回水中的金屬離子對金山店鐵礦分選影響研究

＊譚 青

（武鋼資源集團(tuán)金山店礦業(yè)有限公司 湖北 435100）

前言

武鋼資源集團(tuán)金山店鐵礦現(xiàn)有尾礦庫已閉庫，取代使用的是銅山口尾礦庫。銅山口由于是多金屬礦浮選工藝，所產(chǎn)生的尾礦水質(zhì)與我礦原有的尾礦水質(zhì)有所變化，主要體現(xiàn)在pH值增大、水體中溶解的離子體系也不同，這種變化是否增加磨礦介質(zhì)消耗、是否惡化細(xì)礦物顆粒的團(tuán)聚行為，進(jìn)而影響旋流器的分級效率，尤其是在浮選礦漿中是否消耗浮選藥劑，增加浮選藥劑單耗等方面，都急需探索，尋找答案。

耿超等人[1-4]以貴州某硅鈣質(zhì)膠磷礦為研究對象，通過往礦漿中添加不同濃度的Ca2+、Mg2+、SO42-、PO43-、F-等影響離子，考察了無機(jī)離子對磷礦正反浮選的影響，結(jié)果表明：Ca2+和Mg2+會沉淀捕收劑，使精礦P2O5品位和回收率大幅度降低；堿性條件下PO43-會抑制磷礦正浮選；酸性條件下SO42-易與Ca2+反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀附著在磷礦表面，影響磷礦反浮選；F-對磷礦正反浮選影響較小。研究成果可為磷礦正反浮選廢水的處理回用提供指導(dǎo)。

宛鶴等人[5]通過鉬鎢實(shí)際礦石，研究浮選生產(chǎn)回水中有害成分對脂肪烴類捕收劑選鉬效果的影響。結(jié)果表明，由于鉬鎢選礦回水中鈣離子對輝鉬礦顆粒“棱”發(fā)生特征吸附，并在“棱”上生成一層親水性鉬酸鈣薄膜，使輝鉬礦可浮性變差，造成粗粒級和微細(xì)粒級輝鉬礦顆粒選鉬回收率大幅度降低，影響了脂肪烴類捕收劑選鉬效果。

付鵬等人[6-8]研究回水中存在的雜質(zhì)離子影響黃銅礦浮選，試驗(yàn)結(jié)果表明：NaCl對黃銅礦可浮性有較強(qiáng)的促進(jìn)效果，高濃度CaCl2對黃銅礦可浮性有明顯抑制作用，而AlCl3對黃銅礦可浮性有一定抑制作用，但影響不顯著。

通過浮選試驗(yàn)研究了西藏某銅鉬混合精礦的分選條件，同時(shí)借助人工配置的模擬回水和不同配比的選礦回水試驗(yàn)考察了回水對銅鉬混合精礦分離浮選的影響[9-10]。

浮選條件試驗(yàn)結(jié)果表明：在礦漿pH值為7.68條件下，固定Na2S用量為5000g/t，煤油用量為100g/t。經(jīng)過進(jìn)一步粗選，得到的鉬精礦中鉬品位為11.52%，回收率為61.61%；銅品位為24.63%，回收率為10.77%。人工配置的模擬回水試驗(yàn)結(jié)果表明：銅鉬分離各因素顯著性順序?yàn)殂~離子濃度、黃藥濃度、硫離子濃度。配比使用選廠回水試驗(yàn)結(jié)果表明：配比使用選廠回水時(shí)，當(dāng)回水配比≤60%時(shí)，有利于提高銅鉬分離指標(biāo)；當(dāng)回水配比＞60%時(shí)，不利于銅鉬的分離。現(xiàn)場選礦回水的循環(huán)回用試驗(yàn)結(jié)果表明：回水選礦會降低鉬精礦中鉬的回收率，影響銅鉬混合精礦的分離[11-12]。

1.試樣及研究方法

試樣取自武鋼資源集團(tuán)金山店鐵礦，從球磨給礦倉取樣，約150kg，運(yùn)輸?shù)轿錆h科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，分別經(jīng)過250×150顎式破碎機(jī)和100×60顎式破碎機(jī)破碎后，再經(jīng)過對輥破碎，篩分成-2mm的試樣。試樣篩分的產(chǎn)品構(gòu)成如下：

表1 試樣的多元素分析

回水的電導(dǎo)率用雷磁DDS-307A電導(dǎo)率計(jì)測量；離子質(zhì)量濃度用美國利曼（Leeman）公司DRE直讀式中梯光柵電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀完成；選廠的新水和尾礦返回水的電導(dǎo)率和離子濃度檢測結(jié)果如表3。

