本溪某铁矿制备超级铁精矿试验研究.pdf

本溪某铁矿制备超级铁精矿试验研究 ① 徐 彪， 李 肖， 胡敏捷， 王双强 （本钢集团有限公司 矿山技术研发所，辽宁 本溪 117000） 摘 要 以辽宁本溪某原矿 TFe 品位 30.45％的铁矿为原料制备超级铁精矿。 采用阶段磨矿-弱磁选-磁选柱降硅-反浮选提纯工艺， 可以获得 TFe 品位 71.25％、回收率 65.02％、SiO2含量 0.15％、酸不溶物含量 0.10％的低杂质合格超级铁精矿，以及 TFe 品位 65.28％、回收率 19.64％的普通铁精矿。 关键词 超级铁精矿； 阶段磨矿； 磁选； 反浮选 中图分类号 TD92文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253-6099.2019.03.016 文章编号 0253-6099（2019）03-0067-03 Preparation of Super Iron Concentrate Using an Iron Ore from Benxi XU Biao， LI Xiao， HU Min-jie， WANG Shuang-qiang （Institute of Mine Technology Research and Development， Benxi Steel Group Corporation， Benxi 117000， Liaoning， China） Abstract An iron ore from Benxi in Liaoning Province with TFe grade of 30.45％ was taken as the raw material to prepare super iron concentrate by adopting a process consisting of staged grinding-low intensity magnetic separation- magnetic column reducing silicon-reverse flotation. Finally， a super iron concentrate was obtained with TFe grade of 71.25％， TFe recovery of 65.02％， SiO2content of 0.15％ and acid-insoluble residue content of 0.10％， and a common iron concentrate was obtained with TFe grade and recovery of 65.28％ and 19.64％， respectively. Key words super iron concentrate； staged grinding； magnetic separation； reverse flotation 超级铁精矿也被称为超纯铁精矿，一般是指 TFe 品位 70％以上、SiO2含量低于 2％的铁精矿产品。 超 级铁精矿作为一种铁矿深加工产品，它不仅限于作为 矿产品，还是一种有较好发展潜力的新型功能材料，可 直接用于生产还原铁、制备磁性材料，以及广泛地应用 于环保、食品保鲜、化工等领域。 超级铁精矿的广阔应 用和高技术含量，决定了超级铁精矿研究和生产具有 巨大的经济价值[1-3]。 一般以品位 60％以上的铁精矿制备超级铁精矿， 根据铁精矿的不同性质，采用细磨-磁选、浮选、电选等 方法进行富集；而直接采用原矿生产超级铁精矿的较 少。 本文以辽宁本溪某高品质原矿作为原料，进行超 级铁精矿的制备研究，为现有经济环境下的矿山企业 提供具有潜力的经济增长点[4]。 1 原矿性质 试样化学多元素分析结果见表 1，铁物相分析结 果见表 2。 由表 1～2 可知，该试样 TFe 品位 30.45％， 回收的有用矿物主要为磁铁矿；脉石矿物主要为石英， 有害杂质 S 和 P 含量较低。 