某地复杂难选贫赤铁矿石选别工艺研究.pdf

第3 3 卷第5 期 2 0 1 3 年1 0 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G ；I N E E R I N G V o l _ 3 3 №5 0 c t o b e r2 0 1 3 某地复杂难选贫赤铁矿石选别工艺研究① 张丛香，刘双安，钟刚 鞍钢集团矿业设计研究院，辽宁鞍山1 1 4 0 0 2 摘要对某地复杂难选贫赤铁矿进行了选别试验研究。采用两段连续磨矿一弱磁一强磁一中矿再磨一阴离子反浮选工艺流程，在原矿 品位3 0 ．5 0 ％条件下，获得了精矿品位6 4 ．9 3 ％、产率3 2 ．2 6 ％、金属回收率6 8 ．6 8 ％，尾矿品位1 4 ．1 0 ％、产率6 7 ．7 6 ％、金属回收率 3 1 ．3 2 ％的选别指标，使废弃多年的矿石得以充分回收利用，既节能降耗又可提高资源利用率，具有较好的经济效益和社会效益。 关键词贫赤铁矿；复杂难选矿石；磁选；反浮选 中图分类号T D 9 2 文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 5 ．0 2 1 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 3 0 5 - 0 0 8 2 0 3 R e s e a r c ho nB e n e f i c i a t i o nT e c h n o l o g yf o rR e f r a c t o r yL e a nH e m a t i t e Z H A N GC o n g - x i a n g ，L I US h u a n g a n ，Z H O N GG a n g M i n i n gD e s i g nI n s t i t u t e ，A n s h a nI r o na n dS t e e lG r o u p ，A n s h a n11 4 0 0 2 ，L i a o n i n g ，C h i n a A b s t r a c t B e n e f i c i a t i o ne x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e do u to ns o m er e f r a c t o r yl e a nh e m a t i t ew i t haf e e dg r a d eo f3 0 ．5 0 ％，b y a d o p t i n gap r o c e s sf l o w s h e e tc o n s i s t i n go ft w o s t a g eg r i n d i n g ，l o wi n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n L I M S ，h i g hi n t e n s i t y m a g n e t i cs e p a r a t i o n H I M S ，m i d d l i n g sr e g r i n d i n ga n dr e v e r s ef l o t a t i o nw i t ha n i o n i cc o l l e c t o r s ，w h i c hr e s u l t e d i na c o n c e n t r a t eg r a d eo f6 4 ．9 3 ％w i t ht h ey i e l da n dm e t a lr e c o v e r yo f3 2 ．2 6 ％a n d6 8 ．6 8 ％，r e s p e c t i v e l y ，w h i l eat a i l i n g s g r a d eo f1 4 ．1 0 ％w i t ht h ey i e l da n dm e t a lr e c o v e r yo f6 7 ．7 6 ％a n d3 1 ．