鄂西某高磷鲕状赤铁矿浮选工艺研究

闫 武,张裕书,刘亚川

(中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都 610041)

鄂西地区鲕状赤铁矿石资源储量丰富，由于鲕状铁矿中赤铁矿粒度细，与磷灰石、石英等脉石矿物嵌布关系复杂[1]，是国内外公认的最难选的铁矿石类型之一。近年来，随着我国钢铁工业的高速发展，铁矿石供应日趋紧张，国内高磷鲕状铁矿资源的利用提上了日程。目前，高磷鲕状铁矿的利用工艺主要有：反浮选、强磁-浮选、还原焙烧-弱磁选-反浮选、酸浸和生物脱磷等[2-3]，但都存在着铁精矿含磷高、回收率低、工艺流程长、运行成本高等问题。目前还未探索出可大规模工业应用的利用鲕状赤铁矿资源的有效方法。

作者采用自制的脱磷捕收剂EM-501和高效脱硅捕收剂EM-506，对鄂西某鲕状赤铁矿进行脱泥-脱磷反浮选-脱硅反浮选工艺流程试验，取得了较好的试验指标。

1 矿石的性质

试验矿样为鄂西某区鲕状赤铁矿石，属于高磷高硅难选矿石，矿石的化学多项分析结果见表1。由表1可知，矿石中铁和磷的品位分别为48.80%和1.02%；杂质成分除磷外，主要是硅，其次是铝。

矿石中主要有用矿物为赤褐铁矿和微量磁铁矿；脉石矿物主要碳酸盐和石英类矿物，其次为绿泥石(鲕绿泥石、鳞绿泥石)、黏土类(高岭石、水云母)，有少量黑云母、绢云母等；主要含磷矿物为胶磷矿。

矿石以鲕状构造为主，矿石具有典型的同心环带结构，鲕粒中赤铁矿与胶磷矿、石英、长石、绿泥石、黏土矿物等矿物胶结共生，这些矿物颗粒都十分细，即使在细磨矿条件下矿物间也不能充分单体解离。

矿石中的磷矿物以三种形式出现：一种是在鲕粒中成环带；一种是在砾状矿石中以较纯的块状胶磷矿出现；再一种是以胶磷矿的质点分布在岩屑中，其中块状胶磷矿和含磷质岩屑中胶磷矿粒度集中于0.8～0.2mm，适合机械选矿方式去除，鲕粒中有65%左右的胶磷矿粒度小于0.02mm粒级，有20%左右的磷矿物难以用常规选矿去除。

表1 原矿化学多项分析结果/%

2 选矿试验

2.1 磨矿脱泥试验

该矿石在磨矿中非常容易泥化，本试验采用添加助磨剂、阶段磨矿等措施减少矿泥的产生，再经过螺旋流槽脱泥得到反浮选原料。

经试验确定磨矿粒度为-0.074mm占91.20%，阶段磨矿-螺旋溜槽脱泥工艺中矿泥产率为18.76%，TFe品位为49.02%；沉砂产率为81.24%，TFe品位为49.15%，P含量为1.36%，沉砂中铁分布率为81.32%。

