海南某選廠磁-赤褐鐵礦選礦工藝試驗研究*

朱海龍 張 鈴 伍紅強

（1.海南礦業(yè)股份有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

我國鋼鐵工業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，鐵礦石需求量逐步增大。采用合理高效的選礦工藝，提高和優(yōu)化鐵精礦品位，對開發(fā)利用我國貧、細、雜難選鐵礦資源至關重要［1-2］?，F(xiàn)階段，已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物有300余種，其中菱鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等弱磁性鐵礦石為難選鐵礦石［3］。近年來，國內選礦工作者對此類鐵礦石開展了大量的研究工作，取得了突出的研究成果。目前，相對成熟的選礦方法主要有磁化焙燒、階段磨礦、連續(xù)磨礦—弱磁選、強磁選、重選、浮選及其聯(lián)合工藝流程［4-7］。海南某選廠鐵礦石主要含鐵礦物為磁鐵礦和赤褐鐵礦，結合選礦實踐，對該鐵礦石進行了工藝礦物學研究及選礦工藝試驗研究，并獲得了滿意的試驗指標。

1 原礦性質

原礦化學多元素分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

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由表1 可知，礦石全鐵品位為39.66%，主要雜質成分SiO2含量為28.28%；有害元素硫、磷含量分別為1.10% 和0.027%，硫含量稍高，會對鐵精礦品位產生影響；原礦堿度系數(shù)為0.156，屬酸性鐵礦石。

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由表2 可知，原礦中的含鐵礦物主要是赤褐鐵礦，鐵含量24.86%，鐵分布率62.68%；其次是磁鐵礦，鐵含量7.26%，鐵分布率18.31%；硅酸鐵含量6.12%，鐵分布率較高，將直接影響該鐵礦石的選別回收率。

2 選礦試驗及結果

2.1 磁選試驗

一段磨礦采用XMQ240×90 試驗室型球磨機。由于原礦中鐵礦物嵌布粒度細，且SiO2含量較高，因此要提高磨礦細度才能實現(xiàn)有用礦物的單體解離。根據(jù)類似礦山生產實踐情況，一段磨礦細度確定為-0.076 mm60%，分別考察弱磁、強磁選磁場強度對鐵精礦指標的影響，試驗流程見圖1。

2.1.1 弱磁選磁場強度試驗

磁場強度試驗采用φ400 mm×300 mm 濕式電磁筒式磁選機進行弱磁選試驗，試驗流程為1 次粗選，試驗結果見表3。

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由表3 可知，隨著弱磁選磁場強度的提高，精礦鐵品位有所下降，鐵回收率提高，但鐵品位和鐵回收率變化幅度較小；綜合考慮鐵精礦品位及鐵回收率，弱磁選磁場強度選取159 kA/m為宜。

2.1.2 強磁選磁場強度試驗

對表3 中弱磁選磁場強度159 kA/m 條件下所得的尾礦進行磁場強度不同的強磁選試驗，強磁選試驗采用Slonφ50 mm 立環(huán)脈動高梯度磁選機，采用1次粗選試驗流程，試驗結果見表4。

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由表4 可知，隨著強磁選磁場強度的增大，精礦鐵品位降低，產率和鐵回收率增加；當磁場強度為796 kA/m 時，繼續(xù)增加磁場強度，精礦鐵品位和鐵回收率變化幅度較??；綜合考慮，強磁選磁場強度選取796 kA/m進行后續(xù)試驗研究。

2.1.3 磁選驗證試驗

將原礦磨至-0.076 mm60%依次在弱磁磁場強度159 kA/m 和強磁磁場強度796 kA/m 的條件下進行磁選驗證試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表5。

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由表5 可知，原礦經(jīng)一段磨礦—弱磁選—強磁選，可獲得全鐵品位48.70%、硫含量0.60%、產率72.89%、鐵回收率89.45%的混合鐵精礦。

2.2 再磨—脫硫浮選試驗

將磁選驗證試驗得到的混合鐵精礦作為給礦，由于硫含量較高，將混合鐵精礦再磨至- 0.076 mm95%進行浮選脫硫試驗研究。浮選脫硫試驗采用1 次粗選，浮選設備為試驗室XF 掛槽式浮選機，試驗以CuSO4為活化劑、丁基黃藥為捕收劑、2#油為起泡劑，試驗流程及藥劑制度見圖2，試驗結果見表6。

