四川某地難選赤鐵礦選礦研究

湯小軍，任鵬鯤

（四川晶大礦業(yè)有限公司， 四川成都 610051）

1 概述

1.1 鐵礦石資源

目前我國(guó)已探明的鐵資源的平均品位約為30%，礦石平均品位較低，其中含有大量的硅酸鹽和碳酸鹽類礦物，這些脈石需要經(jīng)過(guò)一定工藝的處理才能夠達(dá)到冶煉要求，易于處理的鐵礦石資源已開(kāi)發(fā)殆盡，剩余的大量鐵資源選礦難度較高，其中復(fù)雜難選赤鐵礦所占的比例很大。圖1所示為我國(guó)鐵資源分布，鐵資源具有：“分布較廣、相對(duì)集中”的特點(diǎn)。

1.2 赤鐵礦資源

圖1 中國(guó)鐵礦資源分布Fig.1 The resources distribution of China iron ore

“嵌布粒度細(xì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜”是鮞狀構(gòu)造的赤鐵礦的重要特征之一，因此被世界選礦界公認(rèn)為難選礦物。我國(guó)現(xiàn)行處理赤鐵礦的方法主要有三種：①洗礦、篩分。該法用來(lái)處理膠結(jié)質(zhì)是由脈石構(gòu)成的結(jié)構(gòu)比較疏松的礦石，可以得到顆粒較粗的鐵精礦。②差強(qiáng)磨礦。該法是根據(jù)礦石和膠結(jié)質(zhì)的組成繼而通過(guò)不同強(qiáng)度的磨礦使礦物單體解離，然后再進(jìn)行浮選。當(dāng)有用礦物為鮞粒，脈石礦物作為膠結(jié)物時(shí)，應(yīng)當(dāng)以鮞粒的粒度來(lái)確定磨礦粒度；當(dāng)赤鐵礦和脈石組成的同心環(huán)帶狀鮞粒時(shí)，若核心大部分為有用礦物組成，另一部分為脈石礦物作為膠結(jié)物形成同心層狀時(shí)，可選擇較粗的磨礦細(xì)度，(相當(dāng)于鮞粒的粒度)這樣就可以得到粗精礦和最終尾礦，如果想要進(jìn)一步提高粗精礦的質(zhì)量，常就需要磨增加磨礦強(qiáng)度，使得鮞粒環(huán)帶尺寸的顆粒完全解離后，再進(jìn)行選別作業(yè)，這種礦石的品位較高，但回收率很低。③重-浮聯(lián)合法。先用重選法來(lái)回收一部分粒度較大且已完全解離的粗粒礦石，重選尾礦再用浮選法來(lái)回收其中的赤鐵礦。

2 礦石的基本性質(zhì)

2.1 礦石化學(xué)成分

代表性的礦石樣品采自四川某地鐵礦礦山，原礦化學(xué)多元素分析見(jiàn)表1，由表1并結(jié)合物相分析結(jié)果可知，該赤鐵礦中的主要化學(xué)元素為Fe2O3、Al2O3、SiO2和CaO，TFe含量為40.16%。

表1 原礦化學(xué)多元素分析Tab.1 The multi-element analysis result of raw ore（wt%）

2.2 礦石礦物組成

巖礦鑒定結(jié)果表明，礦石有價(jià)組分為赤鐵礦，礦石中赤鐵礦主要有三種嵌布特征：①隱晶質(zhì)赤鐵礦。隱晶質(zhì)赤鐵礦構(gòu)成是鮞粒的主要組成成分，同心層狀厚度約為0.006mm～0.012mm，層紋常充填有長(zhǎng)石和石英等脈石；②隱晶質(zhì)赤鐵礦作為膠結(jié)物將石英、長(zhǎng)石等碎屑包裹在一起；③礦石由緊密膠結(jié)的石英、長(zhǎng)石和無(wú)結(jié)晶的硅鋁混合物構(gòu)成。

3 赤鐵礦浮選條件試驗(yàn)

由原礦性質(zhì)可知，礦石中含有大量容易泥化的礦物，直接浮選會(huì)影響浮選指標(biāo)，重選可以脫除大量泥質(zhì)并且預(yù)先回收一部分有用礦物，重選尾礦中殘余的赤鐵礦可用浮選來(lái)回收。下文通過(guò)一系列條件試驗(yàn)對(duì)礦石可選性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得到了品位較高的鐵精礦。

3.1 NaCO3用量試驗(yàn)

固定礦漿濃度35%，捕收劑600g/t，考察NaCO3用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響。

