某细粒铁粗精矿提纯试验研究

刘慧芳

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

某细粒铁粗精矿提纯试验研究

刘慧芳

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

介绍了某铁粗精矿的工艺矿物学性质,根据试样的矿石性质,确定采用硫浮选—磨矿—磁选工艺流程,获得了全铁66.25%、含硫0.50%的铁精矿。

铁粗精矿;浮选;磨矿;磁选

湖南某钨选厂为了减少主流程的药剂用量,在球磨之后采用弱磁选除去原矿中的磁铁矿,由于磁铁矿嵌布粒度极细多在37μm以下,在该厂现有的磨矿条件下,无法获得合格的铁精矿,为开发利用这部分铁精矿资源,本文研究了该铁粗精矿的工艺矿物学性质并在此基础上进行了选矿工艺研究,采用浮选—磨矿—磁选工艺,可获得铁精矿铁品位66.25%,铁回收率 84.44%的试验指标,为企业生产提供了依据。

1 矿石性质

1.1 矿物组成

试样中主要的金属矿物为磁铁矿,少量赤铁矿、磁黄铁矿,微量褐铁矿、黄铁矿、铜铅锌硫化物;主要的脉石矿物是角闪石、萤石、透辉石、石榴子石、石英等,另有少量透闪石、阳起石、绿泥石、云母类、粘土类、方解石等,试样的化学多元素分析列于表1,试样主要矿物组成及其相对含量列于表2。

表1 试样化学多元素分析结果 %

1.2 物相分析

铁是试样中主要的元素,硫在试样中含量达1.84%,对试样中铁、硫的赋存状态进行了测定,试样中铁的物相分析结果列于表3,试样中硫的物相分析结果列于表4。

表2 试样主要矿物组成及其相对含量 %

表3 试样铁的物相分析结果 %

表4 试样硫的物相分析结果 %

1.3 粒度分析

对试样进行粒度筛分测定,筛分分析结果列于表5。

1.4 主要矿物特征

1.4.1 硫化物

试样中的硫化物主要是磁黄铁矿,其他甚少,包括黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等;磁黄铁矿粒度主要在0.01～0.045 mm之间,部分细粒者常见被脉石矿物包裹,或与之毗连连生。其他硫化物多与磁黄铁矿连生,单体甚少。磁黄铁矿(包括硫化物之间的结合体)单体解离率约为70%。

表5 试样筛分分析结果 %

1.4.2 氧化铁矿物

试样中的氧化铁矿物主要是磁铁矿,约占试样总量的60%,另有少量赤铁矿、褐铁矿,约占试样总量的2%;试样为选厂磁选粗精矿,粒度较细,氧化铁矿物粒度一般在0.015～0.05 mm之间,解离率在70%以上,连生体主要与脉石矿物呈毗连连生,部分细粒者被脉石包裹或半包裹连生,少量与磁黄铁矿连生。赤铁矿解离率约55%,连生体主要与磁铁矿毗连连生,分布于磁铁矿边部;褐铁矿含量甚少,为磁铁矿、赤铁矿水化、氧化的产物,主要呈披膜状分布于磁铁矿、赤铁矿边部。

1.4.3 脉石矿物

试样中的脉石矿物主要是角闪石、萤石、透辉石、石榴子石、石英等,另有一些透闪石、阳起石、绿泥石、云母类、粘土类、方解石等,粒度不均匀,从0.001～0.09 mm不等,其中粗粒者常见其内部包裹有一些细粒的磁铁矿、磁黄铁矿等磁性矿物。脉石矿物总的解离率在60%以上。

2 选矿提纯试验研究

2.1 选矿试验方案的确定

根据试样的矿石性质特征,试样中的铁主要以磁铁矿的形式存在,磁铁矿的嵌布粒度极细,只有采用超细磨才有可能使磁铁矿和脉石矿物单体解离,考虑到磁黄铁矿嵌布粒度较粗,磁铁矿中脱除磁黄铁矿一般采用先浮后磁的方案,因此本次试验确定的铁粗精矿提纯的回收方案为浮选-磁选方案。试验原则流程如图1所示。

2.2 浮选脱硫试验

由于原矿硫含量较高,为获得合格的铁精矿,按确定的原则流程首先进行浮选硫条件试验。

2.2.1 硫酸用量条件试验

选矿尾矿中的磁黄铁矿有一定程度的氧化,在酸性条件下磁黄铁矿的可浮性较好,因此首先进行了硫酸用量试验,以调节浮选矿浆pH值,硫酸用量条件试验工艺流程及药剂用量如图2所示,试验结果如图3所示。