表3結(jié)果顯示：回水的pH值略高，回水中鋅離子質(zhì)量濃度高出新水約5倍，這是回水電導(dǎo)率高的主要原因。

物料細(xì)度改變用HLXM240×90錐形球磨機(jī)完成；磁選試驗(yàn)用CXG-09型磁選管完成。

2.結(jié)果與分析

(1)回水和新水對顆粒沉降特性的影響

圖1 不同顆粒細(xì)度在新水和回水中的沉降速度差異

取不同磨礦時(shí)間（磨礦細(xì)度）樣品30g，分別用適量新水和回水潤濕后倒入100ml量筒，補(bǔ)充水至滿刻度，量筒加蓋并上下翻轉(zhuǎn)5次，靜置后開始計(jì)時(shí)，并每間隔2min記錄一次量筒中固體沉淀物的下降高度，做出下降高度與時(shí)間的關(guān)系曲線。

在礦物粒徑相同的回水和新水的對照試驗(yàn)中，隨著磨礦時(shí)間的增加，-0.074mm礦物的含量也在增加，沉降的起始速度在減慢，均勻沉降的速度也在減慢。比較三組對照試驗(yàn)，不同顆粒物在回水和新水占比下的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：回水作用下的均勻沉降速度比新水作用下的快。在沉降穩(wěn)定后的時(shí)間上可以提現(xiàn)，磨樣1min試樣在回水的最終沉降時(shí)間為18min，新水的最終沉降時(shí)間為20min；磨樣3min試樣在回水的最終沉降時(shí)間為20min，新水的最終沉降時(shí)間為22min；磨樣5min試樣在回水中的最終沉降時(shí)間為44min，新水的最終沉降時(shí)間為46min。

另外，不同回水對顆粒物質(zhì)量濃度影響試驗(yàn)結(jié)果說明：顆粒物質(zhì)量濃度提高，沉降速度降低。該結(jié)論對生產(chǎn)的指導(dǎo)性在于：使用回水作業(yè)時(shí)，適當(dāng)降低顆粒物質(zhì)量濃度，有利于提高分選加工效率。

(2)回水和新水對磨礦行為的影響

取表2所述的礦樣300g加入球磨機(jī)，用量筒取回水500ml，分別磨礦2min、4min、6min、8min、10min、12min，磨礦產(chǎn)物清洗出來后，用0.074mm孔徑的標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行濕式篩分，將篩上物烘干，稱重，并計(jì)算篩上產(chǎn)物的0.074mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表2 試樣的粒度篩析結(jié)果

表3 水樣檢測項(xiàng)目

兩種水質(zhì)下的不同磨礦時(shí)間的結(jié)果如圖2。

圖2 兩種水質(zhì)在不同磨礦時(shí)間下對磨礦產(chǎn)物細(xì)度影響

圖2顯示：采用回水磨礦時(shí)，磨礦產(chǎn)物的-0.074mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于采用新水的情況，說明采用回水對磨礦作業(yè)有一定的促進(jìn)作用。

對不同條件磨礦產(chǎn)物的細(xì)粒分別用激光粒度分析儀進(jìn)行檢測，細(xì)粒粒徑數(shù)據(jù)分析顯示：新水球磨2min，細(xì)粒粒徑統(tǒng)計(jì)值為37.464μm，而回水球磨2min，細(xì)粒粒徑統(tǒng)計(jì)值為34.046μm。新水球磨8min，粒徑統(tǒng)計(jì)值為35.342μm，而回水粒徑統(tǒng)計(jì)值為32.051μm。同樣說明回水有利于磨礦過程。

(3)回水和新水對磁選行為的影響

取表2所述的試樣在振動磨樣機(jī)磨樣5min，此時(shí)礦樣細(xì)度為-0.074mm的含量為90.72%，用不同水質(zhì)進(jìn)行調(diào)漿，并用磁選管進(jìn)行分選。重點(diǎn)考察不同水質(zhì)在各個分選磁場強(qiáng)度的變化，結(jié)果如表4。

表4 各分選磁場強(qiáng)度下不同水質(zhì)的分選結(jié)果

從表4結(jié)果看，隨著磁選采用的磁場強(qiáng)度的降低，磁性產(chǎn)物的鐵品位基本呈升高趨勢。通過單純比較采用回水和新水對磁選精礦的鐵品位影響程度看，用回水時(shí)磁精礦的鐵品位略低于使用新水條件時(shí)，這與回水易導(dǎo)致礦物絮團(tuán)加劇，沉降速度加快的結(jié)論一致。

3.結(jié)論

（1）回水的堿度略高于新水，回水中的Zn2+質(zhì)量濃度明顯高于新水，高出近5倍，這是回水電導(dǎo)率高于新水的主要原因。

（2）回水較新水能加速礦物顆粒的絮團(tuán)沉降，可見回水較新水有助于礦物磨礦作業(yè)。