某懸浮焙燒—磁選鐵精礦的浮選脫磷試驗

袁　帥　劉　杰　張淑敏　李艷軍

（東北大學資源與土木工程學院，遼寧沈陽110819）

懸浮焙燒技術是處理復雜難選鐵礦石的高效技術，將赤褐鐵礦物轉化為磁鐵礦物后，可通過弱磁選工藝高效回收鐵[1-3]。高磷鮞狀赤鐵礦石的懸浮焙燒—磁選雖能有效回收鐵，但無法有效降低磁選鐵精礦中雜質磷的含量。鐵精礦中的磷在冶煉過程中大部分會被還原并進入生鐵，而含磷較高的鋼鐵在低溫加工時易破裂，產生“冷脆”現象[2-5]。因此，鐵精礦中磷的脫除是實現高磷鮞狀赤鐵礦石資源開發利用的關鍵[6]。目前，浮選方法因選礦成本低，分選指標相對穩定而成為含磷礦物脫除的常用方法。隨著新型高效浮選藥劑的不斷出現，浮選成為最主要的鐵礦脫磷途徑[7-9]。

試驗使用自主研制的新型脫磷浮選捕收劑DP-1對懸浮焙燒—磁選工藝獲得的某高磷鐵精礦進行了浮選脫磷藥劑制度和浮選工藝試驗研究。

1　試樣

某含磷懸浮焙燒—磁選鐵精礦化學多元素分析結果見表1，XRD圖譜見圖1，主要礦物組成見表2。

表1表明，試樣鐵品位為57.95%，主要雜質成分為SiO2、Al2O3、CaO，含量分別為6.46%、3.61%、3.07%，MgO含量較低，為0.78%；有害元素S含量較低，P含量達0.63%，超過鐵精礦產品質量標準。

圖1表明，試樣中的主要礦物為磁鐵礦，其他礦物因含量相對較低，無法在XRD衍射圖譜中顯示。

表2表明，試樣中鐵礦物含量占90.21%，主要脈石礦物為綠泥石和磷灰石，含量分別為5.40%和1.98%，磷灰石是P元素存在的主要礦物形式。

2　試驗結果及討論

浮選試驗采用XFD0.75L單槽浮選機，礦漿pH調整劑為碳酸鈉，鐵礦物抑制劑為淀粉，DP-1為東北大學自主研發的脫磷捕收劑。

2.1　浮選條件試驗

浮選條件試驗流程見圖2。

2.1.1碳酸鈉用量試驗

碳酸鈉是一種優異的pH調整劑，主要用以調整礦漿pH、優化浮選體系，是影響浮選效果的重要因素之一。在固定淀粉用量為800 g/t、DP-1用量為1 000 g/t條件下考察碳酸鈉用量對試樣脫磷效果的影響，試驗結果見圖3、圖4。

圖3表明，碳酸鈉用量由0增加至2 000 g/t，脫磷鐵精礦鐵品位由59.06%緩慢降低至58.28%，鐵回收率則由84.82%提高至97.46%。

圖4表明，隨著碳酸鈉用量的增加，脫磷鐵精礦P品位和P回收率均上升，表明添加碳酸鈉不利于磷的脫除。

綜合圖3、圖4，確定后續試驗不添加碳酸鈉。

2.1.2淀粉用量試驗

淀粉是浮選工藝中鐵氧礦物的典型抑制劑，試驗中主要用以抑制磁鐵礦的上浮。在固定DP-1用量為1 000 g/t條件下考察淀粉用量對試樣脫磷效果的影響，試驗結果見圖5、圖6。

圖5表明，隨著淀粉用量的增加，脫磷鐵精礦鐵品位變化不大，均在59.00%左右；淀粉用量由600 g/t增加至900 g/t，脫磷鐵精礦鐵回收率由77.98%提高至91.71%；繼續增加淀粉用量至1 000 g/t，脫磷鐵精礦鐵回收率變化不大。

圖6表明，淀粉用量由600 g/t增加至800 g/t，脫磷鐵精礦P品位變化不大，而磷回收率由41.48%小幅提高至47.21%；繼續增加淀粉用量至900 g/t，脫磷鐵精礦P品位提高至0.43%，磷回收率增加至62.34%；進一步增大淀粉用量，脫磷鐵精礦P指標變化不大。

綜合圖5、圖6，確定淀粉用量為900 g/t。

2.1.3DP-1用量試驗

在固定淀粉用量為900 g/t條件下考察DP-1用量對試樣脫磷效果的影響，試驗結果見圖7、圖8。

圖7表明，DP-1用量由800 g/t增加至2 000 g/t，脫磷鐵精礦鐵品位先提高后趨于穩定，鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢。

圖8表明，DP-1用量由800 g/t增加至1 400 g/t，脫磷鐵精礦磷品位由0.50%顯著下降至0.31%，磷回收率由75.63%下降至36.24%；繼續增加DP-1用量至2 000 g/t，脫磷鐵精礦磷品位穩定在0.32%左右，磷回收率穩定在35%左右。

綜合考慮，確定脫磷粗選的捕收劑DP-1用量為1 400 g/t。

2.2　開路試驗

在條件試驗基礎上，按圖9所示的流程進行了開路試驗，試驗結果見表3。

表3表明，采用圖9所示的流程處理試樣，可獲得鐵品位為61.07%、鐵回收率為59.75%、磷含量為0.28%的鐵精礦。

2.3　閉路試驗

以開路試驗流程為基礎進行了閉路試驗，試驗流程見圖10，結果見表4。

由表4可知，試樣采用圖10所示的流程處理，可獲得鐵品位為59.36%、含磷0.30%、鐵回收率68.88%的脫磷鐵精礦，該工藝的磷脫除率達67.98%。試驗表明，以DP-1為捕收劑，采用脫磷浮選工藝可有效降低鐵精礦中的磷。

3　結論

（1）某高磷鮞狀赤鐵礦石懸浮焙燒—磁選精礦屬于高磷鐵精礦，試樣鐵品位為57.95%，主要鐵礦物為磁鐵礦；主要雜質成分為SiO2、Al2O3、CaO，含量分別為6.46%、3.61%、3.07%；有害元素磷含量超過鐵精礦產品質量標準，達0.64%，主要以磷灰石的形式賦存在。

（2）以DP-1為捕收劑，采用1粗1精1掃閉路流程處理試樣，可獲得鐵品位為59.36%、含磷0.30%、鐵回收率68.88%的脫磷鐵精礦，磷脫除率達67.98%，表明脫磷浮選工藝可有效降低鐵精礦中的磷。