安徽霍邱劉寺鐵礦反浮選試驗工藝研究

彭海輝，陳泰年

（安徽省地質礦產勘查局313地質隊，安徽六安 237010）

0 引言

安徽霍邱劉寺鐵礦屬于中大型鐵礦，Ⅰ號礦體礦樣（以下稱Ⅰ號礦樣）主要為磁鐵礦，Ⅱ號礦體礦樣（以下稱Ⅱ號礦樣）為磁鐵礦和鏡鐵礦混合礦。考慮到現實情況中對該鐵礦的采選[1]，將Ⅰ號礦樣和Ⅱ號礦樣按39:61 的質量配比配出綜合樣，綜合樣的TFe品位為32.93%，mFe 品位為19.18%，礦石中鐵礦物主要是磁鐵礦，次為鏡鐵礦；金屬硫化物可見黃鐵礦和黃銅礦，含量相對比較低，脈石礦物以石英居多，其次是長石、綠泥石、黑云母、絹云母、角閃石（包括陽起石和透閃石）、石榴石和白云石，微量礦物尚見電氣石、磷灰石、鋯石和榍石等。

1 礦石化學成分

Ⅰ號礦樣、Ⅱ號礦樣和綜合樣可供富集的回收元素是鐵，對三者進行化學多元素分析，三者的品位都在33%左右，Ⅰ號礦樣TFe/FeO比值是1.87，Ⅱ號礦樣TFe/FeO 的比值是4.17，Ⅰ號礦樣中FeO 的含量明顯偏高，這說明Ⅱ號礦樣具有典型氧化鐵礦石的特征、Ⅰ號礦樣則為原生磁鐵礦石，混合成的綜合樣TFe/FeO 的比值是2.81，屬于鐵礦石的范疇。其礦石化學成分如表1所示。

Ⅰ號礦樣和Ⅱ號礦樣中鐵的賦存狀態差異較大，Ⅱ號礦樣中磁鐵礦產出的鐵僅占46.61%，而存在于赤（褐）鐵礦中的鐵所占比例達到48.57%，合計分布率為95.18%。Ⅰ號礦樣中的鐵主要以磁鐵礦形式產出，分布率為75.97%，而存在于赤（褐）鐵礦中的鐵所占比例僅為0.3%，但是賦存在含鐵硅酸鹽類礦物中的鐵所占比例高達21.88%，比Ⅱ號礦樣高18.38 個百分點。綜合樣中磁鐵礦產出的鐵占58.24%，存在于赤（褐）鐵礦中的鐵所占比例達到29.64%，賦存在含鐵硅酸鹽類礦物中的鐵所占比例為10.78%。顯然，經過單一弱磁選工藝即可使磁鐵礦中的鐵礦物得到充分回收，對于赤（褐）鐵礦中的鐵和含鐵硅酸鹽來說，在采用弱磁選工藝富集磁鐵礦的同時，還需要增加強磁選和反浮選工藝才能使呈赤（褐）鐵礦等產出的高價氧化物鐵得到回收[2]。

表1 礦石化學成分表Table 1.Chemical composition of ore

2 試驗方案

對于綜合樣經過兩段強磁選后獲得強磁精礦，產率為65.52%，品位為51.51%，回收率為78.21%。為進一步提升強磁精礦品位，對精礦進行陽離子和陰離子反浮選試驗。

2.1 陽離子反浮選試驗

在淀粉用量為600g/t 的條件下，改變陽離子捕收劑用量（用量分別為200g/t、400g/t、600g/t、800g/t）進行試驗，流程圖如圖1：

圖1 陽離子捕收劑用浮選試驗流程圖Figure 1.Flow chart of flotation test for the dosage of cation collector

試驗結果可得，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位隨之上升，回收率逐漸下降。當用量為800g/t時，精礦產率為48.29%，品位為63.95%，回收率為59.95%，由于浮選給礦中主要脈石礦物為硅酸鹽類礦物，采用陽離子捕收劑的效果不佳，且泡沫量大，實際生產中難以控制，因此不宜采用陽離子捕收劑。運用不同用量的陽離子捕收劑進行反浮選試驗結果如表2所示。

表2 陽離子捕收劑用量反浮選試驗結果Table 2.Reverse flotation test results of cation collector dosage

2.2 陰離子反浮選試驗

浮選給礦中脈石礦物主要為含鐵硅酸鹽類礦物，捕收劑采用長沙礦冶研究院研制的CM-14 陰離子捕收劑，其具有對含鐵硅酸鹽類礦物有較強的選擇捕收性，試驗進行了NaOH、淀粉、CaO、浮選溫度、捕收劑種類及用量條件試驗，并在條件基礎上進行了開路和閉路試驗，試驗考察不同條件下浮選精礦的產率、品位和回收率，確定最佳試驗流程。

（1）NaOH用量試驗

在選定淀粉用量600g/t，CaO 用量300g/t，捕收劑CM-14 用量1200g/t，浮選溫度為35℃，浮選機轉速為4.12m/s 條件下，進行不同NaOH 用量條件試驗（用量分別為200g/t、400g/t、600g/t 和800g/t），根據不同用量條件下的試驗結果得出，隨著NaOH用量的增加，精礦產率和回收率呈上升趨勢，精礦品位先上升后下降，綜合考慮品位與回收率的關系適宜選用NaOH用量為600g/t，試驗結果見表3。

