青海某磁鐵礦精礦制備超純鐵精礦試驗

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（1.武漢科技大學資源與環境工程學院，湖北武漢430081；2.青海南川美格金屬粉末開發有限公司，青海格爾木730000）

隨著我國冶金、電子、化工、醫療等行業的快速發展，對超純鐵精礦的需求也越來越大[1]。因此，以普通磁鐵精礦為原料生產超純鐵精礦的研究就成為業界研究的熱點。鄒玄等[2]采用弱磁選—懸錐面選礦機重選工藝制備了全鐵品位71.67%、硅含量0.19%的超純鐵精礦。孟令科[3]采用細磨—反浮選最終得到全鐵品位71.50%、硅含量0.50%的超純鐵精礦。

本文將介紹以青海某磁鐵精礦為原料生產超純鐵精礦的工藝研究情況。

1　試樣

試樣為青海某磁鐵精礦，主要化學成分分析結果見表1，主要礦物組成見表2，粒度篩析結果見表3。

從表1可以看出，試樣鐵品位較高，達65.46%，主要雜質SiO2、Al2O3含量分別為5.77%和2.09%，有害元素S、P含量均很低。

從表2可以看出，試樣中的主要礦物是磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、綠泥石、云母、長石、鈦鐵礦等。

從表3可以看出，試樣粒度較粗，+45 μm粒級占31.02%；+75 μm粒級鐵品位明顯較低，僅為45.07%，是影響試樣鐵品位的主要粒級，且鐵分布率較高，達10.08%。

因此，要獲得較好的超純鐵精礦指標，必須解決粗粒級的單體解離問題。

2　試驗結果與分析

2.1　直接弱磁選試驗

首先進行了弱磁選提質降雜效果試驗，以探索不經過磨礦直接弱磁選獲取合格超純鐵精礦粉的可能性。試驗采用CRIMM-Ф100型電磁圓筒式弱磁選機，1次弱磁選試驗結果見表4。

從表4可看出，試樣不經過再磨直接弱磁選，鐵精礦鐵品位最高也只有68.25%，達不到超純鐵精礦的品質要求（鐵品位≥71.5%，SiO2含量≤0.5%）。

顯微鏡下分析表明，試樣中存在的較多磁鐵礦富連生體在弱磁選時極易進入弱磁選精礦，從而影響弱磁選效果。因此，再選前必須對試樣進行再磨，以提高磁鐵礦的單體解離度。

2.2　再磨—弱磁選試驗

2.2.1磨礦細度試驗

磨礦細度直接影響磁鐵礦的解離度，但磨礦細度過高會造成礦物泥化，影響后續選別作業[4]。試樣再磨采用BJM-2型立式攪拌磨，1次弱磁選試驗磁選場強為79.55 kA/m，磨礦細度試驗結果見圖1。

從圖1可以看出，提高磨礦細度，弱磁選精礦指標有所改善。綜合考慮，確定再磨細度D90=21.39μm，對應的精礦鐵品位為70.05%，鐵回收率為97.73%。

2.2.2弱磁選磁場強度試驗

弱磁選磁場強度試驗的磨礦細度為D90=21.39 μm，試驗結果見圖2。

從圖2可以看出，隨著磁場強度的提高，弱磁選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場強度為23.87 kA/m，對應的精礦鐵品位為70.97%，鐵回收率為81.88%。

2.3　浮選條件試驗

由于試樣采用再磨—弱磁選流程處理仍不能獲得超純鐵精礦，因此，需進一步進行反浮選脫雜試驗。反浮選條件試驗以2.2.2節確定條件下的1次弱磁選精礦為給礦，采用1次反浮選流程。

2.3.1pH試驗

pH試驗的調整劑為NaOH，抑制劑苛性淀粉[5]用量為1 000 g/t，捕收劑十二胺用量為50 g/t，試驗結果見圖3。

從圖3可以看出，隨著礦漿pH增大，反浮選精礦鐵品位下降、鐵作業回收率上升。綜合考慮，確定在自然pH條件下進行反浮選，對應的精礦鐵品位達71.10%、鐵作業回收率為88.13%。

2.3.2苛性淀粉用量試驗

苛性淀粉用量試驗在自然pH、十二胺用量為50 g/t的條件下進行，試驗結果見圖4。

從圖4可以看出，苛性淀粉用量增大至600 g/t，反浮選精礦鐵品位維持在高位、鐵作業回收率明顯上升；繼續增大苛性淀粉用量，鐵品位明顯下降、鐵作業回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定苛性淀粉用量為500 g/t。

2.3.3十二胺用量試驗

十二胺用量試驗在自然pH、苛性淀粉用量為500 g/t的條件下進行，試驗結果見圖5。

從圖5可以看出，隨著十二胺用量的增大，反浮選精礦鐵品位先上升后維持在高位、鐵作業回收率先小幅下降后明顯下降。綜合考慮，確定十二胺粗選用量為50 g/t，對應的精礦鐵品位為71.55%，鐵作業回收率為85.21%。

2.4　全流程試驗

在條件試驗基礎上進行了全流程試驗，試驗流程見圖6，結果見表5，最終精礦主要化學成分分析見表6。

從表5、表6可以看出，采用圖6所示的流程處理試樣，最終獲得鐵品位為71.82%、SiO2含量為0.24%的超純鐵精礦。

3　結論

（1）青海某磁鐵精礦鐵品位達65.46%，主要雜質SiO2、Al2O3含量分別為5.77%和2.09%，有害元素S、P含量均很低，主要礦物是磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、綠泥石、云母、長石、鈦鐵礦等。該精礦粒度較粗，+45 μm粒級占31.02%，+75 μm粒級鐵品位明顯較低，僅為45.07%，是影響試樣鐵品位的主要粒級。由于該精礦中有大量的磁鐵礦富連生體，要用該精礦制備超純鐵精礦，解決粗粒級的單體解離問題是前提。

（2）以現場磁鐵精礦為試樣，在磨礦細度為D90=21.39 μm的情況下，進行1次弱磁選（23.87 kA/m）、1次弱磁掃選（318.22 kA/m），弱磁選精礦以苛性淀粉為抑制劑、十二胺為捕收劑進行1粗1精反浮選，反浮選尾礦與弱磁掃選精礦合并，最終獲得鐵品位為71.82%，鐵回收率為61.86%，SiO2、Al2O3含量分別為0.24%、0.18%的超純鐵精礦，以及鐵品位為68.14%、鐵回收率為36.74%的普通鐵精礦。