鄂西鐵礦除磷試驗研究

熊岐勝，彭 操

（1.西北有色地質勘查局711總隊，陜西，漢中，723000；2.云南省化工研究院，云南，昆明，650228）

鄂西鐵礦除磷試驗研究

熊岐勝1，彭 操2

（1.西北有色地質勘查局711總隊，陜西，漢中，723000；2.云南省化工研究院，云南，昆明，650228）

對湖北鄂西某鐵礦的礦石進行了浮選除磷捕收劑和調整劑的條件試驗研究采用二段粗選、二次泡沫再選浮選工藝流程能獲得較理想的除磷效果。在磨礦細度小于200目的比例為74.7 %的開路條件下，當原礦TFe品位為52.66%，P含量為1.17%時，可獲得TFe品位為57.37%、P含量為0.23%的鐵精礦，TFe回收率為68.95%，P排除率達86.59%。

鄂西鐵礦；除磷；捕收劑；浮選；磨礦細度

鄂西高磷鐵礦屬巨型鐵礦，1959年發現，面積為1.8萬km2，儲量約22億t。開發利用鄂西高磷鐵礦，對提高我國鋼鐵業礦石自給率、帶動鄂西山區及少數民族地區的經濟發展都具有十分重要的意義。本文對鄂西某高磷鐵礦進行除磷選礦探索試驗研究，根據鐵礦石的原礦性質，采用二段粗選二次泡沫再選的浮選工藝流程，能獲得較理想的除磷效果。

1 礦石性質

鐵礦屬于“寧鄉式”鐵礦，是海相沉積型鐵礦床。礦石由赤鐵礦、菱鐵礦、方解石、白云石、綠泥石、膠磷礦、粘土礦物和石英等組成。具有鮞狀和粒狀結構，豆狀、塊狀、礫狀構造。其結構特點是金屬礦物（赤鐵礦、菱鐵礦等）與脈石礦物（石英、方解石、綠泥石、粘土等）構成互層狀鮞粒，或以脈石礦物為核心構成鮞粒狀。鮞粒大小一般為0.1～0.5 mm，赤鐵礦單體解離粒度為0.001～0.05 mm。其中的磷礦物以膠磷礦形態存在。對于此類礦石的除磷，目前較合理的方法是浮選法。膠磷礦的可浮性一般較鐵礦物為好，通過浮選法選出膠磷礦達到降低鐵精礦中含磷的目的。雖然膠磷礦等脈石礦物與鐵礦物存在較大的比重差，但重選只適合選別中粗粒。對于細粒嵌布的礦石，即使細磨后達到單體解離，重選分選性仍會很差。

1.1 原礦化學分析

將制備好的原礦樣進行化學多元素分析，分析結果見1。

表1 原礦化學元素分析結果Table 1 Ore chemical element analysis results

由表1可見，該礦石為鐵品位較高的含磷弱磁性鐵礦石。

1.2 原礦篩析

為了考查原礦中TFe、P的分布情況，對原礦樣進行了篩分分析。篩分分析試驗結果見表2。

Michael Mauer:我們對于幾乎所有事物的認知，最初都來自于它們的設計。也是通過設計，我們能分辨事物，并了解它們的功能。設計不僅僅意味著漂亮，它是一種哲學，好的設計還能將事物轉化成代表了快樂、易用、具有創新精神且可持續的良好使用體驗。

從表2篩析結果看出：粒徑≤1.0 mm的原礦中各粒級的鐵礦物與磷礦物分布較為均勻，這說明只靠簡單的破碎（或粗磨）以分級的形式脫除磷等脈石礦物達到鐵礦物富集的目的是難以實現的。

表2 原礦篩分分析試驗結果Table 2 Ore sieve analysis test results

2除磷試驗

為選擇合適的入選磨礦細度，首先對入選原礦進行磨礦細度試驗，以找出磨礦細度與磨礦時間之間的關系，試驗結果見圖1。

圖1 磨礦時間與細度關系圖Figure 1 Relationship between grinding time and the fineness

由圖1可見，隨著磨礦時間增加，磨礦產品小于200目的比例逐漸增加，并且呈先快后慢之勢。分別選定磨礦時間：6、8、10，所對應的磨礦細度小于200目的比例約為58.0%、74.7%、90.1%。進行不同磨礦細度浮選試驗，以選擇合適的磨礦細度，獲得較好試驗指標。不同磨礦細度浮選試驗工藝流程及藥劑條件見圖2，試驗結果見表3。

圖2 磨礦細度試驗工藝流程圖Figure 2 Flow chart of grinding fineness test

表3 不同磨礦細度試驗結果Table 3 Different grinding fineness test results

從表3看出：在相同藥劑條件下，隨磨礦細度的增加，精礦中P的品位隨之下降，并呈先快后慢之勢。在磨礦細度為小于200目的比例達74.7%時，精礦中P的品位為0.25%，達到冶煉要求；再增加磨礦細度，雖然精礦中P的品位能繼續緩慢下降，但磨礦成本會大幅增加。因此，磨礦細度選擇小于200目的比例為74.7%較合適。

（0.077mm）的比例／%產品名稱產率／%w／%回收率／%粒徑小于200目TFePTFeP 74.7 16.2136.874.9511.1370.32 П29.3552.461.129.149.18 П114.9155.170.5715.327.45 K 59.5358.110.2564.4213.04 X U 100.0053.701.14100.00100.00 90.1 X112.8834.535.748.3364.64 П212.8350.021.4312.0216.04 П111.9353.740.6512.016.78 K 62.3657.930.2367.6412.54 U 100.0053.401.14100.00100.00

