铁矿阴离子低温反浮选试验研究.pdf

第3 l 卷第4 期 2 0 1 1 年0 8 月 矿冶工程 M 田哪N GA N DM E T L L U R G I C A LE N G D 咂E R 矾G V 0 1 ．3 l №4 A u 印s t2 0 l l 铁矿阴离子低温反浮选试验研究① 罗良飞，陈雯，李文风 长沙矿冶研究院，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要对自行研制的新型低温阴离子反浮选捕收剂进行了袁家村、尖山、祁东铁矿低温反浮选试验。结果表明，该低温捕收剂可 以在1 5 ℃下成功分选铁矿石，选矿指标与3 0 ℃接近。铁矿石低温浮选可以大幅度节能降耗，降低反浮选成本。 关键词浮选；浮选药剂；铁矿；低温；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 1 0 4 0 0 3 4 一0 3 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nL o w - t e m p e r a t u r eR e V e r s e - n o t a t i o no f I r o no r ew i t hA I l i o I l i cC o l l e c t o r L U OL i a n g - f e i ，C H E NW e n ，UW e n f e n g 虢口拶玩胍e 口砌加￡如“抛矿肘施n g 胁t 口以嘴，C 7 m 学玩4 1 0 0 1 2 ，舭，l 口n ，醌i 胍 A b s t r 躯t U s i n gas e m d e v e l o p e da n i o n i cn o t a t i o nc o U e c t o r ，r e v e 璐en o t a t i o nt e s t so nY u 舳j i a c u n ，J i a n s h a na n dQ i d o n g I r o nO r e sw e r ec a r r i e do u ta tl o wt e m p e m t u r e ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ed r e s s i n gi n d e x e sa c h i e V e dw i t ht l l i sc o l l e c t o ra t t e m p e r a t u r eo f1 5 ℃a r ec l o s et ot h a to b t a i n e da t3 0 ℃．T h ee n e r g yc o n s u m p t i o nc a nb ed r a m a t i c a l l ys a v e da n dt l l ec o s t o fr e V e r s ef l o t a t i o nc a nb er e d u c e dw h e nt h en o t a t i o np r o c e s so fi m no r ei sc o n d u c t e da tl o wt e m p e r a t u r e ． K e yw o r d s n o t a t i o n ；n o t a t i o nr e a g e n t ；i m no r e ；l o wt e m p e r a t u r e ；r e V e r s en o t a t i o n 1 9 5 4 年美国的H u m b o l d t 最早应用浮选工艺分选 铁矿石，我国鞍山钢铁公司东鞍山烧结厂于1 9 5 8 年开 始采用浮选分选铁矿石。随着铁矿石资源贫、细、杂 化，以及钢铁工业对铁矿石质量要求越来越高，铁矿浮 选工艺越来越显得重要。铁矿浮选成本占总成本的 2 0 ％一3 0 ％，主要由能耗、药剂费用组成。阴离子型常 规捕收剂不耐低温，铁矿浮选的温度控制在3 0 3 5 ℃，阳离子型捕收剂的低温性能略好，但也需要控制在 2 0 ℃左右，因此，铁矿浮选时矿浆需要加温，增加了浮 选作业设备投资及运转能耗。许多选矿药剂研究者曾 经对阴、阳离子型捕收剂进行了大量改性、乳化研究， 但效果都不理想，铁矿低温浮选工业实践报道少。