某地赤铁矿提铁降硅选矿试验研究.pdf

第3 2 卷第4 期 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N l N GANDM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V O l3 2N 0 4 A u g u s t2 0 1 2 某地赤铁矿提铁降硅选矿试验研究① 赵荣艳，范娜 西安天宙矿业科技开发有限责任公司，陕西西安7 1 0 0 6 摘要针对某地赤铁矿硅含量高的特点．进行了提铁降硅试验研究。采用抑铁浮脉石的单一反浮选工艺流程，使用调整剂氢氧 化钠、铁抑制剂淀粉、脉石活化剂町、脉石捕收剂T Z 3 3 4 组合药剂，获得的用路试验指标为铁精矿T F e 品位6 5 ．6 7 ％，铁精矿中S i 0 2 含量5 ．4 5 ％，铁回收率8 86 7 ％。对铁精矿浓缩脱泥可使铁精矿T F e 品位提高2 ％左右、S i O 含量降低1 ％左右。 关键词赤铁矿；提铁降硅；反浮选 中图分类号T D 9 2 3 文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 4 0 0 6 2 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nI r o nI n c r e a s ea n dS i l i c o nR e d u c t i o no fS o m eH e m a t i t e Z H A OR o n g y a n ．F A NN a X i7 a nT i a n z h o uM i n i n gT e c h n o l o g yD e v e l o p m e n tC oL t d ，X ／’a n7 1 0 0 6 1 ，S h a a n x i ，C h i n a A b s t r a c t S y s t e m a t i cs t u d yo ni r o ni n c r e a s ea n ds i l i c o nr e d u c t i o nw a sc o n d u c t e df o rah e m a t i t e w i t hah i g hs i l i c o n ．A s i n g l ereversef l o t a t i o np r o c e s sw a sa d o p e dt od e p r e s si r o nm i n e r a l sw h i l ef l o a tg a n g u e ，w i t h ’s o d i u mh y d r o x i d ea s r e g u l a t o r ，s t a r c ha si r o nd e p r e s s a n t ，H Ja sg a n g u ea c t i v a t o ra n dT Z 3 3 8a sg a n g u ec o l l e c t o r ．A ni r o nc o n c e n t r a t ew i t ha T F eg r a d eo f6 5 ．6 7 ％．a ni r o nr e c o v e r yo f8 8 ．6 7 ％a n das i l i c o nc o n t e n to f5 ．4 5 ％w a so b t a i n e d ．A sf o rt h ei r o n c o n c e n t r a t e ，t h eT F eg r a d ec a nb ei n c r e a s e db y2 ％a n dt h eS i 0 2c o n t e n tc a nb er e d u c e db y1 ％w i t haf u r t h e rt h i c k e n i n g a n dd e s | i m i n g ． K e yw o r d s h e m a t i t e ；i r o ni n c r e a s ea n ds i l i c o nr e d u c t i o n ；r e v e r s ef l o t a t i o n 铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿 物约3 0 0 余种，其中常见的有1 7 0 余种。