用分散劑NM－1優(yōu)化東鞍山磁選粗精礦提質(zhì)降雜工藝*

2013-08-22 09:32:46王乃玲印萬忠盧冀偉羅溪梅

金屬礦山 2013年9期

楊光王乃玲印萬忠盧冀偉羅溪梅

(1.鞍鋼集團礦業(yè)公司東鞍山燒結(jié)廠;2.東北大學資源與土木工程學院;3.西安天宙礦業(yè)科技開發(fā)有限責任公司)

我國是一個高碳酸鹽鐵礦石資源較豐富的國家，全國儲量超過50億t，其中遼寧鞍山地區(qū)的儲量就有約10億t［1］。合理開發(fā)利用我國含碳酸鹽難選鐵礦石資源，對于緩解我國鐵礦石供求矛盾、保障我國鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

東鞍山鐵礦是我國大型的紅鐵礦礦山，礦石具有礦物品種多、結(jié)構(gòu)構(gòu)造復雜、嵌布粒度細等特點［2］。近年來，隨著采場向深部延伸，采出礦石碳酸鹽含量越來越高，而碳酸鐵易泥化，微細粒碳酸鐵吸附在赤(磁)鐵礦和石英表面，導致石英和赤鐵礦呈現(xiàn)出與菱鐵礦相近的表面性質(zhì)，從而惡化反浮選作業(yè)赤(磁)鐵礦物與石英的分離［3］，影響現(xiàn)場正浮選菱鐵礦物、再反浮選分離赤(磁)鐵礦與石英工藝的分選效果。因此，消除微細粒碳酸鐵礦物在赤(磁)鐵礦和石英顆粒表面的罩蓋、弱化細粒礦物的團聚、提高浮選礦漿的分散性是改善此類難選鐵礦石提鐵降雜效果的根本手段。

試驗對分散劑NM－1在東鞍山含碳酸鹽磁選粗精礦的提鐵降雜中的效果進行了研究，確定了NM－1的適宜用量，并對東鞍山磁選粗精礦提鐵降雜工藝進行了優(yōu)化。新工藝流程更簡潔，浮選藥劑制度更簡單，為含碳酸鹽難選鐵礦石的浮選提質(zhì)降雜提供了新途徑。

楊光等

1 試驗礦樣

試驗礦樣為東鞍山燒結(jié)廠提供的弱磁粗選與強磁粗選的混合精礦，經(jīng)檢測分析，該礦樣鐵礦物單體解離度達到85%以上，可不磨礦直接進行反浮選提鐵降雜。礦樣中主要有用礦物為赤鐵礦，其次是磁鐵礦、菱鐵礦;脈石礦物主要是石英，綠泥石、白云石等少量。礦樣粒度分析結(jié)果見表1，主要化學成分分析結(jié)果見表2，鐵物相分析結(jié)果見表3，SEM照片見圖1，EDM分析結(jié)果見圖2。

表1 礦樣篩析結(jié)果

表2 礦樣主要化學成分分析結(jié)果 %

表3 礦樣鐵物相分析結(jié)果 %

圖1 礦樣SEM照片

圖2 礦樣EDS分析結(jié)果

從表1可見，礦樣粒度較細，－37 μm粒級產(chǎn)率高達71.25%，－20 μm粒級產(chǎn)率達28.00%。

從表2可見，礦樣鐵品位為42.97%，SiO2含量為33.60%，是礦樣的主要成分，硫、磷含量均很低。

從表3可見，礦樣中主要鐵礦物為赤(褐)鐵、磁性鐵，碳酸鐵含量達3.95%，占總鐵量的9.19%。

從圖1、圖2可見，礦樣粒度粗細不均，大顆粒間夾雜相當數(shù)量的小顆粒，小顆粒以相互團聚或吸附在大顆粒表面等為其主要存在形式;吸附在大顆粒赤鐵礦表面的主要為菱鐵礦、白云石、石英等。

2 現(xiàn)場工藝流程及分選指標

東鞍山燒結(jié)廠對磁選粗精礦采用分步浮選工藝流程，即首先在中性環(huán)境下正浮選出菱鐵礦，然后在堿性環(huán)境下采用反浮選工藝分離赤(磁)鐵礦和脈石，現(xiàn)場工藝流程見圖3，生產(chǎn)指標見表4。

