安徽霍邱劉寺鐵礦反浮選試驗(yàn)工藝研究

彭海輝，陳泰年

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)，安徽六安 237010）

0 引言

安徽霍邱劉寺鐵礦屬于中大型鐵礦，Ⅰ號礦體礦樣（以下稱Ⅰ號礦樣）主要為磁鐵礦，Ⅱ號礦體礦樣（以下稱Ⅱ號礦樣）為磁鐵礦和鏡鐵礦混合礦?？紤]到現(xiàn)實(shí)情況中對該鐵礦的采選[1]，將Ⅰ號礦樣和Ⅱ號礦樣按39:61 的質(zhì)量配比配出綜合樣，綜合樣的TFe品位為32.93%，mFe 品位為19.18%，礦石中鐵礦物主要是磁鐵礦，次為鏡鐵礦；金屬硫化物可見黃鐵礦和黃銅礦，含量相對比較低，脈石礦物以石英居多，其次是長石、綠泥石、黑云母、絹云母、角閃石（包括陽起石和透閃石）、石榴石和白云石，微量礦物尚見電氣石、磷灰石、鋯石和榍石等。

1 礦石化學(xué)成分

Ⅰ號礦樣、Ⅱ號礦樣和綜合樣可供富集的回收元素是鐵，對三者進(jìn)行化學(xué)多元素分析，三者的品位都在33%左右，Ⅰ號礦樣TFe/FeO比值是1.87，Ⅱ號礦樣TFe/FeO 的比值是4.17，Ⅰ號礦樣中FeO 的含量明顯偏高，這說明Ⅱ號礦樣具有典型氧化鐵礦石的特征、Ⅰ號礦樣則為原生磁鐵礦石，混合成的綜合樣TFe/FeO 的比值是2.81，屬于鐵礦石的范疇。其礦石化學(xué)成分如表1所示。

Ⅰ號礦樣和Ⅱ號礦樣中鐵的賦存狀態(tài)差異較大，Ⅱ號礦樣中磁鐵礦產(chǎn)出的鐵僅占46.61%，而存在于赤（褐）鐵礦中的鐵所占比例達(dá)到48.57%，合計(jì)分布率為95.18%。Ⅰ號礦樣中的鐵主要以磁鐵礦形式產(chǎn)出，分布率為75.97%，而存在于赤（褐）鐵礦中的鐵所占比例僅為0.3%，但是賦存在含鐵硅酸鹽類礦物中的鐵所占比例高達(dá)21.88%，比Ⅱ號礦樣高18.38 個(gè)百分點(diǎn)。綜合樣中磁鐵礦產(chǎn)出的鐵占58.24%，存在于赤（褐）鐵礦中的鐵所占比例達(dá)到29.64%，賦存在含鐵硅酸鹽類礦物中的鐵所占比例為10.78%。顯然，經(jīng)過單一弱磁選工藝即可使磁鐵礦中的鐵礦物得到充分回收，對于赤（褐）鐵礦中的鐵和含鐵硅酸鹽來說，在采用弱磁選工藝富集磁鐵礦的同時(shí)，還需要增加強(qiáng)磁選和反浮選工藝才能使呈赤（褐）鐵礦等產(chǎn)出的高價(jià)氧化物鐵得到回收[2]。

表1 礦石化學(xué)成分表Table 1.Chemical composition of ore

2 試驗(yàn)方案

對于綜合樣經(jīng)過兩段強(qiáng)磁選后獲得強(qiáng)磁精礦，產(chǎn)率為65.52%，品位為51.51%，回收率為78.21%。為進(jìn)一步提升強(qiáng)磁精礦品位，對精礦進(jìn)行陽離子和陰離子反浮選試驗(yàn)。

2.1 陽離子反浮選試驗(yàn)

在淀粉用量為600g/t 的條件下，改變陽離子捕收劑用量（用量分別為200g/t、400g/t、600g/t、800g/t）進(jìn)行試驗(yàn)，流程圖如圖1：

圖1 陽離子捕收劑用浮選試驗(yàn)流程圖Figure 1.Flow chart of flotation test for the dosage of cation collector

試驗(yàn)結(jié)果可得，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位隨之上升，回收率逐漸下降。當(dāng)用量為800g/t時(shí)，精礦產(chǎn)率為48.29%，品位為63.95%，回收率為59.95%，由于浮選給礦中主要脈石礦物為硅酸鹽類礦物，采用陽離子捕收劑的效果不佳，且泡沫量大，實(shí)際生產(chǎn)中難以控制，因此不宜采用陽離子捕收劑。運(yùn)用不同用量的陽離子捕收劑進(jìn)行反浮選試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 陽離子捕收劑用量反浮選試驗(yàn)結(jié)果Table 2.Reverse flotation test results of cation collector dosage

2.2 陰離子反浮選試驗(yàn)

浮選給礦中脈石礦物主要為含鐵硅酸鹽類礦物，捕收劑采用長沙礦冶研究院研制的CM-14 陰離子捕收劑，其具有對含鐵硅酸鹽類礦物有較強(qiáng)的選擇捕收性，試驗(yàn)進(jìn)行了NaOH、淀粉、CaO、浮選溫度、捕收劑種類及用量條件試驗(yàn)，并在條件基礎(chǔ)上進(jìn)行了開路和閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)考察不同條件下浮選精礦的產(chǎn)率、品位和回收率，確定最佳試驗(yàn)流程。

（1）NaOH用量試驗(yàn)

