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贫磁铁矿阳离子反浮选降硅试验

2013-07-25张汉泉闫学磊路漫漫汪凤玲

中国矿业 2013年5期
关键词:收剂磁选阳离子

张汉泉,闫学磊,路漫漫,汪凤玲

(武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北 武汉 430073)

郧西铁矿石中铁含量较低,原矿中全铁(TFe)含量约15%左右,属于贫磁铁矿。铁矿物的嵌布粒度较细,通过三磨三磁选流程,得到精矿品位为50%,产率16%左右,即单一弱磁选很难得到全铁品位超过60%的铁精矿。有害组分硫、磷含量较低,SiO2为要分选排除的主要脉石矿物,Al2O3含量达6.15%,也应在选矿过程中进一步降低。阳离子反浮选药剂制度简单,生产实践表明,与阴离子反浮选相比,铁精矿采用阳离子反浮选具有如下优点:①药剂制度简单。磁选精矿反浮选采用GE-609作捕收剂、淀粉作抑制剂,药剂制度相对简单。②节能。GE-609具有耐低温的特点,要求最低浮选温度为8℃,完全符合常温浮选的要求。而阴离子反浮选一般要求矿浆温度达到30℃左右,必须加温。因此,采用GE-609作为阳离子反浮选的捕收剂具有明显的节能效果。③弱碱性介质浮选,水路不结垢。铁矿阴离子反浮选通常要求矿浆pH值在11左右,同时要添加CaO作活化剂,而阳离子反浮选在中性或弱碱性条件下浮选,不加CaO,环水的结垢性不会增强。④对脉石的适应性强,脱硅效果好。GE-609对脉石的适应性强,脱硅效果好[1-4]。

1 矿石性质

陨西贫磁铁矿石原矿经过多次磁选仍不能得到较好分选效果,弱磁选粗精矿品位为51.76%,硅含量高达15.33%,粒度为-0.038mm 占80.62%。弱磁选粗精矿多元素分析结果见表1。由表1可知,铁矿石磁性率(FeO/TFe)为38.81%,属于原生磁铁矿,易磁选。四元碱度(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.18,为典型的酸性氧化矿。因此,考虑用反浮选工艺脱除铁矿中的硅等杂质。

表1 弱磁选粗精矿多元素分析/%

2 条件试验

本次试验针对该矿原矿主要脉石矿物为含量SiO2的特点,进行了阴离子和阳离子捕收剂反浮选提铁降硅的研究[5]。阴离子反浮选药剂的选择性高,可以用浮选方法直接丢弃合格尾矿,但是选药剂制度复杂,药剂费用高,精矿较难过滤[6-8],特别是对矿浆温度条件(30℃~35℃)要求高,山区选厂生产中难以满足。本研究选用的阳离子捕收剂GE-609,是目前市场上耐低温捕收剂之一。阳离子捕收剂单因素条件试验,主要是对抑制剂淀粉用量和捕收剂用量进行探索,本次试验所用的阳离子捕收剂是GE-609。

2.1 淀粉用量试验

在GE-609用量为0.20kg/t的条件下进行浮选,未采取加温措施,矿浆温度为10℃。试验结果见表2。随着淀粉用量的增加,精矿品位呈下降趋势,回收率有上升趋势,但在用量较小的情况下波动不大,选矿效率较高,变化也不大。从选矿效果和选矿成本方面综合考虑,选取0.10kg/t为淀粉的最佳用量。

表2 淀粉用量试验结果

2.2 捕收剂用量试验

在低温下(10℃)确定淀粉用量为0.10kg/t,改变捕收剂用量进行试验,试验结果见表3。从表3结果可以看出,随着捕收剂用量的增大,精矿品位逐步升高,最高可达64.95%,相应的精矿回收率不断下降。综合考虑,捕收剂用量为0.20kg/t时浮选效率最高,所以确定捕收剂GE-609的最佳用量为0.20kg/t。

表3 捕收剂用量试验结果

2.3 分段加药试验

根据文献报道[9],分段加药可改善浮选效果,并减少捕收剂用量,因此考虑分段加药,故在捕收剂为0.15kg/t和0.20kg/t的用量下,进行了粗选和精选分段加药试验,结果见表4。比较表4中一次性加药0.15kg/t和0.20kg/t的结果得知,分段加药没有明显改善浮选效果。所以,在后续试验中捕收剂还是一次性加入。

表4 捕收剂分段加药试验结果

2.4 扫Ⅰ阶段淀粉用量试验

为了降低尾矿品位,提高精矿回收率,在一次粗选的基础上,进行了扫选试验。粗选淀粉用量为0.10kg/t,捕收剂用量为0.16kg/t,试验结果见表5。从以上结果可以看出,增加一次扫选后,尾矿品位得到了下降,减少捕收剂用量精矿的回收率有明显的上升。但是精矿品位下降明显,故捕收剂用量应增加。扫Ⅰ的定粉用量为0.20kg/t效果较好,但未达到理想的指标,且淀粉用量过大时,所以准备进行第二次扫选作业。

