巴西某鐵礦石脫泥尾礦綜合利用試驗研究

蘇 楠 王 帥 劉 軍 陳 洲

（1.中鋼設備有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

鋼鐵產業作為經濟發展的基礎，近年來隨著經濟的復蘇，全球鋼鐵需求量將持續增加［1-5］。據世界鋼協預測，2023 年全球鋼鐵需求量將達到18.814 億t，較2022 年需求量增加2.2%［6］。鋼鐵需求量的增加，必然會導致鐵礦石需求的增長，近年來隨著優質礦源的逐漸減少，品位較低的鐵礦石和以往的一些尾礦逐漸進入人們的視線［7-10］。

巴西某赤鐵礦石選礦廠現采用磨礦—脫泥—浮選工藝，脫出礦泥鐵品位約46.5%，回收利用難度較大，目前作為尾礦丟棄，造成了資源浪費。為此，針對該樣品開展選礦試驗研究，根據其礦石性質，采用強磁—浮選聯合流程，確定最佳的藥劑制度，為該礦石的綜合利用提供理論依據。

1 礦樣性質

礦樣化學成分分析和鐵物相分析結果見表1、表2。

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由表1、表2 可知，該礦樣全鐵品位46.48%，主要雜質為SiO2和Al2O3，其含量分別為25.81%和3.27%，有害元素S、P 含量分別為0.018%和0.102%，其余雜質含量較低；礦樣中的鐵主要存在于赤褐鐵礦中，含量44.99%，分布率96.79%，其次存在于硅酸鐵中，含量1.01%，分布率2.17%，剩余鐵元素賦存于磁性鐵、碳酸鐵和硫化鐵中，分布率分別為0.82%，0.11%，0.11%。

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對超細粉中主要有用鐵礦物赤鐵礦和主要脈石礦物石英進行工藝粒度分析，結果見表3。

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由表3 可知，赤鐵礦主要呈細粒、微細粒嵌布，-0.040 mm 粒級分布率高達96.28%，微細粒-0.01 mm 粒級分布率73.53%；部分微細粒赤鐵礦難以完全解離，可能會以連生體形式進入精礦，少量微細粒赤鐵礦較難回收，可能對鐵精礦回收率有一定影響；脈石礦物石英也以細粒分布為主，-0.065 mm 粒級分布率98.49%，部分石英呈微細粒嵌布，-0.01 mm 粒級分布率33.66%。

2 試驗結果與分析

2.1 試驗設計

由礦石性質可知，超細粉中的鐵主要存在于赤鐵礦中，脈石則主要以石英為主，且赤鐵礦主要呈細粒和微細粒分布，單一磁選可能無法獲得合格的鐵精礦或導致回收率過低，故試驗采用強磁—浮選聯合工藝，強磁選設備采用Slon-750 脈動高梯度強磁選機，充填介質采用4 mm 粗棒介，脈動沖次選取140次/min，轉環轉速為2.5 r/min。對強磁精礦進行反浮選，捕收劑采用陽離子捕收劑十二胺，pH值調整劑采用NaOH，抑制劑采用淀粉。

2.2 強磁1粗2掃工藝流程試驗

為了對樣品中有用礦物進行預富集，并為下一步浮選試驗提供試樣，進行強磁1 粗2 掃流程試驗。磁場強度均選擇試驗設備的極大值1.4 T，以盡量降低尾礦鐵品位，提高回收率。強磁1 粗2 掃可得到全鐵品位58.67%，鐵回收率82.96%的強磁精礦。試驗數質量流程見圖1。

2.3 浮選試驗

2.3.1 NaOH用量試驗

對強磁選精礦進行反浮選，采用單一條件試驗確定最佳藥劑制度，試驗流程為1次粗選。固定淀粉用量800 g/t，十二胺用量150 g/t，進行NaOH 用量試驗，試驗結果見圖2。

由圖2可見，NaOH用量對分選指標影響較大，隨著用量的增加，精礦鐵回收率增大，鐵精礦品位在NaOH用量400g/t時達到最高值，隨后又逐步下降；綜合考慮，選擇NaOH用量600 g/t為宜。

2.3.2 淀粉用量試驗

固定NaOH用量600 g/t，十二胺用量150 g/t，進行淀粉用量試驗，試驗流程為1 次粗選，試驗結果見圖3。

由圖3 可見，淀粉用量對分選指標影響不大，當淀粉用量為0～1 200 g/t 時，所獲得的精礦鐵品位均能達到60%以上，回收率在淀粉用量為400 g/t 時達到最高值；在獲得合格鐵品位的前提下，為了盡量提高回收率，選擇淀粉用量為400 g/t。

2.3.3 十二胺用量試驗

固定NaOH用量600 g/t、淀粉用量400 g/t，進行十二胺用量試驗，試驗流程為1 次粗選，試驗結果見圖4。

由圖4可見，十二胺用量對分選指標影響較大，隨著十二胺用量的增加，精礦鐵品位升高；在用量為100～300 g/t時，獲得的精礦鐵品位均能達到60%以上，但鐵回收率降低；綜合考慮，十二胺用量選擇100 g/t。

2.3.4 浮選開路試驗

在最佳藥劑制度下，經1次粗選雖能獲得合格的鐵精礦，但尾礦鐵品位較高，為了降低尾礦品位，提高精礦回收率，進行1 粗3 掃浮選開路試驗，浮選數質量流程見圖5。

2.4 全流程試驗

根據上述試驗的基礎上進行全流程試驗，全流程試驗數質量流程見圖6。該工藝最終可得到鐵品位60.83%，鐵回收率80.12%的鐵精礦。

3 結 語

（1）巴西某鐵礦石脫泥尾礦鐵品位46.48%，主要有用鐵礦物為赤鐵礦，分布率96.79%，主要雜質SiO2含量25.81%；赤鐵礦主要呈細粒、微細粒嵌布，-0.040 mm 粒級分布率高達96.28%，微細粒-0.01 mm粒級分布率73.53%，回收利用難度大。

（2）使用強磁—浮選聯合工藝對樣品中鐵礦物進行回收，強磁采用1粗2掃流程，磁場強度均為1.4 T，強磁精礦全鐵品位58.67%，鐵回收率82.96%，單一磁選無法達到該礦樣資源回收的指標要求。

（3）對強磁精礦進行浮選試驗，在NaOH 用量600 g/t、淀粉用量400 g/t、十二胺用量100 g/t 的條件下采用1 粗3 掃浮選流程，強磁—浮選聯合工藝最終獲得了全鐵品位60.83%，鐵回收率80.12%的合格鐵精礦，充分實現了資源的回收利用。