遼寧某磁鐵礦尾礦磁浮聯(lián)合再選工藝研究

施建軍 杜艷清 余 瑩 楊 春 滿曉霏

（1.鞍鋼集團礦業(yè)弓長嶺有限公司選礦分公司；2.鞍鋼集團礦業(yè)有限公司；3.鞍鋼集團北京研究院有限公司）

隨著我國對生態(tài)、環(huán)境要求的不斷提高，尾礦庫安全管控壓力逐年增大，尾礦資源的再利用成為研究的熱門話題，如何環(huán)保高效地利用尾礦資源成為目前急需解決的問題之一［1-2］。目前，我國尾礦儲存累計總量超過60 億t，還以每年3～5 億t 的速度迅速增加［3-5］。目前，鐵礦仍是處理量最多的金屬礦，產(chǎn)生的尾礦占整個金屬尾礦的40%以上［6-7］。鐵尾礦雜質(zhì)和重金屬含量較低，相對易于處理，所以針對鐵尾礦大宗固廢的研究具有重要的實際意義，是推動我國尾礦大宗固廢綜合利用的關(guān)鍵一環(huán)［8-9］。

目前，鐵尾礦的綜合利用途徑主要以有價元素回收為主［10］。某磁鐵礦選礦廠常年通過單一磁選流程對尾礦中的鐵元素進行回收利用。隨著礦石開采的不斷深入，礦石嵌布粒度越來越細，單一磁選工藝已很難達到理想的選別指標，無法滿足生產(chǎn)要求，亟須探索新的工藝流程，實現(xiàn)磁選作業(yè)區(qū)尾礦的高效選別。為此，以遼寧某磁鐵礦磁選作業(yè)區(qū)尾礦為研究對象，對一段磁選—再磨—二段磁選—反浮選新工藝流程的選別效果進行了探究，以期為鞍山式磁鐵礦尾礦的大宗固廢綜合利用提供技術(shù)支撐。

1 試驗原料

試樣取自遼寧某選礦廠磁選作業(yè)區(qū)尾礦，礦樣鐵物相分析結(jié)果見表1。對礦樣進行粒度分析及解離度測定，其中+76 μm 粒級產(chǎn)品采用套篩進行篩析，-76 μm粒級產(chǎn)品采用水析儀進行水析，結(jié)果見表2。

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由表1、表2可知，尾礦中流失的鐵礦物主要是硅酸鐵、碳酸鐵、磁性鐵和赤褐鐵礦物，尾礦中流失的鐵礦物大部分為貧連生體，在細級別有部分單體鐵礦物。

2 試驗藥劑及方法

浮選試驗以現(xiàn)場復(fù)配藥劑DN 為捕收劑（濃度6%），淀粉為抑制劑（濃度3%），CaO 為活化劑（濃度2%），NaOH為pH值調(diào)節(jié)劑（濃度5%）。

由于尾礦中全鐵品位僅為10.04%，因此在尾礦礦樣混勻縮分后，先對礦樣進行一段磁選—再磨—二段磁選預(yù)富集工藝試驗，主要考察一段、二段磁選磁感應(yīng)強度對選別指標的影響，一段磁選采用φ400 mm×600 mm 永磁筒式磁選機，二段磁選采用φ400 mm×600 mm 永磁筒式磁選機和φ300 mm×400 mm半逆流濕式鼓形弱磁機，磁選試驗流程見圖1。

礦石反浮選試驗在試驗室XFD型0.5 L掛槽浮選機中進行，每組試驗使用礦樣200 g，磁選所得精礦經(jīng)充分攪拌后，依次加入pH 值調(diào)整劑、抑制劑、活化劑和捕收劑，浮選回收精礦，將所得精礦產(chǎn)品烘干、稱重，化驗品位并計算回收率，最后進行浮選開路試驗和浮選閉路試驗。浮選溫度35 ℃，浮選濃度33 %，試驗流程見圖2。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 磁選預(yù)富集工藝條件試驗

3.1.1 一段磁選磁感應(yīng)強度試驗

磁感應(yīng)強度是影響磁選作業(yè)的重要因素。為了考察磁感應(yīng)強度對一段磁選精礦指標的影響，進行了磁選磁感應(yīng)強度試驗，試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3 可見，隨著磁感應(yīng)強度由250 mT 增加至400 mT 時，一段磁選精礦全鐵品位保持在24%左右；當磁場強度為400 mT 時，一段磁選精礦全鐵回收率為21.65%，略高于其他條件；綜合考慮，一段磁選磁感應(yīng)強度選擇400 mT。

3.1.2 二段磁選磁感應(yīng)強度試驗

將一段磁選磁感應(yīng)強度為400 mT 時產(chǎn)生的磁選精礦磨至-45 μm90%，分別采用磁感應(yīng)強度為250，200 mT 的φ400×600 mm 永磁筒式磁選機和φ300×400 mm 半逆流濕式鼓形弱磁機進行磁感應(yīng)強度試驗，試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖4。