3 2 ％，r e s p e c t i v e l y ．T h i st e c h n o l o g yc a nb eu s e dt o r e c l a i mt h o s ed i s c a r d e dw a s t er o c k ，r e s u l t i n gi nn o to n l ye n e r g yc o n s e r v a t i o na n dc o n s u m p t i o nr e d u c t i o n ，b u ta l s o r e s o u r c eu t i l i z a t i o ne n h a n c e d ，t h e r e w i t hb r i n i n gi ng o o ds o c i a la n de c o n o m i cb e n e f i t s ． K e yw o r d s l e a nh e m a t i t e ；r e f r a c t o r yo r e ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；r e v e r s ef l o t a t i o n 某地多金属矿石中铁矿物主要有磁铁矿、半假象 赤铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿及褐铁矿，其它有铌铁矿、 铌铁金红石、黄绿石和易解石。主要脉石矿物有萤石、 钠辉石、钠闪石、石英、重晶石和磷辉石矿物，该矿物属 于多金属共生的复杂难选矿石。 该矿石是某铁矿开采初期为了富矿人炉同时采出 的中贫氧化矿石，矿量几千万吨，如果能采用一种新的 工艺流程将这部分矿石加以充分回收利用，既节能降 耗又可提高资源利用率，具有较好的经济效益和社会 效益。 1 矿石性质 矿石中主要金属矿物为赤铁矿和磁铁矿，含量分 别为1 7 ．3 0 ％和1 2 ．0 8 ％，其次为褐铁矿，含量为1 ．5 6 ％。 非金属矿物主要有萤石、石英、重晶石和碳酸盐，含量分 别为2 8 ．1 4 ％、2 3 ．0 2 ％、8 ．5 3 ％、5 ．1 2 ％。原矿化学多元素 分析及物相分析结果分别见表1 ～2 。 表1 原矿多元素分析结果 质量分数 ／％ 表2 原矿物相分析结果 ①收稿日期2 0 1 3 0 4 一1 7 作者简介张丛香 1 9 6 5 一 ，女，辽宁海城人，高级工程师，主要从事选矿新工艺新技术研究工作。 万方数据 第5 期张丛香等某地复杂难选贫赤铁矿石选别新工艺研究 综合矿石特点，矿石中有回收价值的矿物较多，主 要矿物浸染粒度及矿物产出特征、嵌布关系和矿石结 构构造均较复杂。从工艺矿物学角度看，属于难处理 的矿石。 2 试验研究 2 ．1 磁选管试验 将原矿磨至不同粒度进行磁选管选别试验，磁选 管磁场强度为9 6k A ／m ，结果见表3 。从表3 可看出， 原矿磨至- 0 ．0 7 4m m 粒级占9 0 ，5 ％时，即可获得品位 6 6 ．1 0 ％、产率1 4 ％的磁选精矿。可见该矿在磨矿粒度 为- 0 ．0 7 4m m 粒级占9 0 ％时，即可获得较高质量的磁 选精矿。 表3 磁选管试验结果 2 ．2 磁选工艺条件试验 根据矿石性质分析及磁选管试验结果可看出，矿 石中磁性矿较易选，因此采用弱磁选工艺选别磁性矿， 弱磁尾矿采用强磁选工艺富集回收弱磁性矿物。弱磁 选磁场强度11 2k A ／m ，强磁选磁感应强度为0 ．9 5T 。 从不同磨矿粒度的弱磁一强磁选试验结果看，随着 磨矿粒度变细，弱磁选精矿品位提高幅度较大，当磨矿 粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒级占9 0 ％时，弱磁选可获得品位 为6 5 ．0 3 ％的磁选精矿，弱磁尾矿品位在2 2 ．6 6 ％～ 2 3 ．9 2 ％；对不同粒度的磁选尾矿分别进行了强磁选试 验，强磁选精矿品位提高幅度不是很大，尾矿品位较 低。若进一步提高强磁精矿品位，在保证磨矿粒度的 同时，可进一步降低强磁机的磁感应强度并增加一段 强磁精选作业。 