某鐵礦強磁尾礦反浮選回收試驗研究①

袁晨光，黃自力，肖 碩，黃 濤，鄭潔淼，劉曉峰，吳佳興

（武漢科技大學冶金礦產資源高效利用與造塊湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430081）

我國是鋼鐵制造大國，從1996年至今，我國鋼鐵產量一直居于世界第一。我國鐵礦石普遍存在品位低、嵌布粒度細、礦石組分復雜等特點，國內鐵礦石難以滿足我國鋼鐵行業需求，需要大量進口國外鐵礦石。因此，合理開發、充分利用好我國的鐵礦資源（包括對鐵尾礦的二次回收）對于保障鋼鐵工業的原料安全供應具有重要意義［1-5］。

我國西部某鐵礦石主要是弱磁性礦物，采用強磁選選鐵，即使磨礦細度達到－0.038 mm粒級占90%，分選后尾礦TFe品位仍高達27%。該礦開發早，建礦時間長，大量尾礦堆積成山，而且選廠每年仍產生200萬噸左右的鐵尾礦。這些尾礦數量大、鐵品位高，蘊藏著巨大的資源價值，本文基于該尾礦性質，對其進行了系統的反浮選脫硅回收鐵礦物試驗研究。

1 試驗原料

試驗所用樣品來自某鐵礦選礦廠強磁選尾礦，經干燥處理，水分約1.3%，呈灰褐色、粉狀，該試樣化學多元素分析結果見表1。試樣中主要鐵礦物為鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦；脈石成分復雜，主要為云母、石英、方解石、斜長石，二氧化硅含量高。

表1 試樣化學多元素分析結果（質量分數） %

對試樣進行了水篩分析，其粒度組成如表2所示。試樣中－0.038 mm粒級含量高達95.19%，屬于微細粒級礦物，對該試樣的分選會有一定難度。

試樣中鐵化學物相分析結果見表3。由表3可知，鐵主要以赤褐鐵礦形式存在，其次以菱鐵礦形式存在，少量存在于硅酸鹽礦物和硫鐵礦中，僅有極少量存在于磁鐵礦中。

2 試驗方法

試驗在XFD型掛槽式浮選機中進行，攪拌速度1 800 r／min，浮選用水為自來水，浮選溫度為常溫。由于試樣粒度細，采用較低的礦漿濃度進行浮選試驗。粗選礦漿濃度20%，用1 mol／L鹽酸溶液或1 mol／L氫氧化鈉溶液調節pH值，攪拌5 min使礦漿pH值穩定；加入1%可溶性淀粉作為抑制劑［6-8］，攪拌5 min；再加入0.1 mol／L十二胺鹽酸溶液作為捕收劑［9-10］，攪拌5 min，并再次調節pH值至條件要求。粗選刮泡10 min。在粗選優化條件下，粗精礦進一步精選，精選礦漿濃度12%，抑制劑及捕收劑用量均為粗選的一半，刮泡5 min。采用GB／T 6730.65—2009方法測量礦樣中的全鐵品位。試驗原則流程見圖1。

圖1 原則流程

3 試驗結果及討論

3.1 pH值條件試驗

在礦漿濃度20%、可溶性淀粉用量1 000 g／t、十二胺用量300 g／t條件下，考察了pH值對粗選指標的影響，結果如圖2所示。由圖2可知，當pH值在2～9之間時，精礦品位在37%～38%之間，而回收率均小于57%；pH＝10時，精礦品位較之前降低不大，而回收率顯著增加；pH＞10后，精礦品位顯著降低而回收率增加不大。分析其原因，pH值在2～9之間時，鐵礦物處于被抑制狀態而脈石受抑制作用不強；pH＞9時，脈石隨著鐵礦物一起被抑制，且pH值越大，這種抑制效果越強。綜合考慮，確定適宜的浮選pH值為10，此時粗精礦鐵品位為34.70%、鐵回收率為70.13%。

圖2 粗選精礦品位和回收率隨pH值變化曲線

3.2 可溶性淀粉用量條件試驗

在礦漿濃度20%、礦漿pH值10、十二胺用量300 g／t條件下，考察了可溶性淀粉用量對粗選指標的影響，結果如圖3所示。由圖3可知，可溶性淀粉用量對粗精礦品位影響不大，品位基本保持在34%左右；但可溶性淀粉用量對回收率有一定影響，可溶性淀粉用量500～1 000 g／t時，回收率基本不變；可溶性淀粉用量1 000～2 400 g／t時，回收率增長趨勢明顯；可溶性淀粉用量大于2 400 g／t后，回收率基本不變。綜合考慮，確定可溶性淀粉適宜用量為2 400 g／t，此時粗精礦鐵品位34.01%、鐵回收率78.92%。

圖3 粗選精礦品位和回收率隨可溶性淀粉用量變化曲線

3.3 十二胺用量條件試驗

礦漿濃度20%、礦漿pH值10、可溶性淀粉用量2 400 g／t條件下，考察了十二胺用量對粗選指標的影響，結果如圖4所示。由圖4可知，隨著十二胺用量增加，粗精礦品位增加，回收率降低。綜合考慮，確定十二胺適宜用量為400 g／t，此時粗精礦鐵品位35.10%、鐵回收率75.50%。

圖4 粗選精礦品位和回收率隨十二胺用量變化曲線

3.4 優化條件下的開路試驗

通過上述條件試驗，得到粗選優化條件為：浮選pH值10、可溶性淀粉用量2 400 g／t、十二胺用量400 g／t。在礦漿濃度20%及優化條件下進行粗選，粗精礦在礦漿濃度12%條件下進一步精選，全開路浮選試驗流程如圖5所示，浮選指標如表4所示。

圖5 開路浮選試驗流程

表4 開路浮選試驗結果

反浮選開路試驗最終所得鐵精礦品位43.88%、回收率50.93%。所得鐵精礦用作該廠磁化焙燒生產線的原料時品質優于目前所用原料（品位33%左右）。

4 結 論

1）我國西部某鐵礦強磁選尾礦鐵品位較高（TFe品位27.68%），鐵礦物主要為鏡鐵礦、褐鐵礦，其次以菱鐵礦形式存在，少量鐵礦物存在于硅酸鐵、黃鐵礦、磁鐵礦中；脈石礦物主要有石英、斜長石、絹云母、白云母、方解石等硅酸鹽礦物；該試樣粒度很細，－0.038 mm粒級含量95.19%。

2）采用反浮選方法進行了回收試驗，確定了反浮選試驗優化條件。在礦漿濃度20%、pH值10、抑制劑可溶性淀粉用量2 400 g／t、捕收劑十二胺用量400 g／t條件下，粗選精礦品位35.10%、回收率75.50%；粗精礦在礦漿濃度12%、pH值10、抑制劑可溶性淀粉用量1 200 g／t、捕收劑十二胺用量200 g／t條件下進一步精選，精選精礦品位43.88%、回收率50.93%。得到的浮選精礦可用作該選廠磁化焙燒生產線的原料。

3）經過一粗一精反浮選得到的鐵精礦比目前該廠所用原料品位（33%左右）高10個百分點，提高了該廠現有磁化焙燒原料的品質。