湘西某鲕状赤铁矿选矿试验研究.pdf

第3 4 卷第3 期 2 0 1 4 年0 6 月 矿冶工程 扣心m I GA N DM 匝T A L L U R G I C A LE N G Ⅱ呵E E R ⅨG V 0 1 ．3 4 №3 J u n e2 0 1 4 湘西某鲕状赤铁矿选矿试验研究① 赵海涛 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要采用焙烧一磨矿．弱磁选工艺流程，对湘西某鲕状赤铁矿进行了选矿试验研究，获得了铁品位5 6 ．6 9 ％、回收率为7 9 ．5 8 ％的选 矿指标，为鲕状赤铁矿的有效利用提供了参考。 关键词鲕状赤铁矿；焙烧；弱磁选 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 4 ．0 3 ．0 1 2 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 3 0 0 4 0 0 4 M i n e r a lP r o c e s s i n gT e s to fa nO o l i t i cH e m a t i t ef r o mW e s t e r nH 岫a n Z H A UH a 卜t a o C 矗o n ∥危凸尺e s e 口，℃危胁￡i ￡z n e 妒施n i n g 口凡d 胞把比u r j g yC o 儿d ，C 口学九口4 1 0 0 1 2 ，肌n n n ，C 讫i 几o A b s t r a c t I nt h et e s to nt h em i n e r a lp m c e s s i n go fa no o l i t i ch e m a t i t e f 南mw e s t e mH u n a n ， at e c h n i c a ln o w s h e e t c o n s i s t i n go fr o a s t i n g ，g r i n d i n ga n dl o w i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o nw a sa d o p t e d ，y i e l d i n ga ni r o nc o n c e n n ‘a t ew i t hT F e g r a d ea n di r o nr e c o v e r y0 f5 6 ．6 9 ％a n d7 9 ．5 8 ％，r e s p e c t i v e l y ，p m v i d i n gt h er e f e r e n c ef o re f k c t i V ee x p l o m t i o no fo o l i t i c h e m a t i t er e s o u r c e s ． K e yw o r d s o o l i t i ch e m a t i t e ；r o a s t i n g ；l o w i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n 鲕状赤铁矿约占我国红铁矿储量的3 0 ％，通常以 大型矿山形式出现。鲕状赤铁矿是以鲕状集合体形式 存在的赤铁矿，鲕状集合体是某种物质交替．以其他物 质颗粒为核心逐层凝结，具有同心层状构造，即赤铁矿 逐层凝聚而形成呈鱼籽状样的一系列球体所组成的赤 铁矿物集合体，鲕状体一般较小，通常彼此间都胶结在 一起；鲕状赤铁矿嵌布粒度极细且经常与菱铁矿、鲕绿 泥石和含磷矿物共生或相互包裹，不利于矿石的单体 解理，并且矿石经破碎和磨矿后特别容易形成微细颗 粒，而且含泥量较大，由此导致该铁矿石的选冶非常困 难。4J 。本文对湘西某鲕状赤铁矿进行了选矿工艺试 验研究，旨在为此类矿石的选矿工艺提供参考依据。 1 试验原料及试验设备 1 。l 试验原料 本次试验矿样4 0k g ，取自湘西某矿区，粒度为 1 5 0 ～om m ，矿样主要化学成分分析结果见表1 ，铁物 相分析结果见表2 。由表1 和表2 可知，①矿石的化 学成分较为简单，铁是选矿富集回收的主要对象，其品 位为4 2 ．