关于某共伴生多元素铁矿的选矿试验研究

任在红 蒋琳

摘要：多元素共伴生铁矿的矿石储备量极为庞大，此类矿石中往往都含有大量的有用成分，氮气矿物的组成成分极为复杂，各种伴生的元素矿物之间相互连接，导致矿物的整体粒度粗细不匀，在进行单体的解离过程中极容易发生部分矿物的过渡磨损，在矿物上形成细泥罩盖，对于矿物的选择以及回收工作的开展极为不利。与此同时，多种矿物的可浮性重叠交叉，在进行浮选工艺的过程中，应重点考虑各个矿物产品之间的相互作用，回收的工艺难度无疑大大增加。本文选取某地区的某种金属伴生矿石作为研究对象，对矿石进行深入的研究，并与矿石的相关性质相结合，确定合理的分选流程，为矿石的回收以及选矿工艺提供一定的参考依据。

关键词：共伴生铁矿 多元素伴生 选矿工艺

中图分类号： TF55文献标识码： A

1、前言

随着社会的不断发展，越来越多的人开始更加注重能源的利用以及环境的保护建设，我国也正在向建立资源节约型、环境友好型的目标不断前进，这就使得我国的矿产资源需要更高指导标准和要求促使我国的矿产利用工作更好更快的发展，这同样对于我国的选矿工作提出了更高的要求。根据现有的资料文献显示，我国现已发现的矿产中，有百分之二十五的铁矿区、百分之四十的金矿区以及百分之八十的有色金属矿中都存在着与其他矿产共生或伴生的情况。为了能够最大程度上的提高共伴生多元素铁矿的选矿技术，提高我国矿产资源的有效利用率，众多学者正在积极寻求办法，来提高选矿技术。

2、矿石性质及其实验方案

2.1矿石的性质

本文中所选取的实验矿样选自山东省某铁矿，此矿石类型以磁铁矿为主，其次为矽卡岩磁铁矿及假象赤铁矿。矿石构造以块状为主，浸染状次之。矿石结构主要为半自形-他形晶嵌镶结构，其次有包体结构。金属矿物主要为磁铁矿，其次为含钴黄铁矿、黄铜矿及微量磁黄铁矿、少量假象赤铁矿、辉铜矿。脉石矿物主要为透辉石、方解石、透闪石，其次为绿泥石、少量的云母、石榴子石及微量金云母、绢云母等。磁铁矿在块状中呈自形、半自形晶嵌镶结构。其中有少量的细粒脉石矿物分布。嵌布粒度一般为0.05~0.15mm。黄铁矿主要呈半自形、他形晶中粗粒沿磁铁矿间隙充填交代，构成网脉或是他形粗粒嵌布于脉石中，嵌布粒度一般为0.015-0.05mm。黄铜矿主要呈半自形、他形中细粒充填交代于磁铁矿的间隙中或该间隙的脉石中，或呈细粒他形粒状稀疏浸染于磁铁矿间隙里的脉石中，嵌布粒度一般为0.03-0.10mm。钴没有单独矿物，主要以类质同象形式赋存于磁铁矿和黄铁矿中。矿石硬度f=8-12，原矿比重3.84g/cm3原矿多元素分析见表1。

表1 原矿多元素分析

元素 TFe Cu Co Ni V2O5 S P MnO2

矿区一 53.69 0.080 0.032 0.032 0.04 2.12 0.30 0.085

矿区二 49.24 0.131 0.022 0.022 0.03 0.33 0.032 0.0182

矿区三 51.90 0.110 0.0105 0.006 0.023 0.19 0.024 3.67

元素 Zn CaO Al2O3 TiO2 K2O Na2O Ga Ag

矿区一 0.009 4.54 1.42 0.012 0.092 0.009 0.00085 痕量

矿区二 0.012 1.83 4.89 - 0.300 0.075 0.00120 4g/t

矿区三 0.020 6.48 1.65 0.120 - - - -

2.2选取实验方案

在进行金属伴生铁矿石的选取工作时，其主要的选取方法分为先浮后磁和先磁后浮两种选取方式。先磁后浮的分选方式虽然可以将矿物中大部分铁磁筛选出来，切所使用的设备成本以及药剂的剂量都相对较低，但是这种方法提取出来的金属损失率太高，选出的铁精矿石质量相对较差，尤其是在矿石中的含磁黄铁矿较多时，磁黄铁矿自身的磁性会吸引铁精矿并与其发生团聚，并且其本身的可浮性也较差，进行脱硫处理时结果往往也是差强人意。如果采取先浮后磁的选取方式，则可以有效的提高伴生金属的回收率，大大提高铁精矿质量，这种方式也是当前伴生矿石中较为主流的选矿方式。