在選定淀粉用量600g/t，CaO 用量300g/t，捕收劑CM-14 用量1200g/t，浮選溫度為35℃，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s 條件下，進(jìn)行不同NaOH 用量條件試驗(yàn)（用量分別為200g/t、400g/t、600g/t 和800g/t），根據(jù)不同用量條件下的試驗(yàn)結(jié)果得出，隨著NaOH用量的增加，精礦產(chǎn)率和回收率呈上升趨勢，精礦品位先上升后下降，綜合考慮品位與回收率的關(guān)系適宜選用NaOH用量為600g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 NaOH用量條件試驗(yàn)結(jié)果Table 3.Test results of NaOH dosage conditions

（2）淀粉用量試驗(yàn)

在選定NaOH 用量為600g/t，CaO 用量300g/t，捕收劑CM-14 用量1200g/t，浮選溫度為35℃，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s條件下，進(jìn)行淀粉不同用量條件試驗(yàn)（用量分別為400g/t、600g/t、800g/t 和1000g/t）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著淀粉用量增加，精礦產(chǎn)率和回收率呈上升趨勢，精礦品位呈下降下降趨勢，綜合考慮最為適宜的淀粉用量為600g/t。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 淀粉用量條件試驗(yàn)結(jié)果Table 4.Experimental results of starch dosage conditions

（3）CaO用量試驗(yàn)

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，捕收劑CM-14用量1200g/t,，浮選溫度為35℃，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s 條件下，進(jìn)行CaO 不同用量條件試驗(yàn)（用量分別為200g/t、300g/t、400g/t 和500g/t）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著CaO 用量增加，精礦產(chǎn)率和回收率呈上升趨勢，精礦品位先上升后下降，綜合考慮最為適宜的CaO用量為400g/t。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 CaO用量條件試驗(yàn)結(jié)果Table 5.Test results of CaO dosage conditions

（4）捕收劑（CM-14）用量試驗(yàn)

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，CaO 用量300g/t，浮選溫度為35℃，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s 條件下，進(jìn)行捕收劑不同用量條件試驗(yàn)（用量分別為800g/t、1200g/t、1600g/t 和2000g/t）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著捕收劑用量的增加，精礦產(chǎn)率和回收率呈下降趨勢，精礦品位呈上升趨勢，綜合品位和回收率的關(guān)系，適宜的捕收劑用量為1600g/t。試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 捕收劑（CM-14）用量條件試驗(yàn)結(jié)果Table 6.Test results of the dosage conditions of the collector CM-14

（5）捕收劑種類試驗(yàn)

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，CaO 用量300g/t，浮選溫度為35℃，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s 條件下，進(jìn)行不同捕收劑種類條件試驗(yàn)（CM-14用量1600g/t，RA-915用量800g/t，YF800g/t）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，CM-14 作為捕收劑具有良好的選擇性，因此選用CM-14作為捕收劑。試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 捕收劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果Table 7.Test results of types and conditions of collectors

（6）浮選溫度試驗(yàn)

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，CaO 用量400g/t，捕收劑CM-14 用量1600g/t，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s 條件下，進(jìn)行不同溫度條件的選礦試驗(yàn)（25℃，30℃，35℃，40℃）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著浮選溫度的增加，精礦產(chǎn)率和回收率呈下降趨勢，品位呈上升趨勢，綜合品位和回收率的關(guān)系，適宜的選礦溫度為35℃。試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 不同浮選溫度條件試驗(yàn)結(jié)果Table 8.Test results under different flotation temperature conditions

（7）開路實(shí)驗(yàn)

在選定上述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為一粗一精三掃，粗選條件為NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，捕收劑CM-14 用量1600g/t，CaO 用量300g/t，浮選溫度為35℃，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速為4.12m/s。精選條件為CaO 用量150g/t，捕收劑CM-14用量300g/t，流程圖如圖2所示：

圖2 浮選開路試驗(yàn)流程圖Figure 2.Flow chart of flotation open circuit test

試驗(yàn)結(jié)果如表9所示：

表9 開路浮選試驗(yàn)結(jié)果Table 9.Open-circuit flotation test results

（8）閉路試驗(yàn)

在開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行閉路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程圖如圖3所示。

對比開路試驗(yàn)結(jié)果（表9）和閉路試驗(yàn)結(jié)果（圖3），開路試驗(yàn)結(jié)果為精礦產(chǎn)率是54.92%，品位是66.45%，回收率是70.85%。閉路試驗(yàn)結(jié)果為浮選精礦產(chǎn)率是67.67%，品位是64.52%，回收率是84.87%，綜合考慮選用閉路試驗(yàn)。

圖3 陰離子反浮選閉路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程圖Figure 3.Flow chart of anion reverse flotation closed-circuit test quantity and quality

4 結(jié)語：

綜合樣采用兩段強(qiáng)磁選后，在進(jìn)行反浮選可以得到品位更高的精礦。選擇陰離子反浮選，其中浮選條件最佳情況如表10所示。

表10 陰離子反浮選條件最佳情況統(tǒng)計(jì)表Table 10.Statistics of the best conditions of anion reverse flotation test

上述浮選選礦流程放入整個(gè)選礦流程中，能夠得到總精礦產(chǎn)率為38.60%，品位為66.98%，回收率為78.50%；總尾礦產(chǎn)率為61.40%，品位為11.53%，回收率為21.50%，試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，精礦品位明顯比僅進(jìn)行強(qiáng)磁選選礦流程的高。因此對強(qiáng)磁精礦再進(jìn)行合適條件下的陰離子反浮選能夠得到有利于實(shí)際生產(chǎn)的較好精礦指標(biāo)。