因 此，新型耐低温捕收剂的研制以及全面推广对建设节 约型社会意义十分重大。 1 试验样品 1 太钢袁家村铁矿扩大试验二段溢流样，磁、赤 铁矿属于细粒～微细粒嵌布范畴，是典型难选混合型 铁矿，品位4 4 ．5 0 ％，粒度一0 ．0 7 5m m 粒级占9 7 ．8 7 ％ 一0 ．0 4 5m m 粒级占8 8 ．1 2 ％ 。经镜下鉴定和X 射 线衍射分析综合研究表明，样品中铁矿物主要是假象 赤铁矿，次为磁铁矿、半假象赤铁矿和少量褐铁矿；金 属硫化物为黄铁矿，但含量很低；脉石矿物以石英居 多，其次是绿泥石、黑硬绿泥石、方解石和白云石，偶见 阳起石和透闪石。 2 太钢尖山铁矿弱磁选精矿，为现场浮选车间给 矿样品，属于细粒嵌布范畴的磁铁矿，T F e 品位 6 5 ．8 8 ％，粒度一0 ．0 7 5m m 粒级占9 6 ．2 0 ％ 一O ．0 4 5 I 砌粒级占7 1 ．4 4 ％ 。 3 湖南祁东铁矿五段脱泥沉砂，为现场浮选车间 给矿样品，属于微细粒嵌布的磁、赤铁矿，T F e 品位 4 8 ．3 0 ％，粒度一0 ．0 3 0m m 粒级占9 8 ％。 2 试验设备及药剂 实验室试验设备主要有分析天平、电炉、x F D Ⅱ 挂槽式浮选机、真空过滤机、l O l 一3 型电热干燥箱、标 准筛等。 实验室试验主要药剂有N a O H 工业级 ；铁抑制 ①收稿日期2 0 l l 也．1 6 基金项目国家“{ ’一五”攻关课题f 2 0 0 6 B A B 0 2 A 0 4 作者简介罗良l s 1 9 7 l 一 ，男，湖南湘乡人，高级1 二程师，主要从事浮选药剂及工艺研究及实践工作。 万方数据 第4 期罗良飞等铁矿阴离子低温反浮选试验研究3 5 剂s D 自配 ；高效调整剂C Y z 一3 3 、c Y z 一3 4 自 制 ，B 自制 ；活化剂C a 0 分析纯 ；阴离子捕收剂 C Y 一5 8 、6 4 、6 6 、5 8 自制 ，M H 、S D Y 、R A 工业品 ， A 自制 ；阳离子捕收剂Y A 一1 7 自制 ，醚胺。 3 试验研究及结果 3 ．1 不同矿山低温浮选试验结果 为了考查研制的不同捕收剂对不同矿的低温浮选 适应性，分别对尖山铁矿反浮车间入浮样、祁东铁矿反 浮选人浮样、袁家村铁矿扩大试验入浮样品进行了低 温试验，试验结果分别见表l 一3 。浮选条件浮选温度 1 5 ℃ 2 0 ℃ ，浮选浓度3 5 ％。 由表l 可以看出，C Y 一6 4 、C Y 一6 6 、A Y 1 7 在1 5 ℃浮选指标较好，选矿效率高；c Y 一5 8 为常温型药剂， 在2 0 ℃也可以很好浮选，C Y 一6 6 在2 0 ℃浮选可以比 1 5 ℃时节省1 0 ％的药剂。 表2 表明，C Y 一6 6 在微细粒铁矿低温浮选中也有 优势，精矿品位高。 由表3 可以看出，阴离子R A 、A 、B 药剂、阳离子 醚胺的低温浮选指标比新药剂c Y 一6 6 、5 8 都差；以 表l 尖山反浮车间入浮样低温浮选试验结果 表2祁东铁矿入浮样低温浮选试验结果 精矿3 5 ．7 6 6 2 ．9 6 4 6 ．1 8 1 嘤H1 鼎婴、，慧尾矿6 4 ．2 4 4 0 ．8 45 4 ．8 2 l o ．4 2 C a o8 0 0 ．S D Y12 0 0 甩删 叶‘册斗u ‘o 斗H ’o ‘ 1 u ‘％ 堕竺 竺竺塑 塑塑． 表3 袁家村铁矿扩试入浮样低温浮选试验结果 药剂及其用量产品产率品位回收率选矿效率 ／ g r 1 名称 ／％／％／％／％ 新药剂C Y 一5 8 浮选分选效率最高为2 2 ．7 5 ％，其次 c Y 一6 6 为2 0 ．8 5 ％，但c Y 一5 8 药剂用量比C Y 一6 6 药 剂用量大、成本高，最差的是阳离子醚胺，仅为1 7 ．1 6 ％。 说明C Y 一6 6 、C Y 一5 8 是完全可以进行低温浮选的。 3 ．2 低温浮选条件试验 低温条件试验以太钢袁家村铁矿扩大试验二段分 级溢流为浮选给矿。 3 ．2 ．1 调整剂试验在浮选温度为1 5 ℃、浮选浓度 3 5 ％的条件下，固定捕收剂c Y 一6 6 用量为4 0 0g ／t ，进 行了调整剂组合试验，结果见表4 。 表4 不同调整剂组合浮选试验结果 表4 结果表明，以N a O H 、C Y Z 一3 4 为组合调整剂 的浮选指标最好，精矿品位和作业回收率均较好，选矿 效率高达2 1 ．