在当前技术 条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、 磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。赤铁矿是自然 界中分布很广的铁矿物之一，可形成于各种地质作用， 但以热液作用、沉积作用和区域变质作用为主。在氧 化带里，赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿经脱水作 用形成。但也可以变成针铁矿和水赤铁矿等。在还原 条件下，赤铁矿可转变为磁铁矿，称假象磁铁矿。 1 矿石性质 某地赤铁矿矿石多元素分析结果见表1 。矿石铁 物相分析见表2 。 表1 矿石多元素分析结果 质量分数 ／％ 表2 原矿铁物相分析结果 根据铁物相分析结果可知，该矿石属于赤褐铁矿 类型铁矿。赤褐铁矿、磁铁矿是本次选矿试验回收的 目的矿物。 该赤铁矿石类型为石英岩型含磁铁赤铁矿。含铁 矿物主要为赤铁矿，其次有少量磁铁矿；非金属矿物主 要有石英、方解石、重晶石和透闪石。 矿石中的赤铁矿以鳞片状集合体为主，集合体以 不规则状团块状形态，大部分赤铁矿以粉尘状集合体 为主，鳞片状结构的赤铁矿一般以它形为主。磁铁矿 全部为粒状结构，其中的粗粒磁铁矿成单一的颗粒状， 细粒磁铁矿多数成团块状集合体。磁铁矿中可见到赤 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 3 1 8 作者简介赵荣艳 1 9 8 3 一 ，女，陕西西安人，工程师，主要从事选矿技术工作。 万方数据 第4 期赵荣艳等某地赤铁矿提铁降硅选矿试验研究 铁矿交代现象，这种交代多沿磁铁矿的裂隙和解理发 生，交代的赤铁矿粒度一般小于00 2F r i l l l 。 矿石的石英团块中，未见有与石英共生的赤铁矿 和其它含铁矿物。但是高含量的石英，反映了原岩为 以富石英为主的岩石，赤铁矿为石英碎屑共生的组分 出现，氧化作用下赤铁矿富集并形成矿石。 2 试验研究 21 工艺流程的确定 选矿试验研究和生产实践证明，对于赤铁矿型弱 磁性铁矿石，以铁矿物嵌布粒度大小，确定采用不同的 选矿工艺。特别是细粒嵌带的弱磁性矿物 02 ～ 0 ．0 4 3m m 的铁矿石，选矿需要铁矿物在较高的单体 解离度条件下，采用单一焙烧一磁选、正浮选、反浮选、 中强磁选以及联合工艺流程。 针对该矿石的矿物组成、化学组成、铁矿物嵌布粒 度，以及矿物中铁赋存状态，该矿石适宜采用中强磁 选．反浮选、单一反浮选工艺降硅选铁”“1 。因为磁选 成本较大，所以本次选矿试验采用抑铁浮脉石的单一 反浮选原则流程。 2 ．2 反浮选捕收剂种类试验 在选矿试验研究和生产实践中，铁矿石反浮选使 用的捕收剂种类很多，选择毒性小、价格低廉、添加方 便、分离效果好的反浮选捕收剂至关重要。在磨矿粒 度为一7 4 I x m 粒级占8 5 ％，淀粉用量20 0 0g ／t ，氢氧化 钠20 0 0g ／t 条件下进行了捕收剂种类及用量试验，试 验流程为一次粗选，试验结果见表3 。 表3 反浮遣捕收剂种类选择试验结果 铁精矿7 38 4 5 49 02 02 07 6 3 97 59 8 十6 二0 0 胺 尾矽 2 61 64 7 8 91 8 0 32 3 6 l2 40 2 原矿1 0 0o o 5 3 0 71 9 6 31 0 0o oI o o0 0 试验结果表明，在碱性矿浆中添加T Z 3 3 ”、油酸钠、 7 1 5 。三种反浮选捕收剂，铁精矿T F e 品位都大于5 8 ％， 且S i O 含量都小于1 5 ％，但综合考虑铁回收率、药剂成 本等因素，最终选择T Z 3 3 。作为反浮选的捕收剂。 2 ．3 氢氧化钠用量试验 氢氧化钠是铁矿石反浮选中常用的调整剂，与淀 粉组合使用，在碱性矿浆中能加强淀粉对铁矿物的抑 制作用，并使捕收剂的作用最为有效。在磨矿粒度为 一7 4 m 粒级占8 5 ％，淀粉用量20 0 0g ／t ，捕收剂 T Z 3 3 4 用量6 0 0g ／t 条件下进行了氢氧化钠用量试验， 试验流程为一次粗选，试验结果见图1 。 1 ．02 ．0 3 ．0 4 ．o 氢氧化钠用量／ 1 ‘g ．t1 圈1氢氧化钠用量条件试验结果 试验结果表明，随着氢氧化钠用量增加，铁精矿 中T F e 品位逐渐提高，S i O 含量逐渐降低。