哈萨克斯坦微细粒嵌布赤铁矿选矿工艺研究.pdf

2 0 0 6 年第3 期有色金属 选矿部分 2 3 哈萨克斯坦微细粒嵌布赤铁矿选矿工艺研究 邵广全，张心平，刘万峰，李成必，陈金中，吴熙群，王立刚 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要对平均嵌布粒度仅1 5 1 L L m 的哈萨克斯坦巴尔布拉乌赤铁矿进行选矿工艺研究，最终开发出强磁一反浮选 微细粒嵌布赤铁矿选矿工艺。采用强磁预先抛尾，而后再磨，应用高效调整剂C N 及捕收剂B K 9 5 9 ，经一次粗选、两次扫 选、三次精选的反浮选处理，有效实现难选赤铁矿的浮选分离，得到了高品位的赤铁矿精矿，铁精矿品位达到6 6 ％以上、 回收率达到7 0 ％以上。为该矿的工业开发提供了选矿技术支撑。 关键词选矿工程；赤铁矿；高品位铁精矿；浮选药剂；微细粒浮选 中图分类号“ T D 9 5 1 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 6 0 3 0 0 2 3 一0 5 受哈萨克斯坦哈铜公司的委托，对巴尔布拉乌 赤铁矿进行选矿工艺研究。该矿已发现多年，但由于 该赤铁矿精矿品位难以提高、选矿技术不过关，一直 没有开发利用，采出的矿石也已堆存多年。经过近3 个月的详尽选矿试验及工艺矿物学研究，最终确定 微细粒嵌布的赤铁矿强磁一反浮选联合选矿工艺， 使该赤铁矿的选矿工艺取得了突破性进展。在此基 础上进行了扩大试验，也取得了与小型试验指标相 近的指标。本文仅对小型试验研究内容进行论述。 1 矿样 1 ．1 采样 表1 T a b1 由哈铜公司负责采取，并运输到北京矿冶研究 总院。 1 ．2 矿样制备 小型试验样采用工艺矿物学研究用块矿矿样， 经颚式破碎机破碎，再经对辊与筛分机形成闭路破 碎流程，破碎的最终粒度为一2 m m ，并缩分制成原矿 分析和铁物相分析用粉矿样。 2 工艺矿物学研究 2 ．1 原矿化学分析 2 ．1 ．1 原矿主要成分分析 原矿主要化学成分分析结果见表1 。 原矿主要成分分析结果／％ T h ea n a l y s i sr e s u l to fr u n o f - m i n eo r e ／％ ． 化学成分T F e F e OSPC uP bZ n s i 0 2K 2 0N a 2 0C a O M g O A 1 2 0 3 含量4 1 ．3 4 1 ．4 60 ．1 50 ．1 80 ．0 1 90 ．0 0 50 ．0 0 83 5 ．4 4O ．1 4O ．1 0O ．5 50 ．1 22 ．3 4 从表1 分析结果知，该矿石为弱磁性赤铁矿矿 石，杂质元素硫、磷含量较高，是影响铁精矿质量的 有害杂质；造岩矿物以S i O 为主，A 1 2 0 ，、C a O 、M g O 等含量均较低；脉石矿物以石英为主，其次为铝硅酸 盐矿物等。 2 ．1 ．2 矿石中主要元素铁的化学物相分析 矿石中主要元素铁的化学物相分析结果见表2 。 从表2 可知，矿石中8 7 ．2 6 ％的铁以赤铁矿的形 式存在，3 ．4 0 ％以磁铁矿及半假象赤铁矿的形式存 在，5 ．7 2 ％以褐铁矿 针铁矿、水针铁矿及黏土矿物 集合体 形式存在，硅酸铁与硫化铁中铁分布率较 低。 2 ．2 矿石的矿物组成及相对含量 收稿1 3 期2 0 0 6 0 2 1 6 作者简介邵广全 1 9 6 6 一 ，男，内蒙古兴安盟人’矿物工程所高级工程师。 表2 原矿铁化学物相分析结果／％ T a b2T h ea n a l y s i sr e s u l to fF em i n e r a lo f1 1 l n o f - m i n eo r e ／％ 矿石的矿物组成及相对含量见表3 。 2 ．3 铁的赋存状态 矿石中主要铁矿物是赤铁矿，其次为少量的褐 铁矿、磁铁矿，含铁脉石矿物主要为绿泥石，其次为 黑云母、硫化铁矿物等，其它矿物石英、高岭石、磷灰 石等也含有少量的铁。铁在该矿石中各种矿物的分 布见表4 。 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第3 期 表3矿石的矿物组成及相对含量／％ T a b3T h em i n e r a l sa n dc o m p a r a t i v ec o n t a i n si no r e s ／％ 表4 T a b4 铁在各种矿物中的分布／％ I r o nd i s t r i b u t i o ni nm i n e r a l s ／％ 表4 结果表明，矿样中赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿 分别占整个矿物量的5 1 ．4 4 ％、3 ．6 5 ％和1 ．9 7 ％，总计 占矿物量的5 7 ．0 6 ％；赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿及半假 象赤铁矿中铁品位分别为6 9 ．5 0 ％、5 8 ．