某細粒鐵粗精礦提純試驗研究

劉慧芳

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

某細粒鐵粗精礦提純試驗研究

劉慧芳

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

介紹了某鐵粗精礦的工藝礦物學性質,根據試樣的礦石性質,確定采用硫浮選—磨礦—磁選工藝流程,獲得了全鐵66.25%、含硫0.50%的鐵精礦。

鐵粗精礦;浮選;磨礦;磁選

湖南某鎢選廠為了減少主流程的藥劑用量,在球磨之后采用弱磁選除去原礦中的磁鐵礦,由于磁鐵礦嵌布粒度極細多在37μm以下,在該廠現有的磨礦條件下,無法獲得合格的鐵精礦,為開發利用這部分鐵精礦資源,本文研究了該鐵粗精礦的工藝礦物學性質并在此基礎上進行了選礦工藝研究,采用浮選—磨礦—磁選工藝,可獲得鐵精礦鐵品位66.25%,鐵回收率 84.44%的試驗指標,為企業生產提供了依據。

1 礦石性質

1.1 礦物組成

試樣中主要的金屬礦物為磁鐵礦,少量赤鐵礦、磁黃鐵礦,微量褐鐵礦、黃鐵礦、銅鉛鋅硫化物;主要的脈石礦物是角閃石、螢石、透輝石、石榴子石、石英等,另有少量透閃石、陽起石、綠泥石、云母類、粘土類、方解石等,試樣的化學多元素分析列于表1,試樣主要礦物組成及其相對含量列于表2。

表1 試樣化學多元素分析結果 %

1.2 物相分析

鐵是試樣中主要的元素,硫在試樣中含量達1.84%,對試樣中鐵、硫的賦存狀態進行了測定,試樣中鐵的物相分析結果列于表3,試樣中硫的物相分析結果列于表4。

表2 試樣主要礦物組成及其相對含量 %

表3 試樣鐵的物相分析結果 %

表4 試樣硫的物相分析結果 %

1.3 粒度分析

對試樣進行粒度篩分測定,篩分分析結果列于表5。

1.4 主要礦物特征

1.4.1 硫化物

試樣中的硫化物主要是磁黃鐵礦,其他甚少,包括黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等;磁黃鐵礦粒度主要在0.01～0.045 mm之間,部分細粒者常見被脈石礦物包裹,或與之毗連連生。其他硫化物多與磁黃鐵礦連生,單體甚少。磁黃鐵礦(包括硫化物之間的結合體)單體解離率約為70%。

表5 試樣篩分分析結果 %

1.4.2 氧化鐵礦物

試樣中的氧化鐵礦物主要是磁鐵礦,約占試樣總量的60%,另有少量赤鐵礦、褐鐵礦,約占試樣總量的2%;試樣為選廠磁選粗精礦,粒度較細,氧化鐵礦物粒度一般在0.015～0.05 mm之間,解離率在70%以上,連生體主要與脈石礦物呈毗連連生,部分細粒者被脈石包裹或半包裹連生,少量與磁黃鐵礦連生。赤鐵礦解離率約55%,連生體主要與磁鐵礦毗連連生,分布于磁鐵礦邊部;褐鐵礦含量甚少,為磁鐵礦、赤鐵礦水化、氧化的產物,主要呈披膜狀分布于磁鐵礦、赤鐵礦邊部。

1.4.3 脈石礦物

試樣中的脈石礦物主要是角閃石、螢石、透輝石、石榴子石、石英等,另有一些透閃石、陽起石、綠泥石、云母類、粘土類、方解石等,粒度不均勻,從0.001～0.09 mm不等,其中粗粒者常見其內部包裹有一些細粒的磁鐵礦、磁黃鐵礦等磁性礦物。脈石礦物總的解離率在60%以上。

2 選礦提純試驗研究

2.1 選礦試驗方案的確定

根據試樣的礦石性質特征,試樣中的鐵主要以磁鐵礦的形式存在,磁鐵礦的嵌布粒度極細,只有采用超細磨才有可能使磁鐵礦和脈石礦物單體解離,考慮到磁黃鐵礦嵌布粒度較粗,磁鐵礦中脫除磁黃鐵礦一般采用先浮后磁的方案,因此本次試驗確定的鐵粗精礦提純的回收方案為浮選-磁選方案。試驗原則流程如圖1所示。

2.2 浮選脫硫試驗

由于原礦硫含量較高,為獲得合格的鐵精礦,按確定的原則流程首先進行浮選硫條件試驗。

2.2.1 硫酸用量條件試驗

選礦尾礦中的磁黃鐵礦有一定程度的氧化,在酸性條件下磁黃鐵礦的可浮性較好,因此首先進行了硫酸用量試驗,以調節浮選礦漿pH值,硫酸用量條件試驗工藝流程及藥劑用量如圖2所示,試驗結果如圖3所示。

