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河北省某铁矿石制取超级铁精矿试验研究

2013-07-25唐平宇李芬芳

中国矿业 2013年5期
关键词:铁精矿原矿磁铁矿

王 素,唐平宇,李芬芳

(1.河北省地矿中心实验室,河北 保定 071051;2.国土资源部保定地质矿产资源监督检测中心,河北 保定 071051)

目前,生产超级铁精矿的原料为磁铁矿和赤铁矿,一般都是从商品精矿中提取,主要方法有浮选、磁选、电选和细筛等。其中,阳离子反浮选脱硅是提高铁精矿质量的有效方法之一,而且可不添加铁矿物抑制剂。超级铁精矿既是选矿的深加工产品,又是一种很有发展潜力的新型功能材料。不同的用途对超级铁精矿的质量要求也不同,主要分两类:①全铁品位高于69.00%、SiO2及其他杂质(酸不溶物)含量小于3.00%的磁铁矿精矿,主要用于生产海绵铁;②全铁品位高于71.50%、SiO2及其他杂质含量小于0.20%~3.00%的磁铁矿精矿,主要用于粉末冶金、磁性材料等领域。超级铁精矿用途广泛,近年来,随着钢铁工业和化学工业的发展,需求量越来越大。超级铁精矿附加值高,能显著提高矿山企业的经济效益,得到了铁矿企业的高度重视[1-3]。

本文针对河北省某铁矿成分简单,磁铁矿嵌布粒度粗,有害杂质含量低的特点,进行了详细系统的选矿试验研究,可生产两种规格的超级铁精矿产品,提高了产品的经济价值。

1 原矿性质

河北省某铁矿为变质型角闪斜长片麻岩磁铁矿矿石,矿石结构构造简单,结构为自形~它形晶粒状结构、包含结构;构造为浸染状构造。矿物成分简单,种类较少,金属矿物以磁铁矿为主,非金属矿物以石英、长石和角闪石为主,其他矿物少见。矿石中磁铁矿嵌布粒度粗,硫、磷杂质含量低。

1.1 原矿化学多元素分析

原矿化学多元素分析结果见表1。

表1 原矿化学多元素分析结果/%

1.2 原矿铁物相分析

原矿铁物相分析结果见表2。

表2 原矿铁物相分析结果/%

1.3 磁铁矿嵌存状态

磁铁矿在矿石中主要呈自形~它形晶粒状结构,粒度相对较粗,集合体粒度最大可达3mm,一般为1.00~0.05mm。磁铁矿绝大部分分布于石英、角闪石和长石粒间,且无定向、均匀分布,形成浸染状构造;只有极少量包含于角闪石、石英和长石颗粒中。磁铁矿颗粒结晶较好,和脉石矿物的关系相对简单,易于磁铁矿的回收和铁精矿品位的提高。

2 选矿试验研究

首先,按常规磁铁矿选矿流程制备普通铁精矿。经过详细的条件试验和流程试验,确定原矿采用 “一段磨矿-两次磁选”工艺流程,在磨矿细度-200目26.0%,粗、精选磁场强度均为120kA/m(kA/m)条件下,即可获得品位67.65%、回收率88.50%的铁精矿,二氧化硅含量4.86%。试验结果表明,该矿属于易磨易选矿石,是生产超级铁精矿的优质原料。

生产超级铁精矿的工艺有磨矿-磁选、磨矿-反浮选、磨矿-磁选-反浮选等工艺流程,本次试验按照磨矿-磁选-反浮选流程进行了研究,试验流程见图1。

2.1 再磨细度试验

细磨是制取超级铁精矿的关键,必须使磁铁矿充分达到单体解离。为确定合适的磨矿细度,按图1流程中再磨-磁选部分进行了试验,磁选场强为100kA/m,试验结果见图2。

从磨矿细度试验结果看,粗磨情况下进行磁选,即可有效脱除石英等脉石矿物,得到超级铁精矿;随着磨矿细度的提高,精矿中SiO2含量随之降低。当磨矿细度超过-200目56.4%后,SiO2含量降低并不明显。综合考虑成本因素,确定二段磨矿细度为-200目含量56.4%。