2 ．3 选别工艺流程试验 2 ．3 ．1两段连续磨矿．弱磁一强磁试验室连续试验两段 连续磨矿粒度达到- 0 ．0 7 4m m 粒级占9 0 ％左右，经过 一段弱磁选后，弱磁尾矿给人一段强磁机选别，一段强 磁精矿给入二段强磁机精选，弱磁精矿和二段强磁精 矿合并为混磁精矿，一段、二段强磁尾矿作为尾矿抛 掉。弱磁选的磁场强度为11 2k A ／m ，一段强磁选磁感 应强度为0 ．7 5T ，二段精选强磁选磁感应强度0 ．5 0T 。 从试验室连选试验结果看，原矿经过两段连续磨矿，粒 度达到- 0 ．0 7 4m m 粒级占8 9 ％，经过一段弱磁选，获得 品位6 5 ．4 0 ％、产率1 5 ．8 2 ％的弱磁精矿，弱磁尾矿品位 2 3 ．9 4 ％。弱磁尾经过一段粗选、一段精选两段强磁机 选别后，获得强磁精矿品位4 0 ．2 9 ％，两段强磁综合尾 矿品位9 ．2 7 ％，产率4 4 ．3 7 ％。弱磁精矿与强磁精矿合 并的混磁精矿产率5 5 ．6 3 ％，品位4 7 ．4 3 ％。 2 ．3 ．2 混磁精矿降低有害杂质选别试验从混磁精 矿的光谱分析和多元素分析结果看，矿石中含有磷辉 石、碳酸盐等，要想获得高品位铁精矿，首先采用浮选 工艺除去这些易浮矿物，达到降低有害杂质的目的，提 高铁精矿品位。 浮选在矿浆p H 8 ．0 8 ．5 的弱碱性条件下进行， 混磁精矿品位5 5 ．6 3 ％，粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占 8 6 ．6 0 ％，浮选药剂制度为水玻璃15 0 0g ／t ，G Z - 2 8 10 0 0g ／t 。浮选温度2 8 ～3 0 ℃，采用一粗三扫流程，可 获得精矿品位5 7 ．8 5 ％，产率7 1 ．9 6 ％，回收率8 7 ．7 7 ％， 浮尾品位2 0 ．6 9 ％，产率2 8 ．0 4 ％，回收率1 2 ．2 3 ％。 2 ．3 ．3 浮选精矿弱磁选试验将除杂质后的浮选精 矿经过一段弱磁机选别，获得合格磁性矿以减少后续 作业量，选别后磁选精矿品位6 7 ．4 1 ％，产率3 4 ．9 2 ％， 弱磁尾矿品位5 2 ．7 2 ％，产率6 5 ．0 8 ％。弱磁精矿品位 较高，可作为最终精矿。由于弱磁尾矿中基本为赤、褐 铁矿，需进一步再磨再选。 2 ．3 ．4 弱磁尾矿再磨后不同选别工艺流程试验将 除杂质后的反浮选精矿经一段弱磁机选别后的弱磁尾 矿进行再磨，弱磁尾矿再磨至粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒级 占9 7 ％ - 0 ．0 4 8m m 粒级占8 8 ％ 。为获得更好的选 别指标，分别对再磨后的弱磁尾矿进行了阴离子反浮 选、酸性正浮选和离心机选别试验。 1 阴离子反浮选试验。将再磨后弱尾采用阴离 子反浮选流程选别，药剂制度为N a O H12 0 0g ／t 、玉米 淀粉12 0 0g ／t 、C a O4 5 0g ／t 、K S 1 19 0 0g ／t 。浮选温度 3 0 3 3 ℃，矿浆p H 1 l ～1 1 ．5 。开路浮选试验获得浮 精品位6 4 ．4 7 ％，产率5 0 ．2 1 ％，浮尾品位2 5 ．1 2 ％，产率 1 9 ．6 9 ％。 2 酸性正浮选条件试验。正浮选在酸性介质中 进行，采用H s O 。作矿浆p H 调整剂，p H 4 ～5 ，G K ．6 8 为铁矿物捕收剂，浮选温度3 0 ～3 5c C ，浮选采用一段 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 粗选、两段精选作业，经过多种不同药剂用量试验结果 看，最高精矿品位只有5 9 ．2 0 ％，产率6 4 ．3 9 ％，尾矿品 位2 2 ．2 0 ％。为进一步提高精矿质量，适当降低了捕收 剂用量时，精矿品位6 2 ．2 2 ％，产率5 0 ．0 2 ％，尾矿品位 4 1 ．0 6 ％，金属流失严重，选别指标不理想。 3 离心机选别试验。将再磨后弱磁尾进行离心 机选别试验，根据试验结果，确定一段粗选的转数为 4 5 0r ／m i n ，精选的转数为3 0 0r ／r a i n 。