某含铜菱铁矿磁化焙烧选矿试验研究.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N D 眦T A L L U R G I C A LE N G Ⅱ忸E R I N G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 某含铜菱铁矿磁化焙烧选矿试验研究① 张胜广，薛生晖，詹曙光，毛拥军，郭永楠，张志雄，刘 昌 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要对某含铜菱铁矿进行了磁化焙烧一磁选回收铁以及磁选尾矿浮选回收铜的试验研究。在焙烧温度8 0 0 ℃、焙烧时间6 0 m i n 、磁选场强9 6k A ／m 以及浮选采用丁黄药 丁胺黑药各1 0 0g ／t 等工艺条件下，分别获得了产率为6 1 ．8 5 ％、品位为6 4 ．6 4 ％、铁 回收率为9 7 ．8 8 ％的铁精矿和产率为0 ．2 5 ％、品位为1 9 ．5 4 ％、铜回收率为2 9 ．3 7 ％的铜精矿。 关键词菱铁矿；磁化焙烧；磁选；浮选 中图分类号T D 9 8 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 1 6 9 0 4 菱铁矿是铁的碳酸盐矿物，属于三方晶系，粒状构 造，菱面体解理发育，其理论品位仅有4 8 ．2 ％，同时常 与钙、镁、锰成类质同象共生j ，对其采用一般物理方 法选别，铁精矿品位很难达到4 2 ％以上。实践证明 磁化焙烧一磁选工艺是处理菱铁矿的合适工艺，长沙矿 冶研究院有限责任公司已经在陕西大西沟口o 、新疆阿 图什实现了菱铁矿回转窑磁化焙烧- 磁选工艺的工业 化生产”j ，取得了良好的技术指标。本文中对某含铜 菱铁矿进行了磁化焙烧- 磁选回收铁的研究，同时对于 伴生有用元素铜进行了综合回收。 1 矿石性质 1 ．1 原矿的化学成分 原矿的化学多元素分析结果见表l ，铁矿物的化 学物相分析结果见表2 ，铜矿物的化学物相分析结果 见表3 。 表1原矿的多元素分析结果 质量分数 ／％ 表2 原矿的铁物相分析结果／％ 表3 原矿的铜物相分析结果／％ 由表1 3 可知，原矿中可供选矿回收的主要组分 是铁，其次是伴生元素铜。铁的品位为4 0 ．8 4 ％，铜的 品位为0 ．2 ％。需要选矿排除或降低的造渣组分及有 害元素除S i 0 和A I 0 。以外，还包括S 。原矿中铁主 要赋存在碳酸盐中，其中分布率达9 0 ．1 6 ％，其次是分 布在赤 褐 铁矿中，二者合计分布率为9 6 ．2 1 ％。铜 主要以硫化铜状态存在，包括原生硫化铜和次生硫化 铜，其分布总量占8 5 ％。 l ，2 原矿矿物组成及含量 肉眼观察，菱铁矿矿石呈黄灰色。经镜下鉴定、x 射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明矿石中 铁矿物主要是菱铁矿，其次有少量褐铁矿。金属硫化 物以黄铁矿为主，并有黄铜矿、黝铜矿。斑铜矿等不同 种类的铜矿物，这些硫化物存在于菱铁矿矿石中。锰 矿物为硬锰矿，产出在褐铁矿矿石中。脉石矿物总量 不多，主要为石英，其次有绢云母和方解石、白云石，其 它尚见绿泥石、锆石和磷灰石等零星分布。 原矿x 射线衍射分析图谱见图1 ，原矿中主要矿 物的含量见表4 。 由表可见，样品中菱铁矿含量达8 3 。5 ％，脉石含 量只占1 0 ％左右。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 8 ， 作者简介张胜广 1 9 7 3 一 ，男，山东曹县人，硕士，高级工程师，主要研究方向为难选铁矿的选矿工艺和装备研究。 万方数据 1 7 0 矿冶工程第3 2 卷 2 9 ／ 。 图1 样品的X 射线衍射分析图谱 表4 原矿中主要矿物的含量 质量分数 ／％ 2 试验设备及药剂 2 ．1 试验方法 本试验采用磁化焙烧一磁选- 浮选联合工艺对该菱 铁矿进行研究，具体为原矿经磁化焙烧后磁选先回收 铁，磁选后的尾矿采用浮选回收铜。 2 ．2 试验设备及试剂 试验所用设备及规格型号如表5 所示，使用药剂 及品级如表6 所示。 