新疆某菱鎂礦浮選工藝實(shí)驗(yàn)研究

胡生操 ，王晨晨 ，付金濤 ，黃朝德

（1.西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山分公司，青海 海西 816203；2.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

菱鎂礦是我國(guó)金屬鎂的主要來(lái)源，因其具有質(zhì)輕、耐腐蝕、減震耐沖壓等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中[1-2]。我國(guó)天然菱鎂礦資源十分豐富，但貧化嚴(yán)重，可直接滿足生產(chǎn)需要的較少[3]。因低品級(jí)菱鎂礦價(jià)值較低，應(yīng)用范圍有限，導(dǎo)致大量的低品級(jí)菱鎂礦無(wú)法得到充分利用，造成較大的資源浪費(fèi)[4]。因此，為了更好的利用低品級(jí)磷鎂礦，將低品位菱鎂礦變成優(yōu)質(zhì)的高品級(jí)礦[5-6]，是解決菱鎂礦資源利用率低和高品級(jí)菱鎂礦短缺問(wèn)題的有效方法。

1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料來(lái)自新疆某菱鎂礦，針對(duì)該菱鎂礦進(jìn)行多元素分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果/%Table 1 Results of Multi-element chemical analysis

由表1 結(jié)果可知，礦石的主要成分是MgO，雜質(zhì)主要為SiO2和CaO。XRD 衍射顯示，菱鎂礦中MgO 主要以碳酸鎂的形式存在，雜質(zhì)礦物以方解石、白云石、石英等，對(duì)比菱鎂礦品級(jí)技術(shù)指標(biāo)，該菱鎂礦中MgO 的品位為工業(yè)四極品要求[7]，但SiO2含量高于四級(jí)品。

該菱鎂礦因地域原因，礦石部分泥化，而細(xì)泥較多不利于菱鎂礦的浮選。本實(shí)驗(yàn)擬先將礦樣進(jìn)行預(yù)先脫泥，脫去部分細(xì)泥后進(jìn)行反—正浮選，降低菱鎂礦中SiO2和CaO 等雜質(zhì)的含量，同時(shí)提高菱鎂礦的品位，從而提高磷鎂礦的品級(jí)。

2 原礦預(yù)先脫泥

預(yù)先脫泥處理能有效降低菱鎂礦中細(xì)泥含量，改善浮選環(huán)境，降低浮選藥劑用量，提高菱鎂礦的回收率。相較于其他重選設(shè)備，搖床具有應(yīng)用廣泛，效率高等特點(diǎn)，故在該實(shí)驗(yàn)中，采用搖床進(jìn)行該礦樣預(yù)先脫泥實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)流程圖見(jiàn)圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖1 菱鎂礦脫泥實(shí)驗(yàn)流程Fig.1 Flow of magnesite desliming test

表2 菱鎂礦脫泥實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of desliming of magnesite test

礦石經(jīng)搖床分選后，細(xì)礦泥中-37 μm 96.12%，對(duì)該部分細(xì)礦泥進(jìn)行提前拋尾，以提高浮選實(shí)驗(yàn)效果。礦石經(jīng)分選后，粗砂中MgO 品位由41.20%提高到了42.26%，回收率為94.33%。礦樣經(jīng)脫泥處理后，礦樣中細(xì)粒級(jí)含量明顯降低，為改善后續(xù)反-正浮選試驗(yàn)提供有利條件。

3 結(jié)果與討論

3.1 反浮選實(shí)驗(yàn)

反浮選是脫除菱鎂礦中含硅雜質(zhì)較為有效的方法，為降低礦樣中石英、硅酸鹽等脈石，進(jìn)行了反浮選脫硅實(shí)驗(yàn)。針對(duì)該礦樣進(jìn)行磨礦細(xì)度、浮選礦漿pH 值、水玻璃等系列條件實(shí)驗(yàn)后，確定了其較佳磨礦細(xì)度為-74 μm 79.8%，礦漿pH=6、水玻璃用量為500 g/t，在該浮選條件下，以十八胺為反浮選捕收劑，進(jìn)行捕收劑用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 反浮選捕收劑用量實(shí)驗(yàn)流程Fig.2 Process of Reverse flotation collector dosage test

圖3 反浮選捕收劑十八胺用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Tesresults of the dosage of reverse flotation collector octadecylamine

由圖3 可知，隨著十八胺用量逐漸增加，浮選槽內(nèi)礦化氣泡量增加明顯，反浮選效果逐漸增強(qiáng)，礦漿內(nèi)脈石礦物被浮出同時(shí)，部分菱鎂礦也被浮出，故精礦品位逐漸提高的同時(shí)，其回收率逐漸降低；當(dāng)捕收劑從100 g/t 增加到300 g/t 時(shí)，精礦品位增幅較大，捕收劑用量繼續(xù)增加時(shí)，因部分菱鎂礦隨脈石礦物一同被浮出，其品位增幅不大，且回收率逐漸下降。故綜合考慮，確定最佳捕收劑用量為300 g/t。