4 4 。因此，选择N a O H 、C Y Z 一3 4 为组合 调整剂进行以后试验。 万方数据 矿冶工程第3 l 卷 3 ．2 ．2 N a O H 用量试验在浮选温度为1 5 ℃、浮选 浓度3 5 ％的条件下，固定C Y Z 一3 4 用量l2 0 0g ／t 、捕 收剂C Y 一6 6 用量4 0 0g ／t ，进行了N a O H 用量试验，结 果见表5 。 表5N a O H 用量试验结果 表5 结果表明，N a O H 用量为12 0 0g ／t 时，精矿品 位高，尾矿品位低，分选效果好。因此，N a O H 用量选 ．择12 0 0 ∥t 。 3 ．2 ．3 C Y z 一3 4 用量试验在浮选温度为1 5 ℃、浮 选浓度3 5 ％的条件下，固定N a O H 用量12 0 0g ／t 、捕收 剂C Y 一6 6 用量4 0 0g ／t ，进行了C Y Z 一3 4 用量试验， 结果见表6 。 表6C Y Z 一3 4 用量试验结果 表6 结果表明，当C Y z 一3 4 用量达到l2 0 0g ／t 以 后，精矿品位下降。综合考虑，C Y z 一3 4 用量选择 l2 0 0g ／t 。 3 ．2 ．4 捕收剂C Y 一6 6 用量试验在浮选温度为1 5 ℃、浮选浓度3 5 ％的条件下，选择N a O H 用量l2 0 0 g ／t 、C Y z 一3 4 用量12 0 0g ／t ，进行了捕收剂C Y 一6 6 用 量试验，结果见表7 。 表7 捕收剂用量试验结果 表7 结果表明，当C Y 一6 6 用量达到4 0 0g ／￡以 后，精矿品位不再提高，尾矿品位大幅度提高，铁回收 率下降，同时考虑到增加精选作业可以进一步提高精 矿品位，因此粗选捕收剂C Y 一6 6 用量选择4 0 0g ／t 。 3 ．2 ．5 低温浮选闭路试验在浮选温度为1 5 ℃、浮 选浓度3 5 ％的条件下，选择N a O H 用量8 6 0g ／t 、 C Y Z 一3 4 用量9 0 0g ／t ，C Y 一6 6 用量6 0 0g ／t ，进行了低 温浮选一粗二精二扫闭路试验，数质量流程见图l 。 酣湖％删苇．∞揣 N 鄢素矧‘一 粗l 选 眦捌2 ] 删滁 精选l I扫选1 1 瓢配矧s 瑚铡巨器 F 习F 精选l Ⅱ k 孵黜 ● 精矿 器- 嘲器 0 ．6 7⋯1 2 ．∞ 图l 低温浮选闭路试验数质量流程 3 ．3 低温浮选效益估算 I 常温反浮选，需要将矿浆温度加热到3 0 ℃以 上。而使用自行研制的新型药剂，按浮选给矿质量10 0 0 k g 计算，浮选浓度按3 5 ％计算，浮选矿浆中含水量为 l8 5 7k g ，含铁矿石10 0 0k g 。按水热容4 ．2k J ／ k g ℃ 参考砂石 计，铁矿石热容0 ．9 2k J ／ k g ℃参考砂石 计，从3 0 ℃降低到1 5 ℃可减少水热量1 1 69 9 1k J ，减少 铁矿石热量1 38 0 0l 【J 。所耗原煤量为6 ．2 3k g ，锅炉热 效率及管道热损耗，实际可利用热效率按3 0 ．9 ％计，每 吨热耗为1 2 ．1 2 元。按年处理量3 0 0 万吨入浮矿计算， 可以节约成本36 3 6 万元，经济效益可观。 2 环境效益显著，按年处理量3 0 0 万吨选厂，每 年可以少用6 ．0 6 万吨原煤，按工业锅炉每燃烧一吨标 准煤，就产生二氧化碳2 ．6 2t 、二氧化硫8 ．5k g 、氮氧 化物7 ．4k g 计算，一年可以少排二氧化碳1 5 ．8 8 万 吨、二氧化硫5 1 5 ．1t 、氮氧化物4 4 8 ．4 4t 。 4 结语 1 对自行研制的新型低温阴离子反浮选药剂C Y z 一3 4 、C Y 一6 6 进行了袁家村、尖山、祁东铁矿低温反浮 选试验。结果表明，该药剂完全可以进行低温反浮选。 2 铁矿低温反浮选对节能减排和建设两型社会 意义重大。常温反浮选需要将矿浆加热到3 0 ℃以上， 这势必增加设备投资和运转成本。而低温浮选可以节 省锅炉及供暖设备投资，南方冬天完全可以实现不加 温浮选，北方冬天加温费用也可大幅度降低。 3 新药剂c Y z 一3 4 、c Y 一6 6 合成原料来源广，药 剂合成及浮选工艺技术成熟，值得在全国铁矿反浮选 厂推广。 万方数据