表5 试验设备一览表 表6 试验使用药剂一览表 3 试验结果及讨论 3 ．1 焙烧条件试验 将5 0 0g 粒度为一3 ～0m m 试样装入铁盒，置入 已升至高温区的马弗炉中，在不同焙烧温度下焙烧至 一定时间后取出直接水冷。将焙烧矿置于棒磨机中磨 矿3m i n ，用磁选管在场强为1 2 8k A ／m 条件下分选， 实验结果见表7 。 表7 焙烧条件试验结果 从表7 可以看出不同的焙烧温度对霞着不同的焙 烧时间，随着焙烧温度的升高，焙烧时间相应缩短。试 验中焙烧温度范围较宽，综合考虑精矿品位、尾矿品位 及精矿回收率，确定最佳的焙烧条件为8 0 0 ℃／6 0m i n ， 此时对应的铁精矿品位是6 3 ．5 5 ％，回收率是9 6 ．7 0 ％。 3 ．2 磨矿粒度试验 将按最佳焙烧条件下得到的焙烧矿磨矿至不同细 度，用磁选管在场强为1 2 8k A ／m 条件下分选，得到的 试验结果见表8 。 实验结果表明不同的磨矿粒度对磁选的结果影 响不大，考虑到后续的浮选作业，磨矿粒度不能过低， 取磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占7 1 ．2 6 ％为最佳。 3 ．3 磁选条件试验 按照确定好的焙烧条件批量生产一批焙烧矿，按 图2 磁选流程在磁选机上进行弱磁选处理，粗选、精选 使用相同场强，磁选场强分别为6 4 ，9 6 ，1 2 8 和1 6 0 k A ／m ，试验结果见表9 。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月张胜广等某含铜菱铁矿磁化焙烧选矿试验研究 1 7 1 表8 磨矿粒度试验结果 焙烧矿 精矿 尾矿 图2 焙烧- 磁选流程 表9 磁选试验结果 试验结果表明随着磁场强度增强，精矿品位略 降，精矿回收率略升。综合考虑精矿品位、尾矿品位和 精矿回收率，确定最佳磁选场强为9 6k A ／m ，对应的精 矿品位为6 4 ．6 4 ％，精矿回收率为9 7 ．8 9 ％。 3 ．4 浮选试验 经磁选处理后，铁精矿和尾矿中铜的分布情况见 表1 0 。 可见，经过磁选后，尾矿中的铜得到富集，品位已 有1 ．4 2 ％，按图3 流程进行浮铜处理，结果见表1 1 。 表1 0 磁选产品中铜的分布博况 图3 浮选试验流程 表1 1 浮选试验结果 1 0 0 l ∞ 3 0 试验结果可以看出，磁选尾矿经过一粗三精共四 次浮选可获得精矿品位1 9 ．5 4 ％、作业回收率5 6 ．2 6 ％ 的铜精矿。 3 ．5 全流程试验 经磁化焙烧一磁选一浮选全流程处理的数质量流程 图如图4 。 图 铜精矿 精尾3 图4 全流程数质量流程 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 4 结语 1 针对该矿样，较佳的焙烧条件是8 0 0o C ／6 0 m i n ；较佳的磨矿粒度是L 0 ．0 7 4m m 粒级占7 1 ．2 6 ％； 较佳的磁选场强是9 6k A V m ；较佳的浮铜捕收剂是丁 黄药 丁胺黑药，用量为各1 0 0g ／t 。 2 通过对该矿样采取磁化焙烧一磁选一浮选试验 研究，分别获得了产率为6 1 ．8 5 ％、品位为6 4 ．6 4 ％、铁 回收率为9 7 ．8 8 ％的铁精矿和产率为0 ．2 5 ％、品位为 1 9 ．5 4 ％、铜回收率为2 9 ．3 7 ％的铜精矿，取得了良好 的技术指标。 3 总体而言，铁的回收非常成功，铜的回收率偏 低，因此在下一步试验研究中应进一步研究提高铜的 回收率。 参考文献 [ 1 ]罗立群．菱铁矿的选矿开发研究与发展前景[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 1 6 8 7 2 ． [ 2 ] 罗立群，张泾生．菱铁矿干式冷却磁化焙烧技术研究[ J ] ．金属 矿山，2 0 0 4 1 0 2 8 3 5 ． [ 3 ] 张胜广，薛生晖．中低品位菱、褐铁矿回转窑磁化焙烧工艺技术 与装备[ J ] ．金属矿山，2 0 1 I 增刊 2 3 7 2 4 0 ． 万方数据