图1 铁粗精矿提纯原则工艺流程图

图2 浮选硫粗选工艺流程图

图3 硫酸用量对铁粗精矿的硫品位与回收率的影响

从图3试验结果可知,适宜的硫酸用量为8 000 g/t,此时pH值为5左右。

2.2.2 硫酸铜用量条件试验

其他试验条件不变,硫酸铜用量为变量,试验流程图如图2所示,试验结果如图4所示。从图4试验结果可知,硫酸铜用量在150 g/t时,指标较好,适宜的硫酸铜用量为150 g/t。

图4 硫酸铜用量对铁粗精矿的硫品位与回收率的影响

2.2.3 硫化钠用量条件试验

其他试验条件不变,硫化钠用量为变量,试验流程图如图2所示,试验结果如图5所示。从图5试验结果可知,适宜的硫化钠用量为100 g/t。

图5 硫化钠用量对铁粗精矿的硫品位与回收率的影响

2.2.4 捕收剂用量条件试验

捕收剂按常规以丁基黄药为主,加入一定量的丁胺黑药,丁基黄药和丁胺黑药比例为3∶1。以捕收剂用量为变量,其他试验条件不变,试验流程图如图2所示,试验结果如图6所示。从图6试验结果可知,适宜的捕收剂用量为100 g/t。

图6 捕收剂用量对铁粗精矿的硫品位与回收率的影响

2.3 铁磁选试验

2.3.1 磨矿细度试验

经脱硫浮选的硫尾矿需磨矿后才能磁选回收高品位的铁精矿,磨矿细度试验工艺流程如图7所示,试验结果如图8所示。从图8试验结果可知,磨矿细度对铁精矿品位起着决定性的作用,磨矿细度越细,铁精矿品位越高,铁回收率下降但下降幅度不大,综合考虑,适宜的磨矿细度(-0.037 mm)为95.31%。

图7 硫尾矿磁选回收铁精矿原则工艺流程图

图8 磨矿细度对铁精矿的铁品位与回收率的影响

2.3.2 粗选磁场强度的确定

粗选磁场强度试验工艺流程如图7所示,试验结果如图9所示。从图9试验结果可知,粗选磁场强度的高低对铁精矿的品位和回收率影响不大,适宜的粗选磁场强度为95.5 kA/m。

图9 磁场强度对铁精矿的铁品位与回收率的影响

2.4 全流程闭路试验

铁粗精矿提纯闭路全流程试验的工艺流程及药剂用量如图10所示,试验结果列于表6。

图10 铁粗精矿提纯全流程试验工艺流程图

表6 铁粗精矿提纯全流程试验结果 %

从表6结果可知,铁粗精矿经过浮选脱硫、细磨、磁选处理后,可获得全铁66.25%、硫0.50%的铁精矿,铁精矿全铁回收率84.44%。

2.5 产品检测

对全流程闭路试验所得铁精矿进行了产品检测,产品化学元素分析结果列于表7,产品筛水析结果列于表8,铁精矿产品沉降曲线如图11所示。

表7 铁精矿产品检测分析结果 %

表8 铁精矿产品筛水析结果 %

图11 铁精矿的沉降曲线

3 结 语

1.该铁粗精矿中主要的金属矿物为磁铁矿,少量赤铁矿、磁黄铁矿,微量褐铁矿、黄铁矿、铜铅锌硫化物,主要的脉石矿物是角闪石、萤石、透辉石、石榴子石、石英等。铁粗精矿中氧化铁矿物嵌布粒度极细,主要氧化铁矿物粒度一般为0.015～0.05 mm,因此只有在细磨条件下才能获得高品位铁精矿。

2.经选矿试验表明:经过浮选脱硫—磨矿—磁选工艺流程可获得全铁含量66.25%、含硫0.5%的铁精矿,铁精矿回收率84.44%。试验指标稳定,重现性好。

[1] 许时.矿石可选性研究[M].北京:冶金工业出版社,1995.

[2] 王淀佐.资源加工学[M].长沙:中南工业大学出版社,2003.

[3] 王全亮,周虎强.某尾矿综合回收硫、铁资源试验研究[J].湖南有色金属,2009,25(3):15-18.

Experimental Study on Purification of a Fine Particle Iron Crude Concentrate

LIU Hui-fang
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

This paper describes mineralogical composition of the iron crude concentrate.According to the characteristics,by the process of sulfur flotation—grinding—magnetic separation,an iron concentrate of 66.25%Fe with sulfur content of 0.5%can be obtained.

iron crude concentrate;flotation;regrinding;magnetic separation

TD952

A

1003-5540(2012)01-0017-04

刘慧芳(1983-),女,助理工程师,主要从事资源综合利用研究工作。

2012-01-11