某褐铁矿选矿工艺试验研究

摘要某地铁矿石中主要铁矿物为褐铁矿和赤铁矿，脉石矿物主要为高岭石等硅酸盐，磨矿过程中，极易泥化，导致可选性变差。采用选择性絮凝脱泥、磁选、浮选及重选等工艺对该矿石进行了分选试验。结果表明，对这种类型的褐铁矿，采用强化矿浆分散，强磁选分离工艺是最合适的。在塬矿铁品位为37.34%的情况下，可获得铁精矿品位54.12%、回收率62.16%的良好技术指标。关键词褐铁矿强化分散磁选浮选

ExperiIIlental R00arch蚰ene6ci鲥仰Proc嘟for a LiIIlollite O肿 Lu Dongfang Zh觚g Ying Zhou Yulin Wang Yuhua (&，吐r以5D以^C，九讹巧衙) ， Abstract An iron ore contain8 limonite觚d hematite讹ch aI℃its main iron rninerals aIld silicates such a8 kaolinite which a弛its main g狮gue minemls.The o陀is very apt to produce sliIne in the鲥nding process，leading to a deteriomted bene6ciability.Tests a陀Imde∞tIIe o陀by adopting processes including desliming by selective nocculation，magnetic sepa珀缸on，notation肌d则it)r 8epa瑚tion.The test re8llIt8 Bhow tllat tlle sep盯ation process consisting of eIlll粕ced Plllp disper. sion肌d hi曲imens时ma印etic sep锄tion is the啪st叭itable one，which c粕obtain粕iD叫concen仃ate gmding about 54. 12%砒a糟covery of62.16%fr岫蚰iron啪硒龃y吨arolllld 37.34%i∞n，rather即d脱tall岍cal pe而m妯嘲. Keywo“k “monite，Enkmced dispersi∞，M啦印etic∞pamtion，notati

佣自然界中褐铁矿绝大部分以2Fe：O，.3H：O形态存在，呈非晶质、隐晶质或胶状体，外表颜色呈黄褐色、暗褐至褐黑色，弱至中磁性¨引。褐铁矿的富矿很少，含铁量低于磁铁矿和赤铁矿，并且多数含有大量矿泥，不经过选矿不能直接用于冶炼，属于难选矿石"圳。但是，随着市场对钢铁需求量增加和价格上涨，对褐铁矿进行选别研究显得日益重要。目前褐铁矿选矿工艺主要有：①单一重选工艺，因褐铁矿矿物密度变化大，导致铁回收率低，资源浪费严重口】。②单一湿式强磁选工艺，对细粒级矿泥选别效果较差。③单一浮选工艺，包括正浮选和反浮选№J，重点需解决的问题是细粒级矿泥的影响。④ 选择性絮凝浮选，借助淀粉、腐殖酸盐等对褐铁矿选择性絮凝，再通过脱泥或反浮选除硅酸盐矿物。随着褐铁矿选矿工艺研究的发展，出现了众多类型的联合流程，包括强磁选一正浮选一强磁选流程¨J，强磁选一胺反浮选流程旧引，还塬焙烧一磁选一浸出流程L1训等。针对某地褐铁矿矿石特性，采用强化分散一强磁选工艺获得了品位为54.12%、回收率为 62.16%的铁精矿。 1矿石性质矿样工艺矿物学分析表明，塬矿中含铁矿物主要为褐铁矿和赤铁矿;脉石矿物主要为高岭石、伊利云母，以及少量的方解石和钙镁矿物。该矿石多元素化学分析和铁物相分析结果分别见表l和表2。表1塬矿多元素化学分析结果 %元素TFe Si02 A1203 Ca0 Mgo P205 S 烧失量含量36.26 18.23 17.58 5.89 3.61 0.036 O.14 17.44 2选别方案试验 2.1重选流程试验塬矿中硅酸盐类矿物和含铁矿物密度、硬度差卢东方(1982一)，男，中南大学资源加工与生物工程学院，硕士研究生，410083湖南省长沙市岳麓山。 ·43· 万方数据总第385期 金 属 矿 山 2008年第7期异较大，应具备较好的重力分选条件，因此进行了重选试验。将塬矿磨至75%一0.074 mm，采用刻槽摇床进行分选，调节好冲程、冲次、床面倾角、水量和给矿量等条件，得到的试验结果见表3。表3摇床试验结果 %从表3可见，重选工艺得到的铁精矿品位和回收率都较低，表明矿石经重选难以达到较好的分选指标。其塬因是塬矿经磨矿后，铁矿物的粒度两极分化严重，部分细粒铁矿物损失在尾矿中。 2.2单一浮选试验塬矿中的含硅矿物主要是难浮的高岭石和伊利云母，易泥化而对后续浮选影响较大，因此需经预先筛分脱除。本次试验拟订了预先筛分一磨矿一阳离子反浮选和预先筛分一磨矿一阴离子正浮选工艺。试验结果表明，预先筛分一磨矿一阴离子正浮选工艺得到了较高品位的铁精矿。试验结果见表4，流程见图1和图2。表4单一浮选试验结果 %塬矿 _====;;一筛分 ·44· + 磨矿75%-0.074Ⅻ 碳酸钠3000矾水玻璃400计六偏磷酸钠100矾羟Hj酸踟0一l 右油碳酸钠1 50f)∥t 油酸400+200+100+100+100+100+100矾正浮选尾矿 精矿 g，t 100计图l 阴离子正浮选试验流程及条件塬矿筛分 + 磨矿75%-0.074 mm 十二胺25('出反ff选厂而] 尾