表 1 矿石化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ TFeSiO2MoCuPbZnSP 30.4553.270.0030.0050.0050.070.090.06 MnCo C总 NiWSbAsHg 0.760.0030.120.003 40.0480.060.010.014 FAl2O3V2O5TiO2CaOMgOK2ONa2O 0.931.580.0040.2110.141.630.340.19 表 2 矿样铁物相分析结果 铁物相含量／ ％分布率／ ％ 磁性铁26.0085.37 赤褐铁2.668.75 碳酸铁1.013.32 硫化铁0.371.23 硅酸铁0.401.33 合计30.45100.00 原矿矿石结构构造简单，均为细粒变晶结构。 其 ①收稿日期 2019-01-14 作者简介 徐 彪（1986-），男，辽宁朝阳人，硕士，工程师，主要从事选矿工艺研究工作。 第 39 卷第 3 期 2019 年 06 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.39 №3 June 2019 万方数据 中磁铁矿呈自形晶和半自形晶粒状结构，磁铁矿包裹 结构少，最小粒度 32.13 μm，最大粒度 581.44 μm，平 均粒度 78.79 μm。 2 试验方法 根据矿石性质分析及相关文献研究，拟采用阶段 磨矿-弱磁选-磁选柱降硅-反浮选提纯工艺制备超级铁 精矿。 2.1 阶段磨矿-弱磁选试验 磨矿细度是影响分选效果的关键因素，同时磨矿 的运行成本较高，因此选择适宜的磨矿细度十分重要。 根据矿石性质分析，磁性铁要达到有效富集需要磨矿 细度至少达到-0.074 mm，因此选择两段磨矿。 试验流 程见图 1，结果见表 3。 试验结果表明，一段精矿经二 段磨矿达到-0.074 mm 粒级占 90％时，铁精矿 TFe 品 位达到 65％以上，同时二段磨矿细度继续增加，品位 提升幅度不大。 综合考虑磨矿成本问题，确定一段磨 矿细度-0.074 mm 粒级占 60％、二段磨矿细度-0.074 mm 粒级占 90％。 原矿 磨矿 弱 磁选 115 kA/m 磨矿 弱 磁选 精矿尾矿 92 kA/m 图 1 磨矿细度试验流程 表 3 磨矿细度试验结果 -0.074 mm 粒级含量／ ％精矿 TFe 品位／ ％ 一段磨矿二段磨矿一段精矿二段精矿 8063.15 509045.2564.77 9566.74 8063.98 609050.2865.75 9566.85 8064.21 709054.2866.11 9566.90 2.2 磁选柱选别试验 磁选柱的电磁磁系采用间断的直流脉冲供电方 式，使线圈磁场时有时无。 磁选柱的上中下线圈依次 通电，形成顺次下移的磁场，在磁场不断变化和上升水 流的冲洗分散作用下，打开磁团聚，提铁降硅显著效 果。 在恒定电流 1 A，磁场强度 115 kA／ m 条件下，对 磁选柱给矿细度和脉冲电流进行了试验，试验流程见 图 2，结果见表 4。 弱磁精矿 磨矿 磁选柱 弱磁选 精矿尾矿 图 2 磁选柱试验流程 表 4 磁选柱试验结果 -0.045 mm 粒级含量 ／ ％ 脉冲电流 ／ A 精矿 TFe 品位 ／ ％ 回收率 ／ ％ 167.5299.05 50267.9898.83 368.2298.55 168.7598.38 60269.7797.80 369.8797.46 169.1597.87 70269.8597.36 369.8897.34 试验结果表明，随着磨矿细度和脉冲电流升高，铁 精矿品位升高，回收率下降，但磁选柱精矿品位没有达 到 70％以上，后续仍需进行提纯工艺。 综合考虑品 位、回收率、磨矿和磁选柱运行成本，确定磨矿细度 -0.045 mm 粒级占 60％，脉冲电流 2 A。 2.3 浮选试验 通过全磁选工艺没有达到超级铁精矿的品位要 求，因此需要再进行浮选提纯[5-6]。 采用反浮选工艺， 以氢氧化钠为 pH 调整剂、苛性淀粉为抑制剂，对油酸 钠、混合胺、BG-1 等 3 种捕收剂进行了试验，试验流程 见图 3，结果见表 5。 