0 6 ％；矿石中T F e ／F e O 的比值为5 ．0 4 ，碱性系 数 m c 。o M g o ／m s 。o ， A l ，o ， 为0 ．1 3 ，属酸性氧化铁矿； 表l 主要化学成分分析结果 质量分数 ／％ 碳酸盐中铁 硫化物中铁 磁铁矿中铁 赤 褐 铁矿中铁 硅酸盐中铁 全铁 0 ．8 1 O ．1 0 0 ．0 9 3 5 ．1 1 5 ．9 5 4 2 ．0 6 1 ．9 3 0 ．2 4 0 ．2 1 8 3 ．4 7 1 4 ．1 5 1 0 0 ．0 0 ②矿石中有害杂质磷、硫的含量者酾艮低，需要选矿排除的 造渣组分主要是S i O 和趾0 ，，二者含量高达2 9 ．0 2 ％，其 次为M g O 和c a O ，其他脉石含量很低；③铁主要以高 价氧化铁的形式赋存于赤 褐 铁矿中，其分布率高达 8 3 ．4 7 ％；其余分布在硅酸盐中，占1 4 ．1 5 ％。综合化学 成分特点，可以认为矿区内矿石属低硫低磷的单一酸 性氧化铁矿石。 ①收稿日期2 0 1 3 1 2 1 7 作者简介赵海涛 1 9 7 7 一 ，男，宁夏银川人，工程师，主要研究方向为回转窑铁矿磁化焙烧装置开发及应用。 万方数据 第3 期赵海涛湘西某鲕状赤铁矿选矿试验研究 4 1 矿石总体呈红褐色，肉眼下可见明显的鲕状构造。 经镜下鉴定、x 射线衍射分析及扫描电镜分析，综合研 究表明，矿石中的矿物组成较为简单，铁矿物主要为赤 铁矿，含少量褐铁矿；脉石矿物主要为绿泥石等粘土矿 物，其次为石英、玉髓。原矿主要矿物组成见表3 。 表3 原矿主要矿物组成 质量分数 ／％ 为制定选矿工艺流程、确定适当的磨矿粒度，对原 矿进行了粒度分析，结果见表4 。 表4 原矿粒度分析结果 粒级分布率累计分布率粒级分布率累计分布率 ，m，％，％，m7 ％，％ 一4 ．6 7 3 ．3 02 6 ．6 22 6 ．6 20 ．2 1 0 ．1 5O ．6 99 9 ．1 1 3 ．3 0 2 ．3 32 1 ．8 84 8 ．5 00 ．2 1 O ．1 5O ．3 7 9 9 ．4 8 2 - 3 3 1 ．6 51 8 ．8 56 7 ．3 50 ．1 0 5 0 ．0 7 4O ．2 9 9 9 ．7 7 1 ．6 5 1 ．1 71 5 ．5 18 2 ．8 60 ．0 7 4 0 ．0 5 2O ．1 59 9 ．9 2 一1 ．1 7 0 ．8 36 ．6 88 9 ．5 40 ．0 5 2 0 ．0 3 70 ．0 59 9 ．9 7 一O ．8 3 O ．5 93 ．5 99 3 ．1 30 ．0 3 7 0 ．0 2 60 ．0 29 9 ．9 9 0 ．5 9 O ．4 22 ．1 99 5 _ 3 20 ．0 2 6 O ．0 1 90 ．0 1 1 0 0 ．0 0 0 ．4 2 O ．3 01 ．8 99 7 ．2 1一O ．0 1 9 O ．0 1 00 ．o o1 0 0 ．0 0 0 - 3 0 十O ．2 11 ．2 19 8 ．4 2O ．0 1 0O ．0 01 0 0 ．0 0 由表4 可以看出，虽然赤铁矿单晶颗粒细小，但其 集合体总体为均匀中粗粒嵌布。单纯从嵌布粒度来 看，欲使9 0 ％左右的赤铁矿达到富集合体的状态，处 理矿石时选择一0 ．8 3m m 的磨矿粒度较为适宜，但矿石 中铁矿物集合体中含铁量是逐渐过渡的，即使是绿泥 石集合体中也含有微细的赤铁矿，在实际选别过程中 难以有明显界限。这种现象会造成精矿铁品位或回收 率的显著降低。 1 ．2 试验设备及药剂 试验设备包括P E x 一6 0 1 0 0 型颚式破碎机、 R K ／c x G 一中5 0 型磁选管、中4 0 0 3 0 0 湿式弱磁筒式磁 选机、x M B 型一①2 0 0 2 4 0 棒磨机、x F D 一6 3 型0 ．7 5L 浮选机、S X 2 1 2 1 0 型箱式电阻炉、S H P 型湿式夹板 强磁选机等。药剂包括石灰 工业品 、氢氧化钠 化 学纯 、s D 工业品 、c K 一1 0 8 工业品 、水玻璃 工业 品 和六偏磷酸钠 化学纯 等，所有药剂均配成相应 浓度的水溶液备用。 