粗选离心机精矿 品位为5 8 ．9 7 ％，尾矿品位3 9 ．3 1 ％；粗选精矿再经一段 离心机精选，获得精矿品位6 1 ．0 1 ％，作业产率 5 6 ．1 0 ％。由于粗选尾矿品位3 9 ．3 1 ％，偏高，为进一步 降低尾矿品位，将尾矿进行一段扫选，扫选离心机转数 为4 5 0r ／m i n ，选别后离心机尾矿品位3 2 ．7 4 ％，作业产 率1 8 ．5 9 ％。 2 。4 推荐选别流程 通过多种条件试验，确定该矿样的最佳选别工艺 流程为两段连续磨矿一弱磁．强磁一中矿再磨．阴离子反 浮选。 原矿经过两段连续磨矿，粒度达到- 0 ．0 7 4m m 粒 级占8 9 ％，经过一段弱磁机选别后，弱磁尾矿再经过 一段粗选、一段精选两段强磁机选别，抛掉两段强磁的 合格尾矿。弱磁选的磁场强度为l1 2k A ／m ，一段强磁 选磁感应强度0 ．7 5T ，二段精选强磁选磁感应强度 0 ．5 0T ；弱磁精矿与二段强磁精矿合并为混磁精矿，给 入除氟、磷反浮选作业，药剂制度为水玻璃15 0 0g ／t ， G Z ．2 810 0 0g ／t ，浮选作业为一段粗选、三段扫选，抛掉 合格尾矿。除氟、磷反浮选精矿再经过第二段弱磁机 选别，磁场强度为9 6k A ／m ，二段弱磁尾矿给入第三段 球磨机再磨，再磨粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占9 7 ％ 一O ．0 4 8m m 粒级占8 8 ％ ，再磨后的产品给入阴离子 反浮选作业。阴离子反浮选流程为一段粗选、一段精 选、两段扫选，药剂制度为N a O H12 0 0g ／t 、玉米淀粉 12 0 0g ／t 、C a O4 5 0g ／t 、K S - 1 19 0 0g ／t ，抛掉尾矿；二段 弱磁精矿与阴离子反浮选精矿合为最终精矿，一段强 磁尾矿、二段强磁尾矿、除氟、磷反浮选尾矿、阴离子反 浮尾矿合并为最终尾矿。选别数质量流程见图1 。 精矿尾矿 图1两段连续磨矿- 弱磁- 强磁中矿再磨- 阴离子反浮选 数质量流程 3 结语 1 该矿物属多金属共生的复杂难选矿石，铁矿物 主要有磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿及 褐铁矿；其次还有铌铁矿、铌铁金红石、黄绿石和易解 石。从原矿多元素分析及物相分析结果看，该矿石中 矿物组成较复杂，属难选矿石。 2 采用两段连续磨矿．弱磁一强磁一中矿再磨一阴离 子反浮选工艺流程，在原矿品位3 0 ．5 0 ％条件下，获得 了精矿品位6 4 ．9 3 ％、产率3 2 ．2 6 ％、金属回收率 6 8 ．6 8 ％，尾矿品位1 4 ．1 0 ％、产率6 7 ．7 6 ％、金属回收率 3 1 ．3 2 ％的选别指标。 上接第8 1 页 [ 2 ] 邹建新．中国钛自产业发展回顾及未来2 0 年市场展望[ J ] ．钛工 业进展，2 0 1 1 3 ． [ 3 ]朱建光，陈树民，姚晓海，等．用新型捕收剂M O H 浮选微细粒钛铁 矿[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 6 4 2 4 5 ． [ 4 ] 袁国红，余德文．R - 2 捕收剂选别攀枝花微细粒级钛铁矿试验研究 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 1 9 3 7 3 9 ． [ 5 ] 戴新宇．F 9 6 8 捕收剂富集攀枝花细粒及钛铁矿的试验研究[ J ] ． 金属矿山，2 0 0 0 1 1 4 0 4 3 ． [ 6 ] 谢建国，陈让怀，曾维龙．新型捕收剂R S T 浮选微细粒级钛铁矿 [ J ] ．有色金属，2 0 0 2 1 5 8 7 4 ． [ 7 ]葛英勇，陈达，余永富．耐低温阳离子捕收剂G E 一6 0 1 反浮选磁 铁矿的研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 4 3 2 3 4 ． 万方数据