由圖4 可見，隨著磁感應(yīng)強度由100 mT 增加至250 mT，二段磁選精礦全鐵品位降低，全鐵回收率升高；當磁感應(yīng)強度為250 mT 時，獲得的精礦品位52.82%、精礦回收率35.24%；當磁感應(yīng)強度為150 mT時，獲得的精礦品位55.34%、精礦回收率32.37%；綜合考慮，二段磁選機磁感應(yīng)強度選擇250 mT。

3.2 反浮選條件試驗

通過兩段磁選試驗獲得了TFe 品位52.82%的二段磁選精礦。該二段磁選精礦雜質(zhì)成分主要為SiO2，有害元素含量均較少；主要鐵礦物為赤鐵礦和磁鐵礦，還存在少量菱鐵礦，主要脈石礦物為石英。經(jīng)一段、二段磁選工藝產(chǎn)生的精礦品位難以滿足后續(xù)工序的要求，因此采用反浮選工藝，進一步將磁選精礦提純，提高鐵精礦品位。試驗主要考察捕收劑DN、淀粉用量等對礦物浮選指標的影響。

3.2.1 抑制劑淀粉用量條件試驗

在浮選礦漿溫度35 ℃、調(diào)整礦漿pH 值為11.5、CaO用量800 g/t、粗選及精選捕收劑DN用量為（800+400）g/t的條件下，考察淀粉用量對浮選指標的影響，試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5 可見，當?shù)矸塾昧坑?00 g/t 增加到1 000 g/t時，淀粉對鐵礦物的抑制作用先緩慢增強，后迅速增強，浮選精礦全鐵品位降低，由68.83%降低至64.93%；全鐵回收率總體呈上升趨勢，先迅速上升，由66.87%增長至71.64%，當?shù)矸塾昧砍^800 g/t時，上升速度變緩；綜合考慮，確定抑制劑淀粉用量為800 g/t，此時精礦全鐵品位68.33%，全鐵回收率71.16%。

3.2.2 捕收劑DN用量條件試驗

在浮選礦漿溫度35℃、調(diào)整礦漿pH 值為11.5、CaO 用量800 g/t、淀粉用量800 g/t 的條件下，考察粗選DN 捕收劑用量對浮選指標的影響。試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見圖6。

由圖6 可見，當DN 捕收劑粗選用量由500 g/t 增加到900 g/t時，精礦全鐵品位升高，由67.01%升高至68.45%；全鐵回收率總體呈下降趨勢，由82.65%下降至67.23%；綜合考慮，確定反浮選粗選捕收劑DN 用量為700 g/t，此時精礦全鐵品位為67.92%，全鐵回收率為75.19%。

3.3 反浮選開路試驗

在反浮選條件試驗的基礎(chǔ)上，進行1 粗1 精3 掃浮選開路試驗。藥劑制度及試驗流程見圖7，試驗結(jié)果見表3。

由表3 可知，在最佳試驗條件下，精礦全鐵品位達67.76%，精礦全鐵回收率74.70%，且尾礦全鐵品位較低，僅為18.14，說明該工藝流程可以很好地實現(xiàn)尾礦中鐵礦物與脈石礦物的有效分離。

3.4 反浮選閉路試驗

在開路試驗的基礎(chǔ)上進行1粗1精3掃浮選閉路試驗，試驗藥劑制度和流程見圖8，試驗結(jié)果見表4。

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由表4 可知，經(jīng)1 粗1 精3 掃浮選閉路流程處理后，最終可獲得產(chǎn)率70.37%、全鐵品位65.43%、全鐵回收率87.17% 的鐵精礦，綜合尾礦全鐵品位為22.87%。

4 結(jié) 論

（1）遼寧某磁選作業(yè)區(qū)尾礦全鐵品位10.04%，該尾礦中流失的鐵礦物主要是硅酸鐵、碳酸鐵、磁性鐵和赤褐鐵礦物。從礦樣粒度分析及解離度測定結(jié)果可知，尾礦中流失的鐵礦物大部分為貧連生體，在細級別有部分單體鐵礦物。

（2）該尾礦適宜的磁選預(yù)富集工藝流程為一段磁選—再磨—二段磁選，最佳工藝參數(shù)一段磁選磁感應(yīng)強度為400 mT，磨礦細度為-45 μm90%，二段磁感應(yīng)強度為250 mT，經(jīng)該工藝處理可獲得全鐵品位52.82%的二段磁選精礦。

（3）二段磁選精礦反浮選流程適宜的藥劑制度為浮選溫度35 ℃、礦漿pH 值11.5、淀粉用量800 g/t、CaO用量800 g/t、粗選捕收劑用量700 g/t、精選1捕收劑用量350 g/t，在該浮選藥劑制度下，進行二段磁選精礦反浮選閉路試驗，可得到全鐵品位65.43%、全鐵回收率87.17%的浮選精礦指標。

（4）該磁選作業(yè)區(qū)尾礦適宜的選別工藝流程為一段磁選—再磨—二段磁選—1 粗1 精3 掃，尾礦經(jīng)該流程處理后，能實現(xiàn)鐵礦物與脈石礦物的有效分離，浮選尾礦全鐵品位為22.87%。