由表6 可知，通過浮選脫硫試驗可獲得產率94.61%、全鐵品位49.09%、硫品位0.18%、全鐵回收率95.27%的鐵精礦。

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2.3 陰離子反浮選試驗

以NaOH 為pH 值調整劑、淀粉為鐵礦物抑制劑、CaO 為脈石礦物活化劑、TS-3 為捕收劑，對浮選脫硫鐵精礦進行陰離子反浮選條件試驗，流程見圖3。

2.3.1 NaOH用量試驗

為考察礦漿pH 值對陰離子反浮選指標的影響，在淀粉用量1 000 g/t、CaO 用量400 g/t、粗選TS-3 用量1 200 g/t、精選TS-3 用量400g/t 條件下，對脫硫鐵精礦進行NaOH用量試驗，試驗結果見圖4。

由圖4 可見，隨著NaOH 用量的增加，精礦鐵品位升高，鐵回收率急劇下降；當NaOH 用量達到1 500 g/t后，精礦鐵品位增幅變緩；綜合考慮，選擇NaOH用量1 500 g/t進行后續(xù)試驗研究。

2.3.2 淀粉用量試驗

在NaOH 用量1 500 g/t、CaO 用量400 g/t、粗選TS-3 用量1 200 g/t，精選TS-3 用量400 g/t的條件下，對脫硫鐵精礦進行淀粉用量試驗，試驗結果見圖5。

由圖5 可見，隨著淀粉用量的增加，精礦鐵品位先升高后下降，鐵回收率逐步提高；當?shù)矸塾昧繛? 000 g/t時，精礦鐵品位達到最大值，為63.01%；綜合考慮，選擇淀粉用量1 000 g/t進行后續(xù)試驗。

2.3.3 CaO用量試驗

在NaOH 用量1 500 g/t、淀粉用量1 000 g/t、粗選TS-3 用量1 200 g/t，精選TS-3 用量400 g/t 的條件下，對脫硫鐵精礦進行CaO用量試驗，試驗結果見圖6。

由圖6 可見，隨著CaO 用量的增加，精礦鐵品位顯著上升后趨于平穩(wěn)，鐵回收率大幅降低；當CaO 用量為400 g/t 時，綜合指標理想；因此，選擇CaO 用量400 g/t進行后續(xù)試驗。

2.3.4 TS-3用量試驗

在NaOH 用量為1 500 g/t、淀粉用量1 000 g/t、CaO 用量為400 g/t 、精選TS-3用量400 g/t的條件下，對脫硫鐵精礦進行粗選TS-3 用量試驗，試驗結果見圖7。

由圖7 可見，隨著粗選捕收劑TS-3 用量增加至1 200 g/t 后，精礦鐵品位增幅變緩，鐵回收率大幅下降；綜合考慮，選擇TS-3 用量1 200 g/t 較為合適，此時鐵精礦品位為63.05%、鐵回收率為63.16%。

2.3.5 閉路試驗

在條件試驗及開路試驗的基礎上進行陰離子反浮選閉路試驗，浮選藥劑制度和試驗流程見圖8，試驗結果見表7。

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由表7 可知，通過反浮選閉路試驗，可獲得產率63.79%、全鐵品位63.32%、鐵回收率82.57% 的鐵精礦。

2.4 全流程試驗

全流程試驗流程見圖9，試驗結果見表8。

由表8 可知，采用圖9 所示流程處理后，可獲得鐵品位63.32%、鐵回收率70.38% 的鐵精礦；鐵品位提高了23.66 個百分點，鐵精礦中的硫含量降低至0.24%，提鐵降雜效果較好。

3 結 語

（1）海南某鐵礦石屬酸性鐵礦石，鐵品位為39.66%，主要雜質成分SiO2含量28.28%，有害元素硫含量1.10%；礦石中赤褐鐵占總鐵的62.68%，磁性鐵占總鐵的18.31%，硅酸鐵占總鐵的15.43%；礦石中的有用礦物主要為赤褐鐵礦和磁鐵礦。

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（2）弱磁精礦與強磁精礦混合后的鐵精礦硫含量偏高，浮選脫硫后進行反浮選才能有效提高鐵精礦品位，最終鐵精礦硫含量為0.24%。

（3）當一段磨礦細度為-0.076 mm60%，二段磨礦細度為-0.076 mm95% 時，采用階段磨礦—弱磁—強磁—浮選脫硫—陰離子反浮選工藝流程，可獲得鐵品位63.32%、鐵回收率70.38%的混合鐵精礦。