圖1 鐵粗精礦提純原則工藝流程圖

圖2 浮選硫粗選工藝流程圖

圖3 硫酸用量對鐵粗精礦的硫品位與回收率的影響

從圖3試驗結果可知,適宜的硫酸用量為8 000 g/t,此時pH值為5左右。

2.2.2 硫酸銅用量條件試驗

其他試驗條件不變,硫酸銅用量為變量,試驗流程圖如圖2所示,試驗結果如圖4所示。從圖4試驗結果可知,硫酸銅用量在150 g/t時,指標較好,適宜的硫酸銅用量為150 g/t。

圖4 硫酸銅用量對鐵粗精礦的硫品位與回收率的影響

2.2.3 硫化鈉用量條件試驗

其他試驗條件不變,硫化鈉用量為變量,試驗流程圖如圖2所示,試驗結果如圖5所示。從圖5試驗結果可知,適宜的硫化鈉用量為100 g/t。

圖5 硫化鈉用量對鐵粗精礦的硫品位與回收率的影響

2.2.4 捕收劑用量條件試驗

捕收劑按常規以丁基黃藥為主,加入一定量的丁胺黑藥,丁基黃藥和丁胺黑藥比例為3∶1。以捕收劑用量為變量,其他試驗條件不變,試驗流程圖如圖2所示,試驗結果如圖6所示。從圖6試驗結果可知,適宜的捕收劑用量為100 g/t。

圖6 捕收劑用量對鐵粗精礦的硫品位與回收率的影響

2.3 鐵磁選試驗

2.3.1 磨礦細度試驗

經脫硫浮選的硫尾礦需磨礦后才能磁選回收高品位的鐵精礦,磨礦細度試驗工藝流程如圖7所示,試驗結果如圖8所示。從圖8試驗結果可知,磨礦細度對鐵精礦品位起著決定性的作用,磨礦細度越細,鐵精礦品位越高,鐵回收率下降但下降幅度不大,綜合考慮,適宜的磨礦細度(-0.037 mm)為95.31%。

圖7 硫尾礦磁選回收鐵精礦原則工藝流程圖

圖8 磨礦細度對鐵精礦的鐵品位與回收率的影響

2.3.2 粗選磁場強度的確定

粗選磁場強度試驗工藝流程如圖7所示,試驗結果如圖9所示。從圖9試驗結果可知,粗選磁場強度的高低對鐵精礦的品位和回收率影響不大,適宜的粗選磁場強度為95.5 kA/m。

圖9 磁場強度對鐵精礦的鐵品位與回收率的影響

2.4 全流程閉路試驗

鐵粗精礦提純閉路全流程試驗的工藝流程及藥劑用量如圖10所示,試驗結果列于表6。

圖10 鐵粗精礦提純全流程試驗工藝流程圖

表6 鐵粗精礦提純全流程試驗結果 %

從表6結果可知,鐵粗精礦經過浮選脫硫、細磨、磁選處理后,可獲得全鐵66.25%、硫0.50%的鐵精礦,鐵精礦全鐵回收率84.44%。

2.5 產品檢測

對全流程閉路試驗所得鐵精礦進行了產品檢測,產品化學元素分析結果列于表7,產品篩水析結果列于表8,鐵精礦產品沉降曲線如圖11所示。

表7 鐵精礦產品檢測分析結果 %

表8 鐵精礦產品篩水析結果 %

圖11 鐵精礦的沉降曲線

3 結 語

1.該鐵粗精礦中主要的金屬礦物為磁鐵礦,少量赤鐵礦、磁黃鐵礦,微量褐鐵礦、黃鐵礦、銅鉛鋅硫化物,主要的脈石礦物是角閃石、螢石、透輝石、石榴子石、石英等。鐵粗精礦中氧化鐵礦物嵌布粒度極細,主要氧化鐵礦物粒度一般為0.015～0.05 mm,因此只有在細磨條件下才能獲得高品位鐵精礦。

2.經選礦試驗表明:經過浮選脫硫—磨礦—磁選工藝流程可獲得全鐵含量66.25%、含硫0.5%的鐵精礦,鐵精礦回收率84.44%。試驗指標穩定,重現性好。

[1] 許時.礦石可選性研究[M].北京:冶金工業出版社,1995.

[2] 王淀佐.資源加工學[M].長沙:中南工業大學出版社,2003.

[3] 王全亮,周虎強.某尾礦綜合回收硫、鐵資源試驗研究[J].湖南有色金屬,2009,25(3):15-18.

Experimental Study on Purification of a Fine Particle Iron Crude Concentrate

LIU Hui-fang
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

This paper describes mineralogical composition of the iron crude concentrate.According to the characteristics,by the process of sulfur flotation—grinding—magnetic separation,an iron concentrate of 66.25%Fe with sulfur content of 0.5%can be obtained.

iron crude concentrate;flotation;regrinding;magnetic separation

TD952

A

1003-5540(2012)01-0017-04

劉慧芳(1983-),女,助理工程師,主要從事資源綜合利用研究工作。

2012-01-11