圖2 抑制劑用量對(duì)赤鐵礦浮選指標(biāo)影響Fig2 The effect of amount of inhibitor on flotation index of hematite

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2，由圖2可知當(dāng)Na2CO3用量的增加，精礦鐵品位也會(huì)隨之增加，30.98%提升至40.62%，但回收率卻呈現(xiàn)反比例下降的趨勢(shì)，當(dāng)Na2CO3用量超過(guò)200g/t后，品位升高趨勢(shì)變緩而回收率明顯降低，當(dāng)Na2CO3用量為200g/t時(shí)，綜合技術(shù)指標(biāo)較好。

鐵精礦品位隨礦漿pH升高的現(xiàn)象可解釋為：隨著NaCO3的加入，礦漿的pH亦隨之升高，赤鐵礦表面負(fù)電性隨著pH的升高而增加，礦漿體系更加穩(wěn)定。細(xì)顆粒之間的異相凝聚的趨勢(shì)減弱，礦物在礦漿中的分布更加穩(wěn)定更有利于藥劑與礦物的定向結(jié)合，從而改善了浮選指標(biāo)。赤鐵礦工業(yè)實(shí)踐也證明，當(dāng)?shù)V石含泥量高時(shí)，加入NaCO3或生石灰來(lái)提高礦漿的pH可以有效改善選礦指標(biāo)。

3.2 混合捕收劑用量試驗(yàn)

在抑制劑用量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)混合捕收劑用量進(jìn)行試驗(yàn)探索。試驗(yàn)流程參照?qǐng)D2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，以妥爾油和氧化石蠟皂混合物作捕收劑時(shí)，隨著妥爾油和氧化石蠟皂用量增加，泡沫產(chǎn)物的品位緩慢下降，回收率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，當(dāng)捕收劑用量為450 g/t時(shí)，浮選相較于其它試驗(yàn)點(diǎn)指標(biāo)更好（品位53.53%，回收率40.62%）。故在前置試驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上，適宜的捕收劑用量為450g/t。

圖3 捕收劑用量對(duì)赤鐵礦浮選指標(biāo)影響Fig.3 The effect of collectors on flotation index of hematite

4 赤鐵礦浮選開(kāi)路及閉路試驗(yàn)

通過(guò)上述條件試驗(yàn)得到適合于處理該類赤鐵礦石的藥劑制度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)路試驗(yàn)，開(kāi)路試驗(yàn)流程及藥劑制度見(jiàn)表4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖4 浮選開(kāi)路流程圖Fig.4 The flowsheet of open circle flotation

以“一次粗選、一次掃選、三次精選、中礦順序返回”的流程進(jìn)行閉路浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)質(zhì)量流程圖見(jiàn)圖5，由于受礦泥的影響，閉路浮選過(guò)程惡化，精礦品位和回收率均有所下降，分別為50.34%和31.55%，但精礦產(chǎn)率相較于閉路提升明顯。所以，本文試驗(yàn)所涉及的藥劑制度更適合于利用開(kāi)路浮選工藝來(lái)選別回收鮞狀赤鐵礦，閉路試驗(yàn)結(jié)果明顯小于預(yù)期，在很大程度上是與原礦含泥及易泥化組分過(guò)多有關(guān)，礦泥在閉路試驗(yàn)中在浮選系統(tǒng)中隨著礦漿循環(huán)，惡化了浮選環(huán)境，同時(shí)大量消耗浮選藥劑被礦泥消耗，有價(jià)組分得不到充分回收。

表2 開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 The results of Opening circle

圖5 石墨閉路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程Fig.5 The closed-circuit test quality process of graphite flotation

5 結(jié)論

（1）微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)是該類赤鐵礦石的主要結(jié)構(gòu)。

（2）原礦硬度低，易泥化，脫泥后浮選回收率較低，化驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)礦泥中鐵含量較高，大量的赤鐵礦在脫泥時(shí)進(jìn)入了礦泥。

（3）品位為40.16%的原礦經(jīng)過(guò)重選-浮選聯(lián)合流程處理后，分別可以得到品位55.34%、回收率31.93%的浮選精礦和品位為53.74%、回收率為46.95%的重選精礦，產(chǎn)品指標(biāo)優(yōu)良、藥劑制度簡(jiǎn)單具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（4）閉路試驗(yàn)結(jié)果劣于開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果，與該礦石含泥量大有關(guān)，大量礦泥惡化了浮選環(huán)境。