2.2 粗選碳酸鈉用量

粗選碳酸鈉用量試驗工藝流程及藥劑條件見圖3，試驗結果見表4。

圖3 碳酸鈉用量試驗工藝流程圖Figure 3 Test flow chart of the amount of sodium carbonate

由表4可見，碳酸鈉用量對尾礦上浮量及粗選指標有明顯影響：隨著碳酸鈉用量增加，尾礦上浮量明顯減少，尾礦中磷脫除率逐漸降低。雖然精礦中TFe的回收率逐漸增加，但精礦中磷含量也隨之增加。綜合考慮后，碳酸鈉用量選擇4.0 kg／t較為適宜。

2.3 粗選水玻璃用量

粗選水玻璃用量試驗工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為變量，其他藥劑用量條件如圖3，試驗結果見表5。

由表5可見，和碳酸鈉一樣，水玻璃用量對尾礦上浮量及粗選指標也有明顯影響：隨著水玻璃用量增加，尾礦上浮量明顯減少，精礦中磷含量也隨之增加。根據試驗結果，水玻璃用量選擇2.0 kg／t較為適宜。

2.4 粗選淀粉用量

粗選淀粉用量試驗工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為2.0 kg／t，淀粉用量為變量，其他藥劑用量條件如圖3，試驗結果見表6。

表4 粗選碳酸鈉用量試驗結果Table 4 Test results of the roughing amount of sodium carbonate

表5 粗選水玻璃用量試驗結果Table 5 Test results of the roughing amount of sodium silicate

表6 粗選淀粉用量試驗結果Table 6 Test results the roughing amount of starch

由表6可見，隨著淀粉用量增加，尾礦上浮量減少，精礦中磷含量也隨之增加。根據試驗結果，淀粉用量選擇0.5 kg／t較為適宜。

2.5 粗選捕收劑用量

XM－22是磷礦常溫浮選捕收劑。該捕收劑原料來源廣，易于生產和配制，無毒無味，價格合理，是一種優良的膠磷礦常溫捕收劑。XM－22用量試驗工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為2.0 kg／t，淀粉用量為0.5 kg／t，XM－22藥劑用量為變量，其他藥劑用量條件如圖3，試驗結果見表7。

表7 粗選捕收劑XM－22用量試驗結果Table 7 Test results of the roughing amount of flotation XM－22

由表7可見，隨著捕收劑XM－22用量增加，粗選尾礦上浮量增加，精礦中磷含量則隨之降低。根據試驗結果，粗選捕收劑XM－22用量選擇1.4 kg／t較為適宜。

2.6 一次再選水玻璃用量

為了提高最終鐵精礦的收率，對粗選尾礦進行二次再選試驗。在再選試驗中，為了改善再選作業的分選效率，在礦漿中加入了適量的水玻璃。試驗對一次再選水玻璃用量進行了條件試驗。一次再選水玻璃用量試驗工藝流程見圖3，粗選Na2CO3藥劑用量為4.0 kg／t，Na2SiO3藥劑用量為2.0 kg／t，淀粉用量為0.5 kg／t，XM－22藥劑用量為1.4 kg／t，一次再選水玻璃用量為變量，試驗結果見表8。

由表8可見，一次再選加入0.5 kg／t水玻璃的試驗點的試驗結果要好于不加水玻璃的試驗點的試驗結果，加入適量水玻璃能改善再選作業的分選性。根據試驗結果，一次再選水玻璃用量選擇0.5 kg／t較為適宜。

2.7 選磷開路試驗結果

根據上述條件試驗結果，確定選磷開路試驗流程見圖2。優化的藥劑條件除了XM－22藥劑用量變為1.4 kg／t，減少了2段浮選的淀粉的添加外，其他藥劑條件見圖2，并在優化工藝條件下進行了開路平行點試驗，平行點試驗結果見表9。

表8 一次再選水玻璃用量試驗結果Table 8 Election results of the amount of sodium silicate once again

表9 選磷開路平行點試驗結果Table 9 Election results of phosphorus open parallel point

3 結論

對于湖北鄂西某鐵礦，采用二段粗選二次泡沫再選的浮選工藝流程除磷，可以獲得較理想的除磷效果。

在磨礦細度小于200目的比例為74.7%的開路條件下，當原礦TFe品位為52.66%，P含量為1.17%時，可獲得TFe品位為57.37%，P含量為0.23%的鐵精礦，TFe回收率為68.95%，P排除率達86.59%。

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Experimental Study on Phosphorus Iron Ore in Western Hubei

XIONG Qi－sheng1，PENG Cao2

（1.Northwest Nonferrous Geological Exploration Bureau 711 Corps，Hanzhong 723000，China；
2.Yunnan Chemical Research Institute，Kunming 650228，China）

Condition experiment of phosphorus flotation collectors and modifiers on certain iron ore in western Hubei was done.By using Sec roughing，secondary foam flotation process，more satisfied phosphorus removal effect can be reached.Under the open circuit conditions with 74.7%of the grinding fineness ratio of less than 200 mesh，TFe ore grade 52.66%，P content of 1.17 percent，TFe grade of 57.37%，P content of 0.23%of iron ore can be obtained.TFe recovery was 68.95%，P exclusion rate was 86.59%.

iron ore in western Hubei；phosphorus removal；collector；flotation；grinding fineness

TD95

A

1004-275X（2014）05-0022-06

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.05.007

收稿：2014-06-11

熊岐勝（1982－），男，陜西漢中人，選礦工程師，主要研究為礦產資源綜合利用及二次資源、固體廢棄物中有價金屬的提取及資源化。