云南某难选赤铁矿选矿试验

纪振明

(中冶长天国际工程有限责任公司)

我国铁矿石种类多、储量大，但普遍存在贫、细、杂、散的特点以及较低的整体利用水平，使得国内铁矿石供应远远不能满足钢铁工业的发展，需要大量进口铁矿石。作为一个优质铁矿石严重缺乏的国家，经过数十年的大规模开发，我国优质铁矿石资源呈现加速减少的趋势。据资料显示，目前我国铁矿资源中，因品位较低或开发条件较差的占43%，暂难开发利用的占17%[1-2]。进口铁矿石的过度依赖已经直接威胁到国家的经济安全。为了提高铁矿战略资源储备，保障钢铁工业原料的安全供给，通过科技手段加强对超低品位铁矿、微细粒嵌布铁矿、难选赤褐铁矿的高效综合利用成为我国铁矿石选矿技术进步的主旋律之一[3-4]。

云南某难选赤铁矿曾探索过磁选—阴离子反浮选工艺、阶段磨矿—重磁浮联合工艺，但试验指标均不理想。为了实现该难选赤铁矿的高效资源化利用，提高矿石中有用矿物的回收率，该试验提出新工艺，对该矿山有代表性的矿样进行了选矿工艺研究，并获得了满意的试验指标。

1 矿石性质

矿石主要化学成分分析、矿物组成及含量分析、原矿铁物相分析结果分别见表1～表3。

由表1可知，原矿全铁品位为35.50%，SiO2品位较高，为41.60%，其余元素含量均不高。

表1 矿石主要化学成分分析结果 %

表2 矿物组成及含量 %

由表2可知，试样中主要铁矿物为假象赤铁矿、赤铁矿，其次为半假象赤铁矿和磁铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为辉石、角闪石、云母和黏土矿物等。

表3 矿石铁矿物相分析结果 %

由表3可知，矿石中的铁主要以赤褐铁矿的形式存在，占全铁的95.35%，其次是硅酸铁，磁性铁含量很低。

2 试验结果与讨论

根据矿石中有用矿物的嵌布粒度、浮选特性，经相关探索试验，最终确定了正浮选—反浮选的浮选原则流程。

2.1 浮选条件试验

正浮选的主要目的是提高金属元素的回收率，而在磨矿过程中产生的细泥对氧化石蜡皂和塔尔油的捕收性能影响不大；反浮选提高精矿品位，降低硅含量。浮选条件试验流程见图1。

图1 浮选条件试验流程

2.1.1 磨矿细度试验

矿石磨矿细度的高低在很大程度上决定着分选指标的好坏[5]，因此首先进行磨矿细度试验。试验固定正浮选分散剂Na2CO3用量为2 500 g/t、捕收剂用量(氧化石蜡皂+塔尔油为1∶1)600 g/t，反浮选抑制剂淀粉用量1 100 g/t、活化剂CaO 1 000 g/t、捕收剂RA-715用量350 g/t、NaOH调整pH值为11.5的条件下进行磨矿细度试验，试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果

由图2可见，随着磨矿细度的提高，正浮选全铁回收率先下降后上升，当磨矿细度为-0.074 mm 90%时，精矿品位最高，尾矿品位最低，综合考虑，确定磨矿细度-0.074 mm 90%为宜。

2.1.2 正浮选Na2CO3用量试验

Na2CO3作为良好的分散剂和pH值调整剂，可以防止矿浆中微细粒的凝聚和调整pH值的作用。试验在磨矿细度为-0.074 mm 90%，正浮选捕收剂用量(氧化石蜡皂+塔尔油为1∶1)600 g/t，反浮选抑制剂淀粉用量1 100 g/t、活化剂CaO用量1 000 g/t、捕收剂RA-715用量350 g/t、NaOH调整pH值为11.5的条件下进行Na2CO3用量试验，试验结果见图3。

