關寶山鐵礦石攪拌磨細磨—磁選—反浮選試驗

張淑敏袁　帥陳國巖劉　杰李艷軍

（1.東北大學資源與土木工程學院，遼寧沈陽110819；2.鞍鋼集團礦業(yè)公司關寶山鐵礦，遼寧鞍山114001）

隨著易選鐵礦石資源的不斷消耗，礦產資源普遍趨于貧細雜化，難選鐵礦石資源的開發(fā)利用比例正逐年增加，其中嵌布不均的難處理鐵礦石資源的開發(fā)利用備受重視[1-2]。鞍鋼關寶山鐵礦石屬礦物嵌布關系復雜、嵌布粒度粗細不均的鐵礦石，之前的研究表明，攪拌磨應用于關寶山鐵礦石，能夠實現鐵礦物的充分解離且能耗較低[3]。為實現已解離鐵礦物的高效回收，鑒于磁選—反浮選工藝提鐵降硅效率高、效果好[4-6]，因此，采用攪拌磨磨礦—磁選—反浮選工藝對關寶山鐵礦石開展了可選性研究，以期為關寶山鐵礦石選礦工藝優(yōu)化提供依據。

1　試驗原料

以關寶山生產現場的二段球磨給礦為試驗原料，主要化學多元素分析結果見表1，鐵化學物相分析結果見表2，XRD圖譜見圖1。

由表1可知，原料鐵品位為45.90%，主要雜質成分為SiO2，鈣、鎂、鋁等雜質及有害元素硫、磷含量均較低。

由表2可知，原料中大部分的鐵以赤（褐）鐵礦或磁鐵礦的形式存在，二者占總鐵的91.95%，是試驗的主要回收對象。

由圖1可知，原料中主要有用礦物為赤鐵礦和磁鐵礦，其次為菱鐵礦和針鐵礦，鐵礦物組成較復雜；脈石礦物主要為石英。

2　試驗方法

（1）磨礦細度條件試驗。磨礦采用SLJM-2L型攪拌磨機進行磨礦，并以之前試驗[3]確定的工藝參數（料球質量比0.7、介質充填率70%、介質尺寸8 mm、攪拌轉速400 r/min、磨礦濃度70%）進行磨礦細度條件試驗。

（2）磁選試驗。磁選試驗流程見圖2，弱磁選采用RK/CRS 400×300型磁選機，磁場強度為100 kA/m；強磁選采用SLon500立環(huán)脈動高梯度磁選機，磁介質為Φ2 mm棒介質，沖程為30 mm，沖次為200次/min，背景磁感應強度為0.7 T。

（3）反浮選。反浮選采用XFD0.75 L單槽浮選機，活化劑為CaO，捕收劑為RA715，RA715粗選與精選用量比為2.5∶1，試驗流程見圖3。

3　試驗結果與討論

3.1條件試驗

3.1.1磨礦細度試驗

根據圖2所示的流程進行磨礦細度條件試驗，結果見圖4。

由圖4可知，隨著磨礦細度的提高，鐵礦物解離度提高，磁選過程中進入精礦的連生體減少，因而混磁精礦鐵品位提高；微細粒鐵礦物的增多，導致無法有效回收的鐵礦物也增多，因而混磁精礦鐵回收率下降。-0.043 mm占85%時，混磁精礦鐵品位較高，為50.73%，且回收率仍達96.03%，因此，確定原料的磨礦細度為-0.043 mm占85%。

3.1.2反浮選試驗

3.1.2.1淀粉用量試驗

淀粉在鐵礦表面有很強的吸附能力，可在鐵礦物表面形成親水薄膜，是磁選鐵精礦反浮選除雜常用的抑制劑[7]。試驗固定氧化鈣用量（對原料計）為750 g/t（pH=11.50）、RA715總用量為420 g/t（粗精選用量比為3∶7，下同），結果見圖5。

由圖5可知，隨著淀粉用量的增大，反浮選精礦鐵作業(yè)回收率呈先快后慢的上升趨勢，淀粉用量由500 g/t增加到700 g/t，反浮選鐵作業(yè)回收率由45.98%提高至92.34%，繼續(xù)增大淀粉用量，作業(yè)回收率變化不大；反浮選精礦鐵品位隨淀粉用量的增加整體呈降低趨勢，淀粉用量700 g/t時，精礦鐵品位為59.34%。綜合考慮，確定淀粉用量為700 g/t。

3.1.2.2氧化鈣用量試驗

氧化鈣是磁選鐵精礦反浮選中石英的有效活化劑。氧化鈣在浮選礦漿中形成的Ca2+能夠對石英表面產生離子活化作用，為捕收劑在石英表面的吸附創(chuàng)造條件[8-9]。氧化鈣用量試驗固定淀粉用量為700 g/t、RA715總用量為420 g/t，試驗結果見圖6。

由圖6可知，隨著氧化鈣用量的增加，反浮選精礦鐵品位整體呈上升趨勢，鐵作業(yè)回收率整體呈下降趨勢。氧化鈣用量為1 000 g/t時，鐵品位和作業(yè)回收率均較高，綜合考慮，確定氧化鈣用量為1 000 g/t。

3.1.2.3RA715用量試驗

RA715用量試驗固定淀粉用量為700 g/t、氧化鈣用量為1 000 g/t，試驗結果見圖7。

由圖7可知，隨著RA715用量的增加，反浮選精礦鐵品位呈上升趨勢，鐵作業(yè)回收率呈下降趨勢，在RA715總用量增加至455 g/t以后，鐵品位趨于平穩(wěn)，綜合考慮，確定RA715總用量為455 g/t，即粗選和精選用量分別為325 g/t和130 g/t。

3.2反浮選開路試驗

根據反浮選條件試驗結果擬定了圖8所示反浮選開路試驗流程，試驗結果見表3。

由表3可知，采用圖8所示的開路流程處理礦石，可取得鐵品位為66.35%、鐵回收率為75.91%的反浮選鐵精礦。

3.3全流程試驗

在條件試驗和浮選開路試驗基礎上進行了全流程試驗，試驗流程見圖9，結果見表4。

由表4可知，原料采用圖9所示的全流程處理，可獲得鐵品位為66.23%、鐵回收率85.87%的鐵精礦。

4　結論

（1）關寶山二段球磨給礦鐵品位為45.90%，鐵主要以赤（褐）鐵或磁性鐵的形式存在，二者占總鐵的91.95%，脈石礦物主要為石英。

（2）試樣在攪拌磨細磨至-0.043 mm占85%的情況下，采用1次弱磁選（磁場強度為100 kA/m）、1次強磁選（背景磁感應強度為0.7 T）、混磁精礦1粗1精3掃反浮選流程處理，反浮選中淀粉用量為685 g/t、氧化鈣用量為1 000 g/t、RA715總用量為455 g/t（粗選為320 g/t、精選為135 g/t），獲得了鐵品位為66.23%、鐵回收率85.87%的鐵精礦。