圖3 現(xiàn)場工藝流程

表4 現(xiàn)場生產(chǎn)指標 %

由表4可知，現(xiàn)場采用圖3所示的工藝流程，獲得的鐵精礦鐵品位為67.84%、回收率為69.47%［2］。

從現(xiàn)場生產(chǎn)和管理情況看，現(xiàn)場流程選別段數(shù)雖不太多，但選別工藝和藥劑制度均較復雜，研究簡單、短小、高效提質(zhì)降雜流程和相匹配的藥劑制度具有重要意義。

3 試驗結(jié)果及討論

3.1 試驗方法

浮選機型號為RK/FD－0.5L型，葉輪轉(zhuǎn)速為2 800 r/min，礦漿質(zhì)量濃度為25%，浮選溫度為40℃(與現(xiàn)場浮選溫度相同)，條件試驗流程參考東鞍山燒結(jié)廠的反浮粗選流程，見圖4。

圖4 條件試驗流程

3.2 NM－1用量試驗

NM－1為三羧酸類物質(zhì)，可以與酸、堿、甘油等反應生成多種產(chǎn)物。NM－1含有的大量羧基與氧化鐵表面有很好的親和性，可以吸附在粒子表面，防止粒子團聚;同時其親水性很好，能夠改變礦粒表面電性，可作為分散劑使用。

在固定淀粉用量為1 200 g/t，石灰為600 g/t，KS－Ⅲ為1 000 g/t，氫氧化鈉為2 000 g/t(pH=12)的情況下進行有機分散劑NM－1用量試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖5。

圖5 NM－1用量試驗結(jié)果

由圖5可知，當NM－1用量從50 g/t增加到200 g/t時，粗精礦鐵品位逐漸升高，鐵回收率逐漸降低;當NM－1用量超過200 g/t以后，粗精礦鐵品位逐漸下降，鐵回收率有所上升。綜合考慮，確定NM－1用量為200 g/t。

3.3 淀粉用量試驗

在固定NM－1用量為200 g/t，石灰為600 g/t，KS－Ⅲ為1 000 g/t，氫氧化鈉為2 000 g/t的情況下進行淀粉用量試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖6。

圖6 淀粉用量試驗結(jié)果

由圖6可知，隨著淀粉用量的增加，粗精礦鐵品位呈下降趨勢，而鐵回收率呈上升趨勢，當?shù)矸塾昧窟_到1 600 g/t時，粗精礦鐵回收率不再上升，表明此時鐵礦物被充分抑制。綜合考慮，確定粗選淀粉用量為1 200 g/t。

3.4 石灰用量試驗

在固定 NM－1用量為200 g/t，淀粉為1 200 g/t，KS － Ⅲ為1 000 g/t，氫氧化鈉為2 000 g/t的情況下進行氧化鈣用量試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖7。

圖7 石灰用量試驗結(jié)果

由圖7可見，石灰用量從400 g/t增加到1 200 g/t，粗精礦鐵品位呈上升趨勢，而鐵回收率呈下降趨勢。綜合考慮，確定粗選石灰用量為600 g/t。

3.5 捕收劑KS－Ⅲ用量試驗

在固定NM－1用量為200 g/t，淀粉為1 200 g/t，石灰為600 g/t，氫氧化鈉為2 000 g/t的情況下進行KS－Ⅲ用量試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖8。

圖8 KS－Ⅲ用量試驗結(jié)果

從圖8可見，KS－Ⅲ用量從600 g/t增加到1 200 g/t，粗精礦鐵回收率明顯下降，而鐵品位小幅上升。綜合考慮，確定粗選KS－Ⅲ用量為800 g/t。

3.6 氫氧化鈉用量試驗

左倩等［4］研究發(fā)現(xiàn)，氫氧化鈉除了能調(diào)節(jié)礦漿酸堿度，而且對赤鐵礦具有一定的分散效果。在固定NM－1用量為200 g/t，淀粉為1 200 g/t，石灰為600 g/t，KS－Ⅲ用量為800 g/t的情況下進行氫氧化鈉用量試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖9。