呈粉末狀，并且與硼鎂石、硼鎂鐵礦共生極為緊密，三者彼此單體解離困難，因此，該礦石屬難選鐵硼礦石。

針對該礦石的特點，試驗采用階段磨礦階段磁選鐵礦物，磁選尾礦浮選回收硼礦物的工藝流程，取得較為理想的選礦技術(shù)指標(biāo)，即在原礦品位TFe 24.68%、B2O34.77%的條件下，當(dāng)磨礦細(xì)度需達(dá)到-400目92.8%時，鐵精礦品位61.34%，精礦產(chǎn)率36.17%，鐵回收率89.63%。當(dāng)磨礦細(xì)度需達(dá)到-500目99.0%時，鐵精礦品位65.71%，精礦產(chǎn)率33.36%，鐵回收率87.94%。磁選尾礦回收硼的試驗本次只進(jìn)行了探索，硼礦物的可選性較好，浮選硼精礦品位B2O314.41%，與二次磁選作業(yè)中含硼較高的磁選尾礦(B2O310.48%)合并后，硼精礦品位B2O312.00%，硼精礦產(chǎn)率20.43%，硼總回收率51.41%。

1 礦石的物質(zhì)組成

礦石中的有用礦物主要有磁鐵礦、硼鎂石和硼鎂鐵礦，其含量分別為33.89%、7.27%和3.32%，脈石礦物主要有鎂橄欖石、蛇紋石、透閃石、金云母、磷灰石、黃鐵礦、磁黃鐵礦等，含量分別為26.97%、17.48%、4.90%、3.64%、0.70%、0.46%和0.10%。

1.1 原礦化學(xué)分析

原礦光譜半定量分析及原礦化學(xué)多項分析見表1、表2。

表1 原礦光譜半定量分析

注：*單位為g/t。

表2 原礦化學(xué)多項分析

由表1、表2可以看出，礦石中主要可回收元素為鐵和硼，磁性鐵占全鐵含量的88.25%，有利于磁選回收。

1.2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石中各種礦物及其集合體混雜共生形成致密的塊狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造為礦石的主要構(gòu)造形式；礦石中有鎂橄欖石與金屬礦物相間分布，呈條帶狀構(gòu)造；部分磁鐵礦呈條帶狀，或沿壓碎的裂隙分布形成網(wǎng)脈狀構(gòu)造；礦石中的金云母呈片狀沿方向性分布，形成片狀構(gòu)造。

針狀、纖維狀變晶結(jié)構(gòu)以針狀、纖維狀硼鎂石以及部分硼鎂鐵礦為主；粒狀變晶結(jié)構(gòu)以粒狀鎂橄欖石、透閃石及碳酸鹽為主；鱗片變晶結(jié)構(gòu)以他形片狀蛇紋石為主；金屬礦物的主要以粒狀結(jié)構(gòu)形式存在，磁鐵礦和部分硼鎂鐵礦以半自形到他形晶粒狀及粒狀集合體形式存在；鎂橄欖石、蛇紋石等脈石礦物受外力作用碎裂，裂隙常見充填有磁鐵礦，形成壓碎結(jié)構(gòu)。

該鐵硼礦石物質(zhì)組成復(fù)雜，礦物種類較多且共生密切，尤其是磁鐵礦、硼鎂石和硼鎂鐵礦三者之間共生緊密，常見磁鐵礦、硼鎂石交代硼鎂鐵礦，彼此單體解離十分困難。