图3 Na2CO3用量试验结果

由图3可见，随着Na2CO3用量的增加，正浮选回收率和反浮选精矿品位先上升后降低，正浮选精矿品位相对波动较小。综合考虑，确定Na2CO3用量为3 000 g/t。

2.1.3 正浮选捕收剂用量试验

在磨矿细度为-0.074 mm 90%，正浮选Na2CO3用量3 000 g/t，反浮选抑制剂淀粉用量1 100 g/t、活化剂CaO用量1 000 g/t、捕收剂RA-715用量350 g/t、NaOH调整pH值为11.5的条件下进行正浮选捕收剂用量试验，试验结果见图4。

图4 正浮选捕收剂用量试验结果

由图4可见，随着捕收剂用量的增加，精矿品位上升，尾矿品位降低，回收率明显上升。综合考虑，确定正浮选捕收剂用量为700 g/t。

2.1.4 反浮选抑制剂用量试验

试验选用淀粉作为赤铁矿的抑制剂。在磨矿细度为-0.074 mm 90%，正浮选Na2CO3用量3 000 g/t、捕收剂用量700 g/t，反浮选活化剂CaO用量1 000 g/t、捕收剂RA-715用量350 g/t、NaOH调整pH值为11.5的条件下进行抑制剂用量试验。试验结果见图5。

图5 抑制剂用量试验结果

由图5可见，随着抑制剂用量的增加，精矿品位变化不明显，尾矿品位明显降低，回收率明显上升；综合考虑，确定抑制剂用量为1 200 g/t。

2.1.5 反浮选活化剂用量试验

试验选取CaO作为石英的活化剂。在磨矿细度为-0.074 mm 90%，正浮选Na2CO3用量3 000 g/t、捕收剂用量为700 g/t，反浮选淀粉用量为1 200 g/t、捕收剂RA-715用量350 g/t、NaOH调整pH值为11.5的条件下进行活化剂用量试验。试验结果见图6。

图6 活化剂用量试验结果

由图6可见，随着活化剂用量的增加，精矿呈增长趋势，尾矿品位呈现波动，回收率下降；综合考虑，确定活化剂用量为1 200 g/t。

2.1.6 反浮选捕收剂用量试验

试验反浮选捕收剂选取RA-715。在磨矿细度为-0.074 mm 90%，正浮选Na2CO3用量3 000 g/t、捕收剂用量700 g/t，反浮选淀粉用量1 200 g/t、CaO用量1 200 g/t、NaOH调整pH值为11.5的条件下进行反浮选捕收剂用量试验。试验结果见图7。

图7 反浮选捕收剂用量试验结果

由图7可见，随着捕收剂用量的增加，精矿品位呈增长趋势，尾矿品位呈现波动，回收率下降明显；综合考虑，确定反浮选捕收剂用量为400 g/t。

2.2 开路试验

在条件试验的基础上进行正浮选—反浮选联合流程开路试验，试验流程为磨矿—正浮选(1粗1扫)—反浮选(1粗1精3扫)开路试验，正浮选过程中用碳酸钠调节pH值在10.20左右，反浮选及扫选过程中用氢氧化钠调节pH值在11.50以上。开路试验可以获得全铁品位为62.05%，铁回收率为43.50%的铁精矿。

2.3 闭路试验

在条件试验和开路试验的基础上进行正浮选—反浮选联合流程闭路试验，试验流程及药剂用量见图8，试验结果见表4。

图8 正浮选—反浮选联合流程闭路试验流程

由表4可知，闭路试验可获得全铁品位为60.50%，铁回收率为80.95%的铁精矿。

3 结 语

(1)云南某难选赤铁矿石主要有用元素为铁，主要有用矿物为赤铁矿、假象赤铁矿和半假象赤铁矿，磁性铁含量很低。

表4 正浮选—反浮选联合流程闭路试验结果 %

(2)在磨矿细度为-0.074 mm 90%的情况下，采用1粗1扫的正浮选与1粗1精3扫的反浮选联合流程，中矿顺序返回，最终可获得铁品位为60.50%，铁回收率为80.95%的铁精矿。