依据矿石的特点，在采用先浮后磁的基础上衍生出了分离分离浮选，优先浮选，选冶联合分选，以及分支分选等几种主要的选矿方式。混合—分离浮选方式就是将硫化矿物选到混合精矿中，然后再对混合精矿进行分选的过程，这种选矿方式的特点就是在磨矿之后将多元素矿物中的铜、硫、钴等元素全部浮现出来，得到混合精矿和废弃尾矿。本文中所使用的铁矿相对而言可浮性比较好，当前国外发展较为成熟的选矿工艺是磨矿-浮选-磁选工艺，先进行铜钴的浮出步骤，在得到标准的铜、钴精矿后，在进行磁选，这种选矿方式不仅可以提高铁精矿的回收率，同时还可以大大降低矿石中的铜钴含量，基于此，本文制定实验流程图如下。

2.3浮铜条件试验

依照图一中的流程进行实验，矿物粒度为0.074的未百分之六十七，乙黄药用量为 每吨100 克，用油量为每吨20克，随着碳酸钙使用量的不断上升，S品味呈现先增加后降低的态势，当碳酸钙的用量小于每吨两千克时，铜回收率的变化极不明显，在碳酸钙的使用量为每吨1500克时，铜品味值最高，选矿的效率也处于最高水平。

2.4浮钴条件试验

浮选钴精矿药剂为硫酸铵和2#油，用量分别为30g/t和50g/t时选矿效果最好。

3、闭路实验

在完成和了解了实验条件的基础上，我们可以进行闭路的流程实验，闭路流程实验的整体流程如下图所示：

通过实验我们可以得到如下试验结果，见表2。

表2 选矿试验结果

产品名称 产率/% 品位/% 回收率/%

TFe S Cu Co TFe S Cu Co

铜精矿 0.52 32.00 29.04 13.99 0.225 0.28 5.61 43.46 3.83

钴精矿 4.85 40.50 43.04 0.60 0.427 3.28 78.29 17.39 66.14

铁精矿 82.24 67.00 0.34 0.054 0.0086 92.75 10.49 26.54 22.36

尾矿 12.39 17.00 1.20 0.17 0.019 3.69 5.61 12.61 7.67

原矿 100 59.41 2.67 0.167 0.313 100.00 100.00 100.00 100.00

4、实验结论

通过对所选取的铁矿试样进行元素以及物相分析，明确了主要的分选对象。参考当前国内的成熟工艺，确定了使用浮铜-浮钴-磁选方式来进行选矿。通过各个条件实验确定了待测矿物的磨矿粒度,铜钴浮选药剂使用量的大小以及铁的磁选磁场强度。在条件实验的基础上进行闭路试验。实验结果证明，本次实验的过程选择合理，实验条件恰当，各项实验指标较为理想，铜钴精矿选取符合相关标准，资源得到了充分的利用。矿石中的伴生有益元素角度，而能够回收的铜、钴、硫等元素在原矿石中所占比例太小，部分矿石虽然可以勉强达到综合利用的评价标准，但由于其选矿比太大，加工的成本过高，需要进一步的探索其更好的选矿工艺，充分回收有益元素，整合矿产资源。

5、结语

矿产资源的合理开发是我国当前较为重要的能源战略方针之一，提高共伴生多元素的选矿工艺，加强回收率不仅可以充分的利用并保护我国的矿产资源，实现矿业经济的稳定发展，同时对于生态环境的保护也有积极影响，促使我国矿产业由原来的浪费向节约方向靠拢，有利于资源整合，对于我国能源的可持续发展具有重要的推动作用。我们应充分的发挥共伴生多元素铁矿的资源优势，积极引进外国先进的技术和先进设备，积极开展深加工，不断研发新的产品来扩大领域，利用资源的优势实现经济的优势，将生态环境与经济效益有机的结合在一起。

6、参考文献:

[1]刘亚川,丁其光,汪镜亮.中国西部重要共伴生矿产综合利用[M].北京冶金工业出版社,2008 .

[2]袁致涛,高太,印万忠.我国难选铁矿石资源利用的现状及发展方向[J].金属矿山,2007( 1):1-6.

[3]朱建光.浮选药剂的进展[J].国外金属矿选矿,2008(4):3-11.