2 0 ％和 7 0 ．7 5 ％，其铁的加权平均品位是6 8 ．8 2 ％。 2 ．4 赤铁矿的粒度特征 通过线段法在显微镜下对赤铁矿 包括磁铁矿、 半假象赤铁矿 的粒度进行统计，结果见表5 。 从表5 看出，赤铁矿以细粒、微细粒为主产出， 一t O I x m 粒级含量占3 8 ．0 7 ％，赤铁矿平均粒度约为 15 1 x m 。赤铁矿嵌布粒度极细，而且与石英关系十分 密切，若要获得理想的选矿指标，磨矿一分级尤为重 要，既要细磨或超细磨保证赤铁矿、磁铁矿等铁矿物 充分单体解离，又要防止赤铁矿等铁矿物及石英、绿 泥石、云母等过磨，给选矿带来困难。该赤铁矿石属 于极难选矿石。 表5赤铁矿、磁铁矿粒度组成／％ T a b5T h ep a r t i c l eo r g a n i z a t i o no fh e m a t i t e ，m a n g a n e s d ％ 2 ．5 赤铁矿在不同磨矿细度下的解离度测定 对不同磨矿细度下分别进行单体解离度测定， 结果见表6 。 表6 不同磨矿细度时原矿样各粒级赤铁矿解离度 测定结果 T a b6T h et e s tr e s u l to fn l n ～o f - m i n eo r el i b r a t i o n d e g r e ei nd i f f e r e n ts i z e 当磨矿细度为8 8 ％一3 0 1 , z m 时，赤铁矿的单体解 离度为9 1 ．5 6 ％。磨矿保证赤铁矿单体解离的同时防 止过磨，才有利于提高选矿指标。 3 选矿试验 3 ．1 强磁选试验 3 ．1 ．1 强磁选磨矿细度试验 在磁场强度为1 5 9 2 k A ／m 条件下，进行不同磨 矿细度强磁选试验，试验序号1 、2 、3 、4 、5 对应的磨 矿细度分别为一7 4 1 ．L m 占7 0 ％、一7 4 1 x m 占7 5 ％、一 7 4 p , m 占8 5 ％、一3 8 斗m 占8 5 ％、一3 0 1 ．z m 占8 8 ％。试验 流程见图1 ，试验结果见图2 。 原矿 。2 ．O m m 强磁精矿强磁尾矿 图1 磨矿细度磁选试验流程 F i g1T h em a g n e t i cs e p a r a t i o nf l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s s 由试验结果可知，当磨矿细度为一7 4 1 , z m 占7 5 ％ 时强磁选试验结果较佳，确定强磁选磨矿细度 万方数据 2 0 0 6 年第3 期 邵广全等哈萨克斯坦微细粒嵌布赤铁矿选矿工艺研究 2 5 图2 磁选强度15 9 2 k M m 各磨矿细度粗选试验结果 F i g2T h er o u g h e rr e s u l to fd i f f e r e n tg r i n d i n gf i n e m a g n e t i ci n t e n s i t y 15 9 2 k A ／m 为一7 4 t z m 占7 5 ％。 3 ．1 ．2 磨矿细度7 5 ％- 7 4 1 x m 强磁选试验 磨矿细度7 5 ％一7 4 斗m ，进行不同磁场强度强磁 选试验，试验条件见图l ，试验结果见图3 。 9 2 9 0 8 8 长 8 6 褂 8 4 釜 8 2 8 0 磁场强度／ k A m 。 图3 磨矿细度7 5 ％一7 4 1 x m 磁场强度磁选试验结果 F i g3 T h em a g n e t i cs e p a r a t i o nr e s u l to fm a g n e t i c i n t e n s i t y g r i n d i n gf i n e7 5 ％一7 4 1 x m 图3 试验结果表明，在磨矿细度为7 5 ％一7 4 1 x m 条件下，随磁场强度提高，强磁精矿铁品位变化不 大，强磁精矿铁回收率提高，强磁尾矿铁晶位降低。 确定磁场强度为1 5 9 2k A ／m 。 3 ．1 ．3 两段强磁粗选抛尾试验 为了确保较粗粒度条件下磁选时铁回收率，在 强磁粗选 强磁粗选一 后增加一次强磁粗选作业 强磁粗选二 ，在磨矿细度7 5 ％一7 4 仙m 、磁场强度为 1 5 9 2k A ／m 条件下，进行两次粗选抛弃尾矿，两次强 磁粗选精矿合并进行再磨细度精选试验。试验结果 分别见表7 。 经两次强磁选可以抛弃尾矿，增加一次强磁选 可提高赤铁矿选矿回收率。由强磁精矿精选试验结 果可知，强磁精选对提高铁精矿品位的效果不显著， 因而不采用强磁精选作业。 3 ．2 反浮选试验 经多种捕收剂试验及选矿产品检测结果表明， 羧酸类捕收剂在进行赤铁矿反浮选时，微细粒的泥 表7 磨矿细度7 5 ％一7 4 1 x m 两次强磁粗选抛尾试验 结果／％ T a b7T h er e s u l to ft w i c eh i g hm a g n e t i cr o u g h e r t h r o w i n g g r i n d i n gf i n e7 5 ％一7 4 1 x m l ／％ 质矿物易形成絮团，且不能有效捕收这些黏土矿物， 导致反浮选的选择性较差，从而使铁精矿晶位低。