表5 扫Ⅰ淀粉用量试验结果

2.5 扫Ⅱ阶段淀粉用量试验

由于一次扫选效果不理想,故进行第二次扫选试验。粗选淀粉用量为0.10kg/t,捕收剂用量为0.20kg/t,第一次扫选淀粉用量为0.20kg/t。试验流程见图1,试验结果见表6。从表6可以看出,随着淀粉用量的增大,尾矿品位明显降低,在淀粉用量为0.30kg/t时,浮选效果最佳,故确定0.30kg/t为扫Ⅱ的淀粉最佳用量。

2.6 温度条件试验

根据文献报道,GE-609对低温有较强的适应性,故在上述条件试验得到的最佳条件下进行温度探索试验,最低温度为5℃。试验结果见表7。从表7可以看出,在该药剂制度下,低温浮选得到的精矿品位明显比高温浮选得到的精矿品位高,在5℃条件下,精矿品位最高为63.44%,回收率为63.12%;在20℃条件下,精矿品位为61.91%,回收率为69.79%。可见,GE-609在该药剂制度条件下,对低温有较强的适应性。

图1 扫Ⅱ阶段淀粉用量试验流程图

表6 扫Ⅱ阶段淀粉用量试验结果

表7 矿浆温度试验结果

3 闭路试验

为提高精矿回收率,在开路的基础上进行了闭路试验流程试验。入浮原矿经一次粗选得到最终精矿,粗选泡沫产品经两次扫选后,得到最终尾矿。第一次扫选的精矿返回到粗选,尾矿进行第二次扫选。第二次扫选尾矿为最终尾矿,精矿返回到第一次扫选。试验结果表明,在该药剂制度下,返回中矿量大且品位低严重恶化原矿,导致最终精矿产率高,品位低回收率低。因此,考虑在该流程基础上,增加一次精选即入浮原矿经一次粗选和一次精选得到最终精矿。精选的尾矿和第一次扫选的精矿返回到粗选,第二次扫选的精矿返回第一次扫选,闭路试验浮选流程工艺见图2。

4 产品分析

浮选精矿多元素分析见表8。由表8可以看出,阳离子反浮选最终铁精矿中铁品位达64.19%,SiO2的脱除率达到了50.36%。有害元素硫、磷都较低,Al2O3、CaO、MgO的含量都能满足高炉冶炼的要求,是优质铁精矿。通过对铁精矿产品多元素分析表明,四元碱度(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)为0.32,碱度比原矿增加。属于典型酸性矿石,可用于生产烧结矿或氧化球团矿。

图2 陨西铁矿石反浮选闭路试验数质量流程

表8 最终精矿多元素分析

5 结论

1)陨西铁矿石原矿通过三段磁选,可以抛弃大量尾矿,但是精矿品位仅为51.76%,硅含量高达15.33%,Al2O3含量达6.15%,需通过其他工艺流程来提高精矿品位。

2)由阳离子反浮选条件试验可知,在合理的药剂制度下,进行一粗一精两扫开路反浮选小型闭路流程试验,最终获得较好指标:精矿产率为63.10%,精矿品位为64.19%,回收率为78.32%,Al2O3、SiO2含量大幅度降低,符合高炉冶炼要求。

3)反浮选尾矿如果返回磨矿磁选系统形成闭路,回收率会大幅度提高,本文未做详细介绍。阳离子反浮选药剂制度简单,受温度条件影响小,对低温有较强的适应性,易于组织生产。

[1]葛英勇,陈达,余永富.耐低温阳离子捕收剂G-601反浮选磁铁矿的研究[J].金属矿山,2004(4):32-34.

[2]王春梅,葛英勇,王凯金,等.GE-609捕收剂对齐大山赤铁矿反浮选的初探[J].有色金属:选矿部分,2006(4):41-43.

[3]陈达.阳离子捕收剂分离磁铁矿和石英的研究[D].武汉:武汉理工大学,2004,12.

[4]唐晓玲,陈毅琳,高泽宾,等.酒钢选矿厂焙烧磁选铁精矿阳离子反浮选生产实践[J].金属矿山,2008(11):43-46.

[5]刘动.反浮选应用于铁精矿提铁降硅的现状及展望[J].金属矿山,2003(2):38-42.

[6]张汉泉,汪凤玲,李浩.鲕状赤铁矿磁化焙烧-磁选-反浮选降磷试验[J].武汉工程大学学报,2011,33(3):29-32.

[7]宋仁峰,李维兵,刘华艳,等.我国铁矿石反浮选技术发展综合评述[J].金属矿山,2009(9):13-19.

[8]张汉泉,汪凤玲.贫磁铁矿反浮选硅磷试验[J].武汉工程大学学报,2012,34(2):50-53.

[9]葛英勇,余永富,陈达,等.脱硅耐低温捕收剂GE-609的浮选性能研究[J].武汉理工大学学报,2005,27(8):17-19.

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