表3 NaOH用量條件試驗結果Table 3.Test results of NaOH dosage conditions

（2）淀粉用量試驗

在選定NaOH 用量為600g/t，CaO 用量300g/t，捕收劑CM-14 用量1200g/t，浮選溫度為35℃，浮選機轉速為4.12m/s條件下，進行淀粉不同用量條件試驗（用量分別為400g/t、600g/t、800g/t 和1000g/t）。試驗結果顯示，隨著淀粉用量增加，精礦產率和回收率呈上升趨勢，精礦品位呈下降下降趨勢，綜合考慮最為適宜的淀粉用量為600g/t。試驗結果見表4。

表4 淀粉用量條件試驗結果Table 4.Experimental results of starch dosage conditions

（3）CaO用量試驗

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，捕收劑CM-14用量1200g/t,，浮選溫度為35℃，浮選機轉速為4.12m/s 條件下，進行CaO 不同用量條件試驗（用量分別為200g/t、300g/t、400g/t 和500g/t）。試驗結果顯示，隨著CaO 用量增加，精礦產率和回收率呈上升趨勢，精礦品位先上升后下降，綜合考慮最為適宜的CaO用量為400g/t。試驗結果見表5。

表5 CaO用量條件試驗結果Table 5.Test results of CaO dosage conditions

（4）捕收劑（CM-14）用量試驗

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，CaO 用量300g/t，浮選溫度為35℃，浮選機轉速為4.12m/s 條件下，進行捕收劑不同用量條件試驗（用量分別為800g/t、1200g/t、1600g/t 和2000g/t）。試驗結果顯示，隨著捕收劑用量的增加，精礦產率和回收率呈下降趨勢，精礦品位呈上升趨勢，綜合品位和回收率的關系，適宜的捕收劑用量為1600g/t。試驗結果見表6。

表6 捕收劑（CM-14）用量條件試驗結果Table 6.Test results of the dosage conditions of the collector CM-14

（5）捕收劑種類試驗

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，CaO 用量300g/t，浮選溫度為35℃，浮選機轉速為4.12m/s 條件下，進行不同捕收劑種類條件試驗（CM-14用量1600g/t，RA-915用量800g/t，YF800g/t）。試驗結果顯示，CM-14 作為捕收劑具有良好的選擇性，因此選用CM-14作為捕收劑。試驗結果見表7。

表7 捕收劑種類條件試驗結果Table 7.Test results of types and conditions of collectors

（6）浮選溫度試驗

在選定NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，CaO 用量400g/t，捕收劑CM-14 用量1600g/t，浮選機轉速為4.12m/s 條件下，進行不同溫度條件的選礦試驗（25℃，30℃，35℃，40℃）。試驗結果顯示，隨著浮選溫度的增加，精礦產率和回收率呈下降趨勢，品位呈上升趨勢，綜合品位和回收率的關系，適宜的選礦溫度為35℃。試驗結果見表8。

表8 不同浮選溫度條件試驗結果Table 8.Test results under different flotation temperature conditions

（7）開路實驗

在選定上述條件試驗的基礎上進行開路試驗，試驗流程為一粗一精三掃，粗選條件為NaOH 用量為600g/t，淀粉用量為600g/t，捕收劑CM-14 用量1600g/t，CaO 用量300g/t，浮選溫度為35℃，浮選機轉速為4.12m/s。精選條件為CaO 用量150g/t，捕收劑CM-14用量300g/t，流程圖如圖2所示：

圖2 浮選開路試驗流程圖Figure 2.Flow chart of flotation open circuit test

試驗結果如表9所示：

表9 開路浮選試驗結果Table 9.Open-circuit flotation test results

（8）閉路試驗

在開路試驗的基礎上，進行閉路試驗數質量流程圖如圖3所示。

對比開路試驗結果（表9）和閉路試驗結果（圖3），開路試驗結果為精礦產率是54.92%，品位是66.45%，回收率是70.85%。閉路試驗結果為浮選精礦產率是67.67%，品位是64.52%，回收率是84.87%，綜合考慮選用閉路試驗。

圖3 陰離子反浮選閉路試驗數質量流程圖Figure 3.Flow chart of anion reverse flotation closed-circuit test quantity and quality

4 結語：

綜合樣采用兩段強磁選后，在進行反浮選可以得到品位更高的精礦。選擇陰離子反浮選，其中浮選條件最佳情況如表10所示。

表10 陰離子反浮選條件最佳情況統計表Table 10.Statistics of the best conditions of anion reverse flotation test

上述浮選選礦流程放入整個選礦流程中，能夠得到總精礦產率為38.60%，品位為66.98%，回收率為78.50%；總尾礦產率為61.40%，品位為11.53%，回收率為21.50%，試驗數據穩定可靠，精礦品位明顯比僅進行強磁選選礦流程的高。因此對強磁精礦再進行合適條件下的陰離子反浮選能夠得到有利于實際生產的較好精礦指標。