当氢氧化 钠用量大于20 0 0g ／t ，铁精矿中T F e 品位接近6 0 ％， S i O ，含量小于1 5 ％。综合考虑，反浮选试验选用氢氧 化钠用量20 0 0g ／t 。 2 ．4 淀粉用量试验 淀粉是一种较常见的高分子量有机抑制剂，也是 赤铁矿反浮选重要的有机抑制剂，同时也可用作赤铁 矿的选择性絮凝剂。对于来源不同的淀粉，其抑制剂 效果也不尽相同，试验选用玉米淀粉作为赤铁矿反浮 选的抑制剂。在磨矿粒度为一7 4 汕m 粒级占8 5 ％，氢 氧化钠20 0 0e g t ，捕收剂T Z 3 3 。用量6 0 0g ／t 条件下进 行了淀粉用量试验，试验流程为一次粗选，试验结果见 图2 。 淀黝用量／ I ‘g - t1 图2 淀粉用量条件试验结果 蓦 ＼ 静 掣 回 万方数据 矿冶上程 第3 2 卷 试验结果表明，随淀粉用量增加，铁精矿中T F e 回收率由6 4 ．9 9 ％大幅度提高到9 5 ．9 7 ％。当淀粉用 量大于2 0 0 0g ／t 时，铁精矿中T F e 品位相近，S i O ，含 量在1 6 ％左右，铁精矿中T F e 回收率也在9 4 ％左右。 考虑药剂成本及技术指标综合因素，试验选择淀粉用 量2 0 0 0g ／t 。 2 ．5 活化剂H J 用量试验 ． 矿石中脉石矿物石英含量为1 6 ％，重晶石含量为 7 ％，这两种脉石矿物是本次反浮选除杂的目的矿物。 H J 是铁矿石反浮选石英及其他脉石矿物浮选的活化 剂，可以提高脉石矿物的浮游性，使脉石矿物与赤铁矿 有效分离。在磨矿粒度为一7 4 m 粒级占8 5 ％，氢氧 化钠用量20 0 0g ／t ，淀粉用量20 0 0g ／t ，捕收剂T Z 3 3 8 用量6 0 0g ／t 条件下进行了活化剂H J 用量试验，试验 流程为一次粗选，试验结果见图3 。 l t J 用量／ 1 ‘g ．t 1 图3H J 用量条件试验结果 试验结果表明，随Ⅲ用量增加，铁精矿中T F e 品位 从5 9 ％提高到6 4 ．6 0 ％，S i O ，含量由1 5 ．1 2 ％赢线降低 至77 4 ％。当H J 用量继续增加，铁精矿中T F e 品位、 S i O 含量变化不大。综合考虑药剂成本及技术指标 因素，试验选择活化剂H J 用量为5 0 0g ／t 。 26 反浮选磨矿粒度试验 为保证铁矿物与微细粒脉石矿物基本单体解离， 磨细矿样是有利的，但如果磨矿粒度过细，不仅增加磨 矿成本，还会产生大量矿泥，相应增加药剂消耗。冈 此，选择适宜的磨矿粒度尤为重要。在氢氧化钠用量 20 0 0g ／t ，淀粉用量2 0 0 0g ／t ，活化剂H J 用量5 0 0g ／t ， 捕收剂T Z 3 3 8 用量6 0 0g ／t 条件下进行了磨矿粒度条 件试验，试验流程为一次粗选，试验结果见图4 。 试验结果表明，磨矿粒度在一7 4 斗m 粒级占7 5 ％ ～9 5 ％范围，铁精矿T F e 品位大于6 3 ％，其中S i O ，含 量小于1 0 ％，铁回收率随磨矿粒度变细呈上升趋势。 综合考虑确定选矿试验磨矿粒度为一7 4 m 粒级占 8 5 ％． 一7 4t t m 粒级含量／％ 图4 磨矿粒度试验结果 2 ．7 闭路试验 在条件试验基础上进行了闭路试验，试验流程见 图5 ，试验结果见表4 。 药剂单位卧磨矿占一7 4 “m 占豁％ ，m ；舛纂荔似。；裟 3 r a i n 土l t J5 帅 3 m i l l 土T Z 3 3 06 帅 ．斥潭l 蛔{ 先1 ，m ．m { 蕊化钠7 m 躲i t t 刊 3 m ．m 车H J 2 0 0 ● 3 m ‘m 牛T Z 3 3 4 2 帅 尾矿1 反浮l 粗选2 3 i l l i n 柬H J1 0 0 3 m i n 女T Z 3 3 4 ∞3 m i Ⅱ} 淀粉2 0 0 反浮l 精选1反弹I 扫i 先1 3 m l n 柬T Z “ 一5 0 度浮I 精i 先2 铁精矿 图5 闭路试验流程 表4 闭路试验结果 尾矿2 闭路试验可获得T F e 品位6 5 ．6 7 ％、S i O 含量 5 ．4 5 ％、铁回收率8 8 ．6 7 ％的铁精矿。 2 ．8 铁精矿浓缩脱泥 反浮选工艺流程试验中，添加的氢氧化钠、淀粉既万方数据 第4 期赵荣艳等某地赤铁矿提铁降硅选矿试验研究 是调整剂、抑制剂，又具有分散矿泥的作用，同时致使 铁精矿矿浆中有部分矿泥呈悬浮状态进入铁精矿中， 相应的降低了铁精矿产品质量“。