为 解决此问题，需要寻找对这些黏土矿的高效分散剂 和对该矿石中多种脉石矿物均具有高效捕收能力的 捕收剂，才能有效提高反浮选铁精矿品位。 试验过程中采用高效调整剂C N 和多种脉石矿 物高效捕收剂B K 9 5 9 ，有效地解决了铁精矿品位低 的问题，从而提高了反浮选铁精矿品位。因此进行了 反浮选条件试验。 3 ．2 ．1 反浮选再磨细度试验 。 为提高浮选回收率，需要强磁精矿尽可能多进 入浮选作业，以提高铁精矿总回收率，为此在磨矿绌 度为7 5 ％一7 4 1 x m 时进行强磁选，为确保抛弃尾矿中 少损失铁，对强磁粗选尾矿进行一次强磁粗选，两次 强磁选精矿合并再磨给人反浮选作业。 在C N 用量3 0 0 0 ∥t 给矿、捕收剂B K 9 5 9 用量 1 2 0 ∥t 给矿基础上，进行强磁粗精矿再磨反浮选试 验，试验条件见图4 ，试验结果见图5 。 图4 强磁粗精矿再磨反浮选试验流程 F i g4 T h er e v e r s ef l o t a t i o nf l o w s h e e to fr e g r i n d i n g f i n eo fh i g hm a g n e t i cr o u g hc o n c e n t r a t i o n 万方数据 2 6 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第3 期 蔫 蔷 量 螯 再磨细度／一0 ．0 2 8 m m ％ 图5 强磁粗精矿再磨反浮选试验结果 F i g5 T h er e v e r s ef l o t a t i o nr e s u l to fr e g r i n d i n g f i n eo fh i g hm a g n e t i cr o u g hc o n c e n t r a t i o n 从铁精矿品位及含杂要求综合因素考虑，强磁 粗精矿再磨细度9 3 ．3 ％一2 8 1 山m 时反浮选结果较佳， 确定强磁粗精矿再磨细度为9 3 ．3 ％一2 8 1 x m 。 3 ．2 ．2 调整剂C N 用量试验 调整剂C N 用量分别为1 0 0 0 、1 5 0 0 、2 0 0 0 、 2 5 0 0 、3 0 0 0 、3 5 0 0g ／t 给矿，试验流程见图4 ，试验结 果见图6 。 C N 用量／ g 。t 。1 图6 反浮选C N 用量试验结果 F i g6 T h eC Nd o s a g er e s u l to fr e v e r s ef l o t a t i o n 图6 试验结果表明，调整剂C N 用量以3 0 0 0g ／t 给矿时反浮选指标最佳，故确定C N 用量为3 0 0 0g ／t 给矿。 3 ．2 ．3 捕收剂B K 9 5 9 用量试验 在C N 用量3 0 0 0g ／t 给矿基础上，进行反浮选 粗选捕收剂B K 9 5 9 用量试验，试验条件见图4 ，试验 结果见图7 。 图7 浮选粗选捕收剂B K 9 5 9 用量试验结果 F i g7 T h er e s u l to fc o l l e c t o rB K 9 5 9d o s a g ei nr o u g h e r 图7 试验结果表明，捕收剂B K 9 5 9 用量1 2 0 9 ／t 浮选给矿时反浮选结果较好，故确定B K 9 5 9 用量 1 2 0 ∥t 浮选给矿。 3 ．3 强磁一反浮选联合工艺开路试验 强磁一反浮选联合工艺开路试验条件见图8 ，试 验结果见表8 。 图例 搅拌时间m i n 浮选时间m i n 药剂用量卧 盈醴奁瞪 强磁尾矿 O 再磨矿细度9 3 ．3 ％一0 ．0 2 8 r a m 5 KC N2 2 0 0 5 | D F1 1 0 0 粗选3 I B K 9 5 9 1 2 0 ；B K7 6 ；松醇油3 4 图8 强磁一反浮选联合工艺全开路试验流程 F i g8 T h ef u l l o p e nc i r c u i tf l o w s h e e to fh i g h m a g n e t i c r e v e r s ef l o t a t i o nt e c h n o l o g y 表8 强磁一反浮选联合工艺全开路试验结果／％ T a b8T h ef u l lo p e nc i r c u i tr e s u l to fh i g hm a g n e t i c r e v e r s ef l o t a t i o nt e c h n o l o g y ／％ 3 ．4 强磁一反浮选联合工艺闭路试验 强磁一反浮选联合工艺闭路试验流程见图9 ，试 验结果见表9 。 闭路试验所得铁精矿产率4 3 ．4 6 ％、铁品位 6 6 ．7 6 ％、铁回收率7 0 ．5 5 ％，铁精矿含S i O 2 ．2 5 ％。 4 结论 1 ．