青海某磁鐵礦精礦制備超純鐵精礦試驗(yàn)

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（1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430081；2.青海南川美格金屬粉末開發(fā)有限公司，青海格爾木730000）

隨著我國冶金、電子、化工、醫(yī)療等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)超純鐵精礦的需求也越來越大[1]。因此，以普通磁鐵精礦為原料生產(chǎn)超純鐵精礦的研究就成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)。鄒玄等[2]采用弱磁選—懸錐面選礦機(jī)重選工藝制備了全鐵品位71.67%、硅含量0.19%的超純鐵精礦。孟令科[3]采用細(xì)磨—反浮選最終得到全鐵品位71.50%、硅含量0.50%的超純鐵精礦。

本文將介紹以青海某磁鐵精礦為原料生產(chǎn)超純鐵精礦的工藝研究情況。

1　試樣

試樣為青海某磁鐵精礦，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，主要礦物組成見表2，粒度篩析結(jié)果見表3。

從表1可以看出，試樣鐵品位較高，達(dá)65.46%，主要雜質(zhì)SiO2、Al2O3含量分別為5.77%和2.09%，有害元素S、P含量均很低。

從表2可以看出，試樣中的主要礦物是磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、綠泥石、云母、長石、鈦鐵礦等。

從表3可以看出，試樣粒度較粗，+45 μm粒級(jí)占31.02%；+75 μm粒級(jí)鐵品位明顯較低，僅為45.07%，是影響試樣鐵品位的主要粒級(jí)，且鐵分布率較高，達(dá)10.08%。

因此，要獲得較好的超純鐵精礦指標(biāo)，必須解決粗粒級(jí)的單體解離問題。

2　試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1　直接弱磁選試驗(yàn)

首先進(jìn)行了弱磁選提質(zhì)降雜效果試驗(yàn)，以探索不經(jīng)過磨礦直接弱磁選獲取合格超純鐵精礦粉的可能性。試驗(yàn)采用CRIMM-Ф100型電磁圓筒式弱磁選機(jī)，1次弱磁選試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從表4可看出，試樣不經(jīng)過再磨直接弱磁選，鐵精礦鐵品位最高也只有68.25%，達(dá)不到超純鐵精礦的品質(zhì)要求（鐵品位≥71.5%，SiO2含量≤0.5%）。

顯微鏡下分析表明，試樣中存在的較多磁鐵礦富連生體在弱磁選時(shí)極易進(jìn)入弱磁選精礦，從而影響弱磁選效果。因此，再選前必須對(duì)試樣進(jìn)行再磨，以提高磁鐵礦的單體解離度。

2.2　再磨—弱磁選試驗(yàn)

2.2.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度直接影響磁鐵礦的解離度，但磨礦細(xì)度過高會(huì)造成礦物泥化，影響后續(xù)選別作業(yè)[4]。試樣再磨采用BJM-2型立式攪拌磨，1次弱磁選試驗(yàn)磁選場(chǎng)強(qiáng)為79.55 kA/m，磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1可以看出，提高磨礦細(xì)度，弱磁選精礦指標(biāo)有所改善。綜合考慮，確定再磨細(xì)度D90=21.39μm，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位為70.05%，鐵回收率為97.73%。

2.2.2弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為D90=21.39 μm，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

從圖2可以看出，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，弱磁選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為23.87 kA/m，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位為70.97%，鐵回收率為81.88%。

2.3　浮選條件試驗(yàn)

由于試樣采用再磨—弱磁選流程處理仍不能獲得超純鐵精礦，因此，需進(jìn)一步進(jìn)行反浮選脫雜試驗(yàn)。反浮選條件試驗(yàn)以2.2.2節(jié)確定條件下的1次弱磁選精礦為給礦，采用1次反浮選流程。

2.3.1pH試驗(yàn)

pH試驗(yàn)的調(diào)整劑為NaOH，抑制劑苛性淀粉[5]用量為1 000 g/t，捕收劑十二胺用量為50 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，隨著礦漿pH增大，反浮選精礦鐵品位下降、鐵作業(yè)回收率上升。綜合考慮，確定在自然pH條件下進(jìn)行反浮選，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位達(dá)71.10%、鐵作業(yè)回收率為88.13%。

2.3.2苛性淀粉用量試驗(yàn)

苛性淀粉用量試驗(yàn)在自然pH、十二胺用量為50 g/t的條件下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

從圖4可以看出，苛性淀粉用量增大至600 g/t，反浮選精礦鐵品位維持在高位、鐵作業(yè)回收率明顯上升；繼續(xù)增大苛性淀粉用量，鐵品位明顯下降、鐵作業(yè)回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定苛性淀粉用量為500 g/t。

2.3.3十二胺用量試驗(yàn)

十二胺用量試驗(yàn)在自然pH、苛性淀粉用量為500 g/t的條件下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出，隨著十二胺用量的增大，反浮選精礦鐵品位先上升后維持在高位、鐵作業(yè)回收率先小幅下降后明顯下降。綜合考慮，確定十二胺粗選用量為50 g/t，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位為71.55%，鐵作業(yè)回收率為85.21%。

2.4　全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖6，結(jié)果見表5，最終精礦主要化學(xué)成分分析見表6。

從表5、表6可以看出，采用圖6所示的流程處理試樣，最終獲得鐵品位為71.82%、SiO2含量為0.24%的超純鐵精礦。

3　結(jié)論

（1）青海某磁鐵精礦鐵品位達(dá)65.46%，主要雜質(zhì)SiO2、Al2O3含量分別為5.77%和2.09%，有害元素S、P含量均很低，主要礦物是磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、綠泥石、云母、長石、鈦鐵礦等。該精礦粒度較粗，+45 μm粒級(jí)占31.02%，+75 μm粒級(jí)鐵品位明顯較低，僅為45.07%，是影響試樣鐵品位的主要粒級(jí)。由于該精礦中有大量的磁鐵礦富連生體，要用該精礦制備超純鐵精礦，解決粗粒級(jí)的單體解離問題是前提。

（2）以現(xiàn)場(chǎng)磁鐵精礦為試樣，在磨礦細(xì)度為D90=21.39 μm的情況下，進(jìn)行1次弱磁選（23.87 kA/m）、1次弱磁掃選（318.22 kA/m），弱磁選精礦以苛性淀粉為抑制劑、十二胺為捕收劑進(jìn)行1粗1精反浮選，反浮選尾礦與弱磁掃選精礦合并，最終獲得鐵品位為71.82%，鐵回收率為61.86%，SiO2、Al2O3含量分別為0.24%、0.18%的超純鐵精礦，以及鐵品位為68.14%、鐵回收率為36.74%的普通鐵精礦。