为了进一步提高 铁精矿产品质量和铁精矿销售价格，对反浮选闭路试 验铁精矿 矿浆 ，加水搅拌调整矿浆浓度至1 0 ％左 右，再浓缩脱泥以提高铁精矿产品质量。铁精矿浓缩 脱泥试验结果见表5 。 表5 铁精矿浓缩脱泥试验结果 产品 兰型竺 名称作业对原矿 品位／％T F e 回收率／％s 0 2 回收率／％ T F e S i 鸣作业对原矿作业对原矿 试验结果表明，浓缩脱泥可使铁精矿T F e 品位提 高2 ％左右，S i O 含量降低1 ％左右。 3 结语 1 该赤铁矿石的铁矿物主要为赤铁矿，其次为磁 铁矿；脉石矿物主要有石英、方鼹石、重晶石和透闪石 等。矿石类型为石英岩型含磁铁赤铁矿。 2 铁物相分析表明，赤褐铁矿中铁分布率 8 0 ．9 1 ％，磁铁矿中铁分布率仅有5 ．9 2 ％，说明该矿石 属于赤褐铁矿类型的铁矿。赤褐铁矿、磁铁矿是本次 选矿试验回收的目的矿物。 3 针对矿石的矿物组成、化学组成、铁矿物嵌布 粒度，以及矿物中铁赋存状态，本次选矿试验选用抑铁 浮脉石的反浮选原则流程。 4 碱性矿浆反浮选工艺条件优化试验，添加自行 设计配比的组合捕收剂T Z 3 34 ，反浮选泡沫易碎、选择 性强、分选效果好，而且原料来源广，价格适中。 5 碱性矿浆反浮选工艺条件优化试验，为了提高 脉石矿物浮游性，使脉石矿物与赤铁矿有效分离，选择 H J 脉石活化剂，使铁精矿中的S i O 含量由1 5 ％左右 降低到8 ％以下。说明添加H J 脉石活化剂，是铁、硅 分离、降低铁精矿中S i O 含量的有效措施。 6 闭路试验可获得T F e 品位6 5 ．6 7 ％、S i O 含量 5 ．4 5 ％、铁回收率8 8 ，6 7 ％的铁精矿。浮选流程闭路 试验铁精矿 矿浆 ，加水搅拌调整矿浆浓度至1 0 ％左 右，再浓缩脱泥可使铁精矿T F e 品位提高2 ％左右， S i O 含量降低1 ％左右。 参考文献 1 ]余永富国内外铁矿选矿技术进展及对炼铁的影响[ J ] 矿冶工 程，2 0 0 4 1 2 6 2 9 2 ]余水富．祁超英，麦笑字，等铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减 排增效的显著影响【j ] ．矿冶工程，2 0 t 0 4 2 7 3 2 3 ]董颖博，林海，傅开彬某复杂难选铁矿石提铁降硅工艺研究 [ J ] 矿冶工程，2 0 1 1 6 3 6 3 8 4 ] 胡为柏浮选[ M ] 北京冶金工业出版社，1 9 8 8 5 1 朱建 匕．朱玉霜浮选药剂[ M ] 长沙中南工业大学出版社， 1 9 8 7 6 ]印万忠，丁亚卓铁矿选矿新技术与新设备f M ] 北京冶金工业 Ⅲ版} 1 ，2 0 0 8 上接第6 l 页 指标考核办法、锡石浮选作、I k 管理制度等。 33 目前工业试验情况 经过系统的调整、优化，进入锡石浮选作业的矿浆 一1 0a , m 粒级含量基本控制在1 2 ％以下；溢流抛尾部 分一1 0w m 粒级含量均在8 2 ％以上，夫大减少了脱泥 作、世锡石的损失；锡石浮选给矿含硫由最初的1 ％以 上降低到0 ．3 ％以下。通过加强现场管理，给药、给 矿、槽面基本稳定。目前锡石浮选作业同收率可稳定 在8 0 ％以上，浮选精矿品位为4 ％～5 ％ 浮选给矿含 锡0 ．3 ％～0 ．5 ％ 。 4 结语 二次脱硫流程，处理含锡0 ．3 ％一0 ．5 ％的原料，可得 到含锡4 ％一5 ％、回收率大于8 0 ％的锡粗精矿。 3 通过提高脱泥效果，优化药剂制度和加强生产 管理，G Y C ，药剂用量由最初的16 0 0g ／t 降低到目前 的l1 0 0 ∥t ，整体浮选药剂成本由实验阶段的2 0 j 己／吨Ⅲ口降低到5 j 眇吨F 。 4 浮锡精矿含锡4 ％～5 ％，为了得到合格的锡 精矿，后续采用微细泥摇床进行再处理，得到含锡 4 0 ％左右、作业回收率5 0 ％的锡精矿和含锡约2 ，5 ％、 作业回收率5 0 ％的富中矿。 参考文献 1 实验室试验证明，G Y C ，对都龙矿区细粒锡石 具有较好的回收效果，闭路实验处理含锡1 ．3 2 7 ％ H 1 i 嘉I 。把 2 周9 永- 碑1 2 ．微细粒锡石浮选药荆研究概剐湿 原料，得到含锡64 8 7 ％、回收率8 89 0 ％的锡粗精矿。 [ 2 ] J 。州有色金属研究院提高都龙矿区细粒锡石回收率新工艺新 2 工业试验采用预先脱硫 除铁 i 段脱泥药剂的研究试验报告[ R ] 2 0 t 9 万方数据