2 選礦試驗

遼寧某鐵硼礦礦石中所要回收的目的礦物為磁鐵礦、硼鎂石和硼鎂鐵礦。磁鐵礦為強(qiáng)磁性礦物，硼鎂鐵礦具有弱磁性，硼鎂石質(zhì)軟、易碎，與其它脈石礦物屬非磁性礦物。因此，通過磁選可以分選出磁鐵礦，但礦石中磁鐵礦粒度很細(xì)，且與硼礦物緊密共生，實現(xiàn)磁鐵礦的單體解離較為困難，需要分段磨礦分段選別，在節(jié)約磨礦能耗的前提下，盡可能提高磁鐵礦的單體解離度，以實現(xiàn)富集分選磁鐵礦的目的[1]。礦石中的硼礦物與磁鐵礦緊密共生，彼此解離困難，但磁鐵礦和含硼礦物的連生體以及部分硼鎂石集合體與脈石礦物之間較易解離。由于原礦石硼品位較低，浮選富集含硼礦物是適宜的技術(shù)方法[3]。

針對該礦石的特點，確定基本選礦流程為磁選(選鐵)-浮選(選硼)流程。

2.1 磁選試驗

2.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗

一段磨礦的主要目的是實現(xiàn)磁鐵礦或鐵硼礦物與脈石礦物的分離，在不影響鐵回收率的前提下，盡可能多拋棄尾礦，減少精礦再磨的磨礦量。一段磨礦細(xì)度試驗在磁場強(qiáng)度為1250 Oe進(jìn)行，試驗結(jié)果見表3。

由試驗結(jié)果可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，鐵粗精礦品位迅速提高，鐵的回收率略有降低，但并未超過磁性鐵占總鐵含量的百分?jǐn)?shù)，說明尾礦中損失的鐵主要為硼鎂鐵礦等含鐵礦物。同時，磨礦細(xì)度增加，鐵粗精礦中硼的回收率大大降低，這說明鐵礦物與硼礦物的解離讀也在逐漸提高。綜合考慮一段磨礦的能力和一段磁選的各項指標(biāo)，確定一段磨礦細(xì)度為-200目含量53%。

表3 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

2.1.2 磁場強(qiáng)度試驗

磁場強(qiáng)度是影響精礦品位和回收率的重要因素。適宜的磁場強(qiáng)度不僅可以取得較好的選別效果，也是選擇磁選機(jī)重要指標(biāo)。試驗結(jié)果見表4。

表4 磁場強(qiáng)度試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明，當(dāng)磁場強(qiáng)度大于1250 Oe時，鐵粗精礦的品位和回收率兩項指標(biāo)基本穩(wěn)定，因此，磁場強(qiáng)度確定為1250 Oe。

2.1.3 一段磁選尾礦粒度篩析

由于硼鎂石硬度相對較低，在磨礦過程中，硼鎂石應(yīng)在細(xì)級別產(chǎn)生富集，為此，對磁選尾礦進(jìn)行了篩析，篩析結(jié)果見表5。

表5 一段磁選尾礦粒度篩析結(jié)果

由尾礦粒度篩析結(jié)果可知，尾礦中硼品位隨著粒度的降低而明顯提高，在-360目粒級中，硼礦物有明顯的富集，-360目粒級中的B2O3品位達(dá)到9.78%，分布率占原礦總量的42.26%，占尾礦含硼量的75.06%。

2.1.4 鐵粗精礦再磨細(xì)度試驗

由于磁鐵礦在礦石中的嵌布粒度很細(xì)，并且和硼礦物共生極為密切，雖然通過一段磁選使鐵礦物得到富集，但磁鐵礦和硼礦物并未解離，鐵精礦品位不高，為提高硼、鐵礦物的解離度和鐵精礦品位，需要對鐵粗精礦進(jìn)行再磨后精。

再磨再選試驗主要確定使硼鐵礦物解離的適宜磨礦細(xì)度。粗選及精選磁場強(qiáng)度均為1250Oe。試驗結(jié)果見表6。

由鐵精礦再磨再選試驗證明，鐵礦物和含硼礦物共生緊密，用機(jī)械的方法使兩者實現(xiàn)單體解離十分困難。試驗結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的增加，鐵精礦品位越來越高，尾礦中的硼品位也越來越高，硼礦物與鐵礦物的解離趨于充分。若要獲得含鐵60%以上的精礦，磨礦細(xì)度需達(dá)到-400目92.8%以上，若要獲得含鐵65%以上的精礦，磨礦細(xì)度需達(dá)到-500目99.0%。