3.2 正浮選脫鈣

反浮選可脫除大部分含硅脈石礦物，但對(duì)含鈣脈石礦物的脫除效果不佳。為了進(jìn)一步降低粗精礦中的鈣雜質(zhì)的含量，針對(duì)該礦進(jìn)行正浮選脫鈣實(shí)驗(yàn)。

在進(jìn)行浮選礦漿pH、抑制劑、起泡劑等條件浮選實(shí)驗(yàn)后，確定最佳浮選條件為礦漿pH=9、六偏磷酸鈉用量為150 g/t、2#油100 g/t。在該條件下，以新型捕收劑YSM-091 進(jìn)行捕收劑用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖4 正浮選捕收劑用量實(shí)驗(yàn)流程Fig.4 Process of direct flotation collector dosage test

圖5 正浮選捕收劑用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results of direct flotation collector dosage test

圖5 顯示，隨著捕收劑YSM-091 用量的增加，浮選泡沫層變厚，泡沫增多，菱鎂礦回收率逐漸增加，同時(shí)部分脈石礦物附著在礦化氣泡上，與菱鎂礦一同浮出，因此菱鎂礦品位逐漸降低。綜合考慮，當(dāng)捕收劑用量為1500 g/t 時(shí)，精礦品位為46.31%，作業(yè)回收率為91.23%，此時(shí)浮選效果最佳，故確定最佳捕收劑用量為1500 g/t。

3.3 開(kāi)路實(shí)驗(yàn)

在上述條件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行開(kāi)路實(shí)驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖6 開(kāi)路實(shí)驗(yàn)流程Fig.6 Test procedure of open circuit

由表3 可知，開(kāi)路實(shí)驗(yàn)可得到精礦品位為46.29%，但中礦品位較高，分別達(dá)到了42.15%、35.30%，為進(jìn)一步提高浮選作業(yè)回收率，在閉路實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)增加掃選作業(yè)，提高該菱鎂礦的回收率。

表3 開(kāi)路實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of Closed circuit test

4 閉路實(shí)驗(yàn)

由開(kāi)路實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，開(kāi)路實(shí)驗(yàn)的中礦品位較高，為進(jìn)一步提高菱鎂礦的提回收率，降低尾礦品位，提高鎂資源的利用率，在開(kāi)路實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加一精一掃，進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖7，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of Closed circuit test

圖7 閉路實(shí)驗(yàn)流程Fig.7 Test procedure of closed circuit

對(duì)上表實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，采用先脫泥后反-正浮選的實(shí)驗(yàn)流程，其最終精礦中，MgO 品位達(dá)到了46.12%，綜合回收率為77.83%。其中精礦中SiO2的品位為0.92%，其去除率為84.59%，CaO的品位為0.81%，CaO 的去除率達(dá)到了87.29%。

菱鎂礦中的主要成分為MgCO3，該閉路實(shí)驗(yàn)中，最終產(chǎn)品MgO 的品位達(dá)到了46.12%；將該浮選精礦產(chǎn)品與工業(yè)菱鎂礦品級(jí)進(jìn)行對(duì)比分析可知，浮選精礦中MgO 品位為46.12%，SiO2的品位為0.92%，CaO 的品位為0.81%，達(dá)到了菱鎂礦一級(jí)品的要求。

5 結(jié)論

（1）該礦石的主要成分為MgO，原礦中MgO 的品位為41.20%，脈石礦物主要為4.15%的SiO2和4.43%的CaO，工業(yè)品級(jí)為四級(jí)品。

（2）在磨礦細(xì)度-74 μm 79.8%，礦漿pH=6、水玻璃用量為500 g/t，十八胺300 g/t 的條件下反浮選，可得到精礦品位44.21%，作業(yè)回收率為91.17%的粗精礦。

（3）在礦漿pH=9、抑制劑150 g/t、2#油100 g/t，捕收劑YSM-091 為1500 g/t 的條件下進(jìn)行粗精礦正浮選脫鈣，可得到精礦品位46.31%，作業(yè)回收率91.23%的鎂精礦。

（4）在最佳條件下，進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)，最重可得到品位為46.12%的精礦產(chǎn)品，綜合回收率為77.83%，其主要雜質(zhì)SiO2、CaO 的含量分別為0.92%、0.81%，對(duì)比菱鎂礦品級(jí)技術(shù)指標(biāo)，該精礦產(chǎn)品達(dá)到了工業(yè)一級(jí)品的要求。