试验结果表明，3 种捕收剂进行反 浮选提纯，精矿品位都达到 70％以上，但对比选别效果， 磁选柱精矿药剂单位g/t NaOH 淀粉 捕收剂 反 浮选 精矿尾矿 1000 100 100 5 min 5 min 5 min 图 3 反浮选试验流程 86矿 冶 工 程第 39 卷 万方数据 表 5 反浮选捕收剂种类试验结果 捕收剂种类产品名称产率／ ％品位／ ％回收率／ ％ 精矿94.2370.1194.69 油酸钠尾矿5.7764.225.31 原矿100.0069.77100.00 精矿59.3771.9861.26 混合胺尾矿40.6366.5438.74 原矿100.0069.77100.00 精矿75.2171.2576.80 BG-1尾矿24.7965.2823.20 原矿100.0069.77100.00 油酸钠浮选精矿品位偏低，只有 70.11％，今后生产很 难保证精矿品位；混合胺浮选精矿品位很高，但是精矿 回收率低。 由于超级铁精矿是利润点，因此要保证超 级铁精矿的回收率，采用新型皂化捕收剂 BG-1 为宜。 2.4 全流程试验 根据条件试验结果，进行了全流程试验，试验条件 及数质量流程见图 4，超级铁精矿产品化学多元素分 析结果见表 6。 再磨 弱 磁选 磁选柱 磁选 100.00;30.45 100.00 40.09;65.75 86.56 15.02;8.99 4.43 弱 磁选 55.11;55.28 90.99 44.89;6.11 9.01 115 kA/m 92 kA/m 36.95;69.77 84.66 27.79;71.25 65.02 9.16;65.28 19.64 63.05;7.41 15.34 3.14;18.45 1.90 产率％;品位％ 回收率％ 图例 尾矿 反 浮选 超级铁精矿普通铁精矿 -0.074 mm占90％ 原矿 磨矿 药剂单位g/t -0.074 mm占65％ 再磨-0.045 mm占80％ 恒定电流 脉动电流 上升水量 1.0 A 2.0 A 160 L/h NaOH 淀粉 BG-1 1000 100 100 5 min 5 min 5 min 图 4 全流程数质量流程 表 6 超级铁精矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ TFeSP Al2O3 CaOMgO SiO2 酸不溶物 71.250.05＜0.010.280.110.100.150.10 通过阶段磨矿-弱磁选-磁选柱提铁降硅-反浮选提 纯全流程试验，可以获得 TFe 品位 71.25％、回收率 65.02％、SiO2含量 0.12％、酸不溶物含量 0.10％的低杂 质超级铁精矿，同时还可获得 TFe 品位 65％以上的普 通铁精矿。 3 结 论 1） 辽宁本溪某铁矿原矿 TFe 品位 30.45％，铁矿 物主要为磁性铁，磁性铁占有率 85.37％。 原矿中主要 杂质 SiO2含量 53.27％，其余 S、P、Al2O3等含量较低， 且矿石中磁性铁矿物赋存状态简单，包裹体和鲕状结 构很少，是生产超级铁精矿的良好原料。 2） 采用阶段磨矿-弱磁选-磁选柱降硅-反浮选提 纯工艺，可以获得 TFe 品位 71.25％、回收率 65.02％、 SiO2含量 0.15％、酸不溶物含量 0.10％的低杂质合格 超级铁精矿，以及 TFe 品位 65.28％、回收率 19.64％的 普通铁精矿。 3） 采用皂化后的阳离子捕收剂 BG-1 进行铁精矿 反浮选提纯，在保证超级铁精矿回收率的同时有效提 高了精矿品位。 参考文献 [1] 张锦瑞，王伟之，赵振才. 论超级铁精矿的研究现状与方向[J]. 矿冶工程， 2000（4）1-3. [2] 李艳军，张兆元，袁致涛，等. 高品位铁精矿的应用现状及前景展 望[J]. 金属矿山， 2006（11）5-7. [3] 宫贵臣，韩跃新，高 鹏. 超级铁精矿制备技术研究进展[J]. 矿 产保护与利用， 2017（1）103-107. [4] 韩跃新，高 鹏，李艳军. 我国铁矿资源“劣质能用，优质优用”发 展战略研究[J]. 金属矿山， 2016（12）2-8. [5] 罗俊凯，曹 杨，焦 芬，等. 湖南某石英型赤褐铁矿选矿试验研 究[J]. 矿冶工程， 2018（3）82-85. [6] 李 锐，刘 杰，王 珏，等. 高品位铁精粉制备工艺研究[J]. 矿 冶工程， 2018（5）51-53. 引用本文 徐 彪，李 肖，胡敏捷，等. 本溪某铁矿制备超级铁精矿试 验研究[J]. 矿冶工程， 2019，39（3）67-69. 96第 3 期徐 彪等 本溪某铁矿制备超级铁精矿试验研究 万方数据