當(dāng)磨礦細(xì)度需達(dá)到-400目92.8%時，鐵精礦品位61.34%，精礦產(chǎn)率36.17%，鐵回收率89.63%。當(dāng)磨礦細(xì)度需達(dá)到-500目99.0%時，鐵精礦品位65.71%，精礦產(chǎn)率33.36%，鐵回收率87.94%。

經(jīng)對鐵精礦質(zhì)量分析，精礦鐵品位61.34%，雜質(zhì)硫、磷、硅含量為0.34%、0.007%和2.10%，符合鐵精礦C60級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

表6 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

2.2 浮選試驗[2,3]

以磨礦細(xì)度-200目含量53%的一段磁選尾礦進(jìn)行為浮選原礦，考查硼礦物的回收效果，

經(jīng)試驗探索，確定以下4種流程及條件進(jìn)行考查，試驗結(jié)果見表7。

1)流程條件①，二粗一精流程。硫酸：2000+500；水玻璃：1500+1000；SL-5：1000+500。

2)流程條件②：一粗一精流程。硫酸：4000；水玻璃：1500+1000；SL-5：500。

3)流程條件③：一粗一精流程。硫酸：3000；水玻璃：1500+1000；ZS-3：500。

4)流程條件④：二粗一精流程。硫酸：6000；水玻璃：1500；ZS-3：500+250。

以上流程，二粗一精流程中，加號后為二粗藥劑種類和用量；一粗一精流程中，加號后為精選藥劑種類和用量，單位均為g/t。

表7 不同流程條件浮選結(jié)果

對磁選尾礦進(jìn)行的4種浮選流程的試驗結(jié)果證明，磁選尾礦中的硼礦物可以通過浮選法得到合格的硼精礦，精礦指標(biāo)以流程2為最佳，B2O3含量14.41%，但硼的回收率略低。通過以后的試驗工作，對浮選工藝流程完善后，硼精礦的各項指標(biāo)有望得以較大的提高。

2.3 綜合試驗流程及指標(biāo)

綜合試驗流程見圖1，綜合指標(biāo)見表8。

圖1 綜合試驗流程及條件

磁選和浮選試驗證明，該鐵硼礦通過適宜的選礦方法可以獲得合格鐵精礦和硼精礦。磁選過程中，鐵粗精礦再磨再選的尾礦含硼較高，B2O3含量10.48%，產(chǎn)率12.53%，硼回收率26.25%，該產(chǎn)品可以與浮選硼精礦合并成為一個硼精礦，合并后的硼精礦B2O3含量12.00%，達(dá)到了硼精礦的質(zhì)量要求，其產(chǎn)率為20.43%，硼回收率51.41%。

表8 綜合試驗流程選礦指標(biāo)

3 結(jié)語

1)本次試驗所用鐵硼礦礦石屬于磁鐵礦—硼鎂石型礦石，礦石中有用礦物有磁鐵礦、硼鎂石和硼鎂鐵礦，脈石礦物種類較多，礦石的物質(zhì)組成復(fù)雜，并且不同礦物間共生關(guān)系密切，尤其是磁鐵礦嵌布粒度很細(xì)，部分磁鐵礦呈粉末狀，并且與硼鎂石、硼鎂鐵礦呈極為緊密的交代關(guān)系，三者彼此單體解離困難。

2)針對該礦石的特點，試驗采用階段磨礦階段磁選鐵礦物，磁選尾礦浮選回收硼礦物的工藝流程流程。磁選過程中，磨礦細(xì)度需要達(dá)到-400目92.8%以上，磁鐵礦才能基本單體解離，獲得含鐵60%的鐵精礦。磁選尾礦浮選試驗，獲得了B2O3含量14.41%，回收率51.41%的浮選硼精礦。

[1] 魏德洲. 固體物料分選學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008.

[2] 朱建光. 浮選藥劑[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.

[3] 胡為柏. 浮選[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1989.