新疆某高硅低品位赤鐵礦石選礦試驗

高雅巍 劉成松 李京社 唐海燕

(1.鋼鐵冶金新技術國家重點實驗室;2.北京科技大學冶金與生態工程學院)

近年來，國外進口的優質鐵礦石的價格始終在高位運行，而我國鐵礦石自給率尚不足50%，巨大的市場需求和高企的對外依存度使進口鐵礦石價格難以回歸理性。為了擺脫長期微利甚至虧損的局面，越來越多的國內鋼企將降低生產成本的重心移至國內較廉價的低品位難選鐵礦資源的開發利用上［1-6］。我國低品位赤鐵礦資源十分豐富，大量嵌布粒度細微、嵌布關系復雜、雜質含量高、可選性差的貧赤鐵礦石資源處于開發利用研究階段［7-11］。本試驗采用階段磨礦—階段高梯度強磁選—反浮選工藝對新疆某高硅低鐵赤鐵礦石進行了選礦工藝技術條件研究，為開發利用該資源提供技術方案。

1 礦石性質

礦石中的含鐵礦物主要為赤鐵礦，磁鐵礦微量，脈石礦物主要為石英。礦石XRD衍射圖譜見圖1，主要化學成分分析結果見表1。

表1 礦石主要化學成分分析結果 %

圖1 原礦XRD衍射圖譜

從圖1可以看出，礦石中主要礦物成分為赤鐵礦、石英，鋇氧化物、磁鐵礦微量。

從表1可以看出，礦石鐵品位為38.46%，二氧化硅含量為24.15%，屬高硅低鐵赤鐵礦石。鐵是唯一有回收價值的元素。

礦石的工藝礦物學研究表明，石英呈半自形粒狀單晶或集合體嵌布在赤鐵礦中，而微量的磁鐵礦沿赤鐵礦邊緣或裂縫交代，三者較難分離，赤鐵礦嵌布粒度為0.1 mm左右，石英嵌布粒度為0.1～0.01 mm。

2 試驗結果與討論

2.1 磨礦細度與強磁選試驗

2.1.1 一段磨礦細度試驗

一段磨礦細度試驗采用1次高梯度強磁粗選流程，高梯度強磁選背景磁感應強度為1.5 T，試驗結果見表2。

表2 一段磨礦細度試驗結果 %

由表2可知，隨著磨礦細度的提高，強磁粗精礦鐵品位和尾礦鐵品位均有所上升，強磁粗精礦鐵回收率明顯下降。為了保證強磁粗選的鐵回收率，同時平衡各段磨礦能力，將一段磨礦細度確定為－0.074 mm占60%。

2.1.2 高梯度強磁粗選背景磁感應強度試驗

高梯度強磁粗選背景磁感應強度試驗采用1次粗選流程，磨礦細度為－0.074 mm占60%，試驗結果見表3。

表3 高梯度強磁粗選背景磁感應強度試驗結果

由表3可知，提高強磁粗選的背景磁感應強度可以顯著降低尾礦鐵品位，提高強磁粗精礦鐵回收率，對強磁粗精礦鐵品位影響較小。綜合考慮，確定強磁粗選背景磁感應強度為1.5 T。

2.1.3 二段磨礦細度試驗

二段磨礦細度試驗給礦為強磁粗精礦，采用1次高梯度強磁精選流程，高梯度強磁精選背景磁感應強度為1.0 T，試驗結果見表4。

表4 二段磨礦細度試驗結果 %

由表4可知，隨著二段磨礦細度的提高，強磁精礦和強磁精選尾礦鐵品位均上升，強磁精礦鐵回收率明顯下降。綜合考慮，確定二段磨礦細度為－0.044 mm占70.89%。

2.1.4 高梯度強磁精選背景磁感應強度試驗

高梯度強磁精選背景磁感應強度試驗給礦為強磁粗精礦，試驗采用1次精選流程，磨礦細度為－0.044 mm占70.89%，試驗結果見表5。

由表5可知，隨著背景磁感應強度的提高，強磁精礦和強磁精選尾礦鐵品位下降，強磁精礦鐵回收率上升。綜合考慮，確定強磁精選背景磁感應強度為1.0 T。

2.2 反浮選試驗

由于該礦石經兩階段磨選流程處理，精礦鐵品位僅從39.46%提高至48.56%，表明強磁選提高精礦鐵品位的幅度有限。因此，對強磁選精礦進行了反浮選試驗，試驗流程見圖2。

表5 高梯度強磁精選背景磁感應強度試驗結果

圖2 反浮選試驗流程

2.2.1 Na2CO3用量試驗

pH調整劑Na2CO3對強磁精礦用量(下同)試驗Na2SiO3用量為800 g/t，醚胺為200 g/t，試驗結果見表6。

表6 Na2CO3用量試驗反浮選粗精礦指標

從表6可以看出，隨著Na2CO3用量的增加，反浮選粗精礦鐵品位和鐵回收率均上升。因此，確定Na2CO3用量為2 000 g/t。

2.2.2 Na2SiO3用量試驗

鐵礦物抑制劑Na2SiO3用量試驗的Na2CO3用量為2 000 g/t，醚胺200 g/t，試驗結果見表7。

從表7可以看出，隨著Na2SiO3用量的增加，反浮選粗精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定Na2SiO3用量為800 g/t。

表7 Na2SiO3用量試驗反浮選粗精礦指標

2.2.3 醚胺用量試驗

脈石礦物捕收劑醚胺用量試驗的Na2CO3用量為2 000 g/t，Na2SiO3用量為800 g/t，試驗結果見表8。

表8 醚胺用量試驗反浮選粗精礦指標

從表8可以看出，隨著醚胺用量的增加，反浮選粗精礦鐵品位上升，鐵回收率下降。綜合考慮，確定反浮粗選醚胺的用量為200 g/t。

2.3 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上進行了閉路試驗，試驗流程見圖3，試驗結果見表9，精礦產品主要化學成分分析結果見表10。

圖3 閉路試驗流程

表9 閉路試驗結果 %

表10 精礦主要化學成分分析結果 %

從表9可以看出，采用圖3所示的流程處理該礦石，可以獲得鐵品位為 61.10%、鐵回收率為65.63%的鐵精礦。

從表10與表1對比可以看出，該礦石經強磁—反浮選流程處理，SiO2、Al2O3含量下降幅度較大，從24.15%、5.02%分別下降至7.07%、1.31%。

3 結論

(1)新疆某高硅低品位赤鐵礦嵌布粒度微細，石英呈半自形粒狀單晶或集合體嵌布在赤鐵礦中，而微量的磁鐵礦沿赤鐵礦邊緣或裂縫交代，三者分離困難，需細磨深選才能顯著提高精礦鐵品位。

(2)該礦石采用磨礦—強磁粗選—強磁粗精礦再磨—強磁精選—強磁精1粗1精反浮選、精選尾礦返回流程處理，可獲得鐵品位61.10%、鐵回收率65.63%的鐵精礦，達到了開發利用目標要求。

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