该矿为极细粒嵌布以石英脉石矿物为主、黏 “ 懿 豇度_ 二L 一强 ， 细l|、罨场盏写 堕篆一 万方数据 2 0 0 6 年第3 期邵广全等哈萨克斯坦微细粒嵌布赤铁矿选矿工艺研究 2 7 强 原矿 一2 ．O m m 图例 搅拌时间r a i n 浮选时间r a i n 药剂用量g ／t 6 再磨矿细度9 3 ．3 ％一0 ．0 2 8 r a m 5 举C N2 2 0 0 5 I D F 1 1 0 0 粗选3 木B K 9 5 98 5 ；B K7 0 ；松醇油3 5J 反浮选尾矿 5 精选升8 K 9 5 9 螂K 2 5 凇醐1 8 B K 9 5 92 5 ；B K 2 5 B K l 0 选I I I 4 铁精矿 图9 强磁一反浮选联合工艺闭路试验流程 F i g9 T h ec l o s ec i r c u i tf l o w s h e e to fh i g h m a g n e t i c r e v e r s ef l o t a t i o nt e c h n o l o g y 土矿铝硅酸盐为其次、铁矿物种类多的复杂嵌布型 表9强磁一反浮选联合工艺闭路试验结果／％ T a b9T h ec l o s ec i r c u i tr e s u l to fh i g hm a g n e t i c r e v e r s ef l o t a t i o nt e c h n o l o g y ／％ 赤铁矿。 2 ．经正浮选研究表明，该矿不适合采用正浮选 方案。 3 ．采用强磁预先抛弃部分尾矿而后采用反浮 选的强磁一反浮选联合选矿工艺对该矿是较为有效 的选矿方案。 4 ．反浮选采用高效调整剂C N 和高效捕收剂 B K 9 5 9 得到了高品位的赤铁矿精矿。 T H EF L o T A T l o NR E S E A R C Ho NM I C R o N I Z A T I o NE M B E DH E M A T I T E I NK A Z A K H S T A N S H A OG u a n g q u a n , Z H A N GX i n p i n g , L I UW a n f e n g , L IC h e n g b i , C H E NJ i n z h o n g , 删X i q u n , W A N GL i g a n g B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n e r a l M e t a l l u r g y , B e i j i n g10 0 0 4 4 , C h i n a I nt h i s p a p e r , w i t ht h ef l o t a t i o nr e s e a r c ho nh e m a t i t ei nK a z a k h s t a n , w h i c ha v e r a g ep a r t i c l es i z ei so n l y 15 灿mt h ef l o t a t i o nt e c h n o l o g yo fh i g hm a g n e t i c - r e v e r s ef l o t a t i o nf o rm i c r o n i z a t i o ne m b e dh e m a t i t ei s f i n a l l y d e v e l o p e d ．A f t e rh i g hm a g n e t i ct h r o w i n gf i r s t l y ，d e a l e dw i t hr e g r i n d i n ga n dh i g he f f e c t i v er e g u l a t o rC Na n d c o l l e c t o rB K 9 5 9 ，a n dr e v e r s ef l o t a t i o no fo n er o u g h e rt w os c a v e n g e r st h r e ec l e a n e r s ，t h eh e m a t i t ef l o t a t i o ni s s u c c e s s f u l l yr e a l i z e d ．T h ed e g r e eo fh e m a t i t ec o n c e n t r a t i o ni sh i g h ，u pt o6 6 ％，r e c o v e r yi su p ‘t o7 0 ％． K E YW O R D S f l o t a t i o ne n g i n e e r i n g ；h e m a t i t e ；h i g hd e g r e ei r o nc o n c e n t r a t i o n ；r e a g e n t ；m i e r o n i z a t i o n f l o t a t i n n 卓 J 十J 万方数据