2.2 磁场强度试验

在磨矿细度-200目56.4%条件下,考查了不同磁场强度下精矿中SiO2含量的变化。图3试验结果表明,单纯减小磁场强度,SiO2含量降低幅度不大,同时还会造成尾矿中铁品位偏高,精矿回收率下降。确定磁选场强为100kA/m(kA/m)。

图1 制取超级铁精矿试验流程

图2 再磨细度试验结果

图3 磁场强度试验结果

2.3 反浮选条件试验

在磨矿细度-200目占56.4%,磁选磁场强度100kA/m(kA/m)条件下,得到品位71.36%、回收率98.86%、二氧化硅含量0.42%的超级铁精矿。为进一步降低SiO2含量,对磁选后的超级铁精矿采用一粗一扫选的反浮选工艺。在弱碱性条件下,用十二胺作脉石的捕收剂和起泡剂,进行了反浮选试验,反浮选产品合并作为普通铁精矿。试验过程中,还发现可不使用淀粉等磁铁矿的抑制剂。

2.3.1 碳酸钠用量试验

反浮选一般在中性或弱碱性矿浆中脱硅效果较好。本次试验以碳酸钠调整矿浆pH值,十二胺用量50g/t,按图1流程进行试验,试验结果见图4。从试验结果看,碳酸钠用量以1000g/t为宜,矿浆pH值为8.0左右。

图4 碳酸钠用量试验结果

2.3.2 十二胺用量试验

阳离子捕收剂主要有醚胺、十二胺等脂肪胺及其盐酸盐,经过对比试验,十二胺的效果要好于其它药剂。按图1流程对粗选十二胺用量进行了试验,碳酸钠用量1000g/t,试验结果见图5。

图5 十二胺用量试验结果

从图5试验结果看出,十二胺用量对反浮选指标影响较大,随着用量增加,铁精矿品位逐渐升高。当十二胺用量为50g/t时,铁精矿品位71.82%,SiO2含量为0.14%,继续增加用量,铁精矿回收率(对粗精矿)降低明显,而SiO2含量变化不大。综合考虑,确定粗选用量为50g/t,扫选为30g/t。

2.4 流程试验

根据条件试验结果,进行了原矿生产超级铁精矿流程试验,进矿数质量流程见图6。

3 超级铁精矿质量分析

单一磁选和磁选-反浮选流程得到的超级铁精矿质量指标,分别见表3、表4。

表3 单一磁选精矿多元素分析结果/%

图6 选矿数质量流程图

表4 磁选-反浮选精矿多元素分析结果/%

4 结语

1)该铁矿在磨矿细度为-200目26.0%的条件下,经两次弱磁选,可获得品位67.65%的普通铁精矿。对精矿再磨再选,在磨矿细度为56.4%的条件下,经一次弱磁选,可得到品位71.36%、回收率87.48%、SiO2含量为0.42%的超级铁精矿。

2)对全磁选得到的超级铁精矿进行反浮选(一次粗选一次扫选),铁精矿品位进一步提高到71.82%,回收率78.87%,SiO2含量降至0.14%,同时获得品位67.48%、回收率8.61%的普通铁精矿。

3)磨矿-磁选和磨矿-磁选-反浮选流程均可制取超级铁精矿,生产工艺简单,指标理想,技术经济上可行,两种流程上下衔接,企业可根据市场需求,灵活掌握生产不同规格的超级铁精矿。

[1]李艳军,张兆元,袁致涛,等.高品位铁精矿的应用现状及前景展望[J].金属矿山,2006(11):5-7.

[2]李桂芹.超级铁精矿的应用与制取[J].国外金属矿选矿,1997(8):12-14.

[3]刘耀青.超级铁精矿生产技术的研究[J].矿冶,1997(3):38-41.

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