2.2 脱磷反浮选试验

该铁矿含磷较高，首先进行脱磷反浮选试验。试验原料为脱泥沉砂，-0.074mm占90%左右，试验流程见图1。

试验采用自制的阴离子捕收剂EM-501作为磷矿物捕收剂，淀粉作为铁矿物的抑制剂。试验主要进行了抑制剂用量和捕收剂用量试验。

图1 脱磷反浮选试验流程

2.2.1 抑制剂用量试验

在药剂用量EM501粗选600g/t、扫选300g/t的条件下，改变抑制剂淀粉的用量，进行抑制剂用量试验，扫选抑制剂用量为粗选的一半。试验结果见表2。

表2 脱磷淀粉用量试验结果

试验结果表明：随着淀粉用量的增加，精矿TFe品位变化不大，TFe回收率有较大幅度增加，精矿中P含量略有增加。综合考虑，选择粗选淀粉用量为400g/t。

2.2.2 捕收剂用量试验

在药剂用量淀粉粗选400g/t、扫选200g/t的条件下，改变捕收剂EM501的用量，进行捕收剂用量试验，扫选EM501用量为粗选的一半。试验结果见表3。

表3 脱磷捕收剂用量试验结果

由试验结果可知，随着捕收剂用量的增大，精矿中TFe品位变化不大，回收率降低，磷含量也降低；当捕收剂用量大于500g/t时，精矿中P含量低于0.16%，精矿TFe品位和回收率变化不大。为了保证精矿中较低的磷含量，捕收剂用量选择600g/t较为合适。

2.3 脱硅反浮选试验

反浮选试验的浮选原料为浮选脱磷铁精矿，采用苛化木薯淀粉作为铁矿物的抑制剂，阳离子捕收剂EM-506作为石英等脉石矿物的捕收剂。试验流程见图2。试验进行了捕收剂EM-506的用量试验，抑制剂淀粉用量试验和粗选尾矿扫选流程试验等。

图2 脱硅反浮选试验流程

2.3.1 抑制剂用量试验

在药剂用量EM506粗选200g/t、扫选100g/t的条件下，改变抑制剂淀粉的用量，进行抑制剂用量试验，扫选淀粉用量为粗选的一半。试验结果见表4。

表4 脱硅淀粉用量试验结果

试验结果表明，当淀粉用量的增加到125g/t时，精矿TFe 品位降低，TFe回收率逐渐增加，尾矿TFe 品位也降低；当用量大于125g/t时，精矿中TFe品位回收率均有所下降，这主要是淀粉抑制了含铁脉石和细粒级铁矿物上浮造成的；综合考虑，选择淀粉用量为125g/t。

2.3.2 捕收剂用量试验

在药剂用量淀粉粗选125g/t、扫选60g/t的条件下，改变捕收剂EM506的用量，进行捕收剂用量试验，扫选EM506用量为粗选的一半。试验结果见表5。

表5 脱硅捕收剂用量试验结果

试验结果表明，随着捕收剂EM-506用量的增加，精矿TFe品位增加，但是TFe回收率下降较快，说明该药剂对硅酸盐脉石捕收能力较强。综合考虑，捕收剂用量选择100g/t。

2.4 闭路流程试验

在上述确定的试验条件下进行反浮选闭路试验，试验闭路试验流程见图3，试验结果见表6。

表6 反浮选脱磷-脱硅闭路试验结果

图3 反浮选脱磷-反浮选脱硅流程闭路试验流程

反浮选脱磷-反浮选脱硅流程闭路试验结果为：总铁精矿TFe品位为58.89%，作业回收率为91.06%；精矿中P含量为0.24%，P含量偏高，主要是大部分磷、铁含量高的中矿进入精矿。全流程精矿TFe回收率为74.05%。

3 结论

1)该高磷鲕状赤铁矿矿石脉石矿物与铁矿物关系密切，嵌布粒度微细，属难选含磷鲕状赤铁矿。

2)对该矿石采用脱泥-反浮选脱磷-反浮选脱硅工艺，可获得TFe品位为58.89%、回收率为74.05%的铁精矿，铁精矿中P含量为0.24%。

3)脱泥-反浮选脱磷-反浮选脱硅工艺适合处理该类铁矿石，为我国开发同类铁矿资源提供了技术参考。

[1] 姚敬劬,张华成. 宁乡式铁矿工艺矿物学特征及选矿效果预期[J]. 资源环境与工程,2008, 22(5): 481-487.

[2] 刘万峰,王立刚,孙志健，等. 难选含磷鲕状赤铁矿浮选工艺研究[J].矿冶,2010,19(1):13-18.

[3] 文勤.鲕状赤铁矿提铁降磷工艺研究[D].武汉:武汉理工大学, 2006.