1 ．3 试验方法 矿石性质研究表明，该矿样为鲕状贫赤铁矿，鲕状 赤铁矿嵌布粒度细、不均匀，经常与菱铁矿、鲕绿泥石 等矿物共生或相互包裹；有用矿物和脉石矿物间的物 理化学性质差异也不十分明显，常规的重选、磁选、浮 选工艺或重磁浮联合工艺均无法获得良好的工艺指 标。结合国内外研究现状及生产实际，进行了磨矿一强 磁、磨矿一脱泥絮凝一反浮选、焙烧．磨矿．弱磁选3 个方 案的初步探索。 2 试验及结果 2 ．1 磨矿- 强磁选试验 将原矿分别磨矿至一0 ．0 7 4m m 粒级占7 5 ％和 8 5 ％，在s H P 湿式夹板强磁选机上进行强磁选试验， 磁场强度为1 ．4T ，结果见表5 。从表5 可以看出，随着 磨矿粒度变细，精矿产率从7 9 ．3 6 ％降到7 8 ．2 0 ％，精矿 品位从4 4 ．6 7 ％增高到4 5 ．5 5 ％，比原矿高3 个百分点， 而铁损失较大，可见强磁选效果不好。采用强磁粗粒 或细粒抛尾获得较高品位的粗精矿有一定的困难。 表5 磨矿一强磁选试验结果 2 ．2 磨矿一脱泥絮凝- 反浮选试验 将原矿细磨到一0 ．0 4 5m m 粒级占9 0 ％后，进行了 脱泥絮凝．阴离子反浮选试验，其试验流程如图l 所 示，试验结果见表6 。 位卧 矿 图1 磨矿- 脱泥絮凝- 反浮选试验流程 表6 磨矿- 脱泥絮凝- 反浮选试验结果 万方数据 4 2 矿冶工程第3 4 卷 试验数据表明，在图1 所示药剂制度下，通过反浮 选铁精矿品位仅4 5 ％左右，铁回收率7 2 ．4 8 ％，铁精矿 品位提高幅度较小。 2 ．3 焙烧磨矿- 弱磁选试验 2 ．3 ．1 焙烧温度及时间试验还原煤粉用量为8 ％， 焙烧矿磨矿至一0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％，磁选管磁场强 度为0 ．1 8T ，进行了焙烧温度和焙烧时间条件试验，结 果见表7 。从表7 可以看出控制焙烧温度为7 5 0 ℃ 时，焙烧时间5 0 ～6 0m i n ，可获得精矿产率6 2 ％左右、 铁精矿品位5 6 ％～5 7 ％、回收率7 9 ％左右的指标。 表7 焙烧温度和焙烧时间条件试验结果 2 ．3 ．2 还原剂配比试验焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间 6 0m i n ，焙烧矿磨矿至一o ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％，磁选管 磁场强度0 ．1 8T 的固定条件下，进行了还原剂煤粉配 比试验，结果见表8 。 表8 还原剂配比试验结果 由表8 可以看出，还原剂煤粉配比选择8 ％比较 合适。 2 ．3 ．3 磨矿粒度试验在焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间 6 0m i n ，还原剂煤粉配比8 ％的条件下，获得焙烧矿，焙 烧矿再经一粗一扫磁选 粗选采用湿式弱磁筒式磁选 机，磁场强度为0 ．1 8T ，扫选采用湿式中磁筒式磁选 机，磁场强度为o ．4T 选别，进行了焙烧矿磨矿粒度条 件试验，结果见表9 。 表9 磨矿粒度试验结果 从表9 可以看出，磨矿粒度选择一0 ．0 7 4m m 粒级 占6 0 ％比较合适，但是采用一粗一扫磁选工艺，回收 率有所提高，但品位下降较大。因此磁选工艺以一次 粗选为宜。 2 ．3 ．4 磁场强度试验在焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间 6 0m i n ，还原剂煤粉配比为8 ％的条件下获得焙烧矿， 焙烧矿磨矿至一o ．0 7 4m m 粒级占6 0 ％时，采用磁选管 进行磁场强度条件，结果见表1 0 。从表1 0 可以看出， 随着磁场强度增加，精矿品位随之降低，回收率升高。 磁选磁场强度选择0 ．1 8T 为宜。 表1 0 磁选管磁场强度试验结果 万方数据 第3 期 赵海涛湘西某鲡状赤铁矿选矿试验研究 4 3 2 ．3 ．5 综合试验在条件试验的基础上，进行了焙烧． 磨矿一弱磁选全流程试验，试验流程见图2 。经焙烧．磨 矿一弱磁选全流程试验，在焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间 6 0m i n ，还原剂煤配比8 ％，焙烧矿磨矿至一o ．0 7 4m m 粒级占6 0 ％，在磁场强度O 。1 8T 条件下磁选，可获得 铁精矿品位为5 6 ．6 9 ％、回收率为7 9 ．5 8 ％的选矿指标。 8 ”’ 回收率 ％ 煤8 ％，7 蜘℃，卯m i I l ， 烧 图2 焙烧一磨矿弱磁选全流程数质量流程 3 结论 对湘西某鲕状赤铁矿进行了选矿试验研究。强磁 选流程和脱泥一絮凝一浮选流程获得的铁精矿回收率分 别为8 3 ．8 3 ％和7 2 ．4 8 ％，但品位仅为4 5 ．5 5 ％和 4 5 ．0 1 ％，效果不理想。采用焙烧一磨矿．弱磁选流程，在 焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间6 0m i n ，还原剂煤配比为 8 ％，磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占6 0 ％，磁场强度 0 ．1 8T 条件下，可获得铁精矿品位为5 6 ．6 9 ％、回收率 为7 9 ．5 8 ％的选矿指标。 参考文献 [ 1 ] 张汉泉．鲡状赤铁矿特征和选冶技术进展[ J ] ．中国冶金，2 0 1 3 1 1 6 一1 0 ． [ 2 ]陈文辉，陈广，何晓太，等．高磷鲕状赤铁矿分级磁选一反浮选试 验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 5 4 6 4 9 ． [ 3 ]郭倩，孙体昌，李永利，等，原矿粒度对鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还 原焙烧同步脱磷的影响研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 1 6 0 _ 6 4 ． [ 4 ] 李永利，孙体昌，徐承焱．还原剂种类对高磷鲕状赤铁矿直接还原 提铁降磷的影响『J 1 ．矿冶工程，2 0 1 2 4 6 6 6 9 ． 上接第3 9 页 2 采用常规硫化浮选选别氧化铅，能获得铅品位 为5 0 ．4 3 ％、铅回收率为7 2 ．4 6 ％的指标。常规硫化浮 选能有效富集氧化铅，但对氧化锌的富集无明显效果。 3 对选铅尾矿进行高温还原一磁选能综合回收锌 和铁，在还原温度为10 5 0 ℃，还原时间为8 0m i n 的条 件下，还原矿经阶段磨矿．磁选，能得到铁品位为8 7 ％、 铁回收率在9 0 ％左右的铁精矿，锌在还原过程中的挥 发率在9 0 ％左右。 4 采用选冶结合新工艺能综合回收该氧化铅锌 矿中的铅、锌及铁，为开发此类资源提供了一条可行的 技术路线。 参考文献 [ 1 ] 谭欣，李长根．国内外氧化铅锌矿浮选研究进展 Ⅱ [ J ] ．国外 金属选矿，2 0 0 0 4 2 1 0 。 刘凤霞，陈建华，魏宗武．氧化铅锌浮选研究进展[ J ] ．矿产保护 与利用，2 0 0 8 1 4 8 5 5 ． 石道明，杨敏．氧化铅锌的浮选[ M ] ．昆明云南科技出版社， 1 9 9 6 ． 马忠臣，孟宪瑜，吕辉．矿泥对某氧化铅锌矿石浮选的影响及采 取的技术措施[ J ] ．有色矿冶，1 9 9 9 6 1 4 一1 7 ． 王淑秋，罗琳，张心平，等．难选氧化铅锌矿浮选工艺研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，1 9 9 8 3 1 7 2 0 ． 程建国．低品位微细粒氧化铅锌矿选冶工艺研究[ J ] ．矿冶工程， 2 0 1 3 5 1 0 6 1 1 0 ． 李来顺，刘三军，朱海玲，等．云南某氧化铅锌矿选矿试验研究 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 3 6 9 7 3 ． 徐采栋．锌冶金物理化学[ M ] ．上海上海科学技术出版社，1 9 7 9 ． 1{1J 1 J 1 J 1 J 2 3 4 5 6 7 8 心 ∞ H ∞ № 口 邸 万方数据