鄂西某高磷鮞狀赤鐵礦浮選工藝研究

閆 武,張裕書,劉亞川

(中國地質科學院礦產綜合利用研究所,四川 成都 610041)

鄂西地區鮞狀赤鐵礦石資源儲量豐富，由于鮞狀鐵礦中赤鐵礦粒度細，與磷灰石、石英等脈石礦物嵌布關系復雜[1]，是國內外公認的最難選的鐵礦石類型之一。近年來，隨著我國鋼鐵工業的高速發展，鐵礦石供應日趨緊張，國內高磷鮞狀鐵礦資源的利用提上了日程。目前，高磷鮞狀鐵礦的利用工藝主要有：反浮選、強磁-浮選、還原焙燒-弱磁選-反浮選、酸浸和生物脫磷等[2-3]，但都存在著鐵精礦含磷高、回收率低、工藝流程長、運行成本高等問題。目前還未探索出可大規模工業應用的利用鮞狀赤鐵礦資源的有效方法。

作者采用自制的脫磷捕收劑EM-501和高效脫硅捕收劑EM-506，對鄂西某鮞狀赤鐵礦進行脫泥-脫磷反浮選-脫硅反浮選工藝流程試驗，取得了較好的試驗指標。

1 礦石的性質

試驗礦樣為鄂西某區鮞狀赤鐵礦石，屬于高磷高硅難選礦石，礦石的化學多項分析結果見表1。由表1可知，礦石中鐵和磷的品位分別為48.80%和1.02%；雜質成分除磷外，主要是硅，其次是鋁。

礦石中主要有用礦物為赤褐鐵礦和微量磁鐵礦；脈石礦物主要碳酸鹽和石英類礦物，其次為綠泥石(鮞綠泥石、鱗綠泥石)、黏土類(高嶺石、水云母)，有少量黑云母、絹云母等；主要含磷礦物為膠磷礦。

礦石以鮞狀構造為主，礦石具有典型的同心環帶結構，鮞粒中赤鐵礦與膠磷礦、石英、長石、綠泥石、黏土礦物等礦物膠結共生，這些礦物顆粒都十分細，即使在細磨礦條件下礦物間也不能充分單體解離。

礦石中的磷礦物以三種形式出現：一種是在鮞粒中成環帶；一種是在礫狀礦石中以較純的塊狀膠磷礦出現；再一種是以膠磷礦的質點分布在巖屑中，其中塊狀膠磷礦和含磷質巖屑中膠磷礦粒度集中于0.8～0.2mm，適合機械選礦方式去除，鮞粒中有65%左右的膠磷礦粒度小于0.02mm粒級，有20%左右的磷礦物難以用常規選礦去除。

表1 原礦化學多項分析結果/%

2 選礦試驗

2.1 磨礦脫泥試驗

該礦石在磨礦中非常容易泥化，本試驗采用添加助磨劑、階段磨礦等措施減少礦泥的產生，再經過螺旋流槽脫泥得到反浮選原料。

經試驗確定磨礦粒度為-0.074mm占91.20%，階段磨礦-螺旋溜槽脫泥工藝中礦泥產率為18.76%，TFe品位為49.02%；沉砂產率為81.24%，TFe品位為49.15%，P含量為1.36%，沉砂中鐵分布率為81.32%。

2.2 脫磷反浮選試驗

該鐵礦含磷較高，首先進行脫磷反浮選試驗。試驗原料為脫泥沉砂，-0.074mm占90%左右，試驗流程見圖1。

試驗采用自制的陰離子捕收劑EM-501作為磷礦物捕收劑，淀粉作為鐵礦物的抑制劑。試驗主要進行了抑制劑用量和捕收劑用量試驗。

圖1 脫磷反浮選試驗流程

2.2.1 抑制劑用量試驗

在藥劑用量EM501粗選600g/t、掃選300g/t的條件下，改變抑制劑淀粉的用量，進行抑制劑用量試驗，掃選抑制劑用量為粗選的一半。試驗結果見表2。

表2 脫磷淀粉用量試驗結果

試驗結果表明：隨著淀粉用量的增加，精礦TFe品位變化不大，TFe回收率有較大幅度增加，精礦中P含量略有增加。綜合考慮，選擇粗選淀粉用量為400g/t。

2.2.2 捕收劑用量試驗

在藥劑用量淀粉粗選400g/t、掃選200g/t的條件下，改變捕收劑EM501的用量，進行捕收劑用量試驗，掃選EM501用量為粗選的一半。試驗結果見表3。

表3 脫磷捕收劑用量試驗結果

由試驗結果可知，隨著捕收劑用量的增大，精礦中TFe品位變化不大，回收率降低，磷含量也降低；當捕收劑用量大于500g/t時，精礦中P含量低于0.16%，精礦TFe品位和回收率變化不大。為了保證精礦中較低的磷含量，捕收劑用量選擇600g/t較為合適。

2.3 脫硅反浮選試驗

反浮選試驗的浮選原料為浮選脫磷鐵精礦，采用苛化木薯淀粉作為鐵礦物的抑制劑，陽離子捕收劑EM-506作為石英等脈石礦物的捕收劑。試驗流程見圖2。試驗進行了捕收劑EM-506的用量試驗，抑制劑淀粉用量試驗和粗選尾礦掃選流程試驗等。

圖2 脫硅反浮選試驗流程

2.3.1 抑制劑用量試驗

在藥劑用量EM506粗選200g/t、掃選100g/t的條件下，改變抑制劑淀粉的用量，進行抑制劑用量試驗，掃選淀粉用量為粗選的一半。試驗結果見表4。

表4 脫硅淀粉用量試驗結果

試驗結果表明，當淀粉用量的增加到125g/t時，精礦TFe 品位降低，TFe回收率逐漸增加，尾礦TFe 品位也降低；當用量大于125g/t時，精礦中TFe品位回收率均有所下降，這主要是淀粉抑制了含鐵脈石和細粒級鐵礦物上浮造成的；綜合考慮，選擇淀粉用量為125g/t。

2.3.2 捕收劑用量試驗

在藥劑用量淀粉粗選125g/t、掃選60g/t的條件下，改變捕收劑EM506的用量，進行捕收劑用量試驗，掃選EM506用量為粗選的一半。試驗結果見表5。

表5 脫硅捕收劑用量試驗結果

試驗結果表明，隨著捕收劑EM-506用量的增加，精礦TFe品位增加，但是TFe回收率下降較快，說明該藥劑對硅酸鹽脈石捕收能力較強。綜合考慮，捕收劑用量選擇100g/t。

2.4 閉路流程試驗

在上述確定的試驗條件下進行反浮選閉路試驗，試驗閉路試驗流程見圖3，試驗結果見表6。

表6 反浮選脫磷-脫硅閉路試驗結果

圖3 反浮選脫磷-反浮選脫硅流程閉路試驗流程

反浮選脫磷-反浮選脫硅流程閉路試驗結果為：總鐵精礦TFe品位為58.89%，作業回收率為91.06%；精礦中P含量為0.24%，P含量偏高，主要是大部分磷、鐵含量高的中礦進入精礦。全流程精礦TFe回收率為74.05%。

3 結論

1)該高磷鮞狀赤鐵礦礦石脈石礦物與鐵礦物關系密切，嵌布粒度微細，屬難選含磷鮞狀赤鐵礦。

2)對該礦石采用脫泥-反浮選脫磷-反浮選脫硅工藝，可獲得TFe品位為58.89%、回收率為74.05%的鐵精礦，鐵精礦中P含量為0.24%。

3)脫泥-反浮選脫磷-反浮選脫硅工藝適合處理該類鐵礦石，為我國開發同類鐵礦資源提供了技術參考。

[1] 姚敬劬,張華成. 寧鄉式鐵礦工藝礦物學特征及選礦效果預期[J]. 資源環境與工程,2008, 22(5): 481-487.

[2] 劉萬峰,王立剛,孫志健，等. 難選含磷鮞狀赤鐵礦浮選工藝研究[J].礦冶,2010,19(1):13-18.

[3] 文勤.鮞狀赤鐵礦提鐵降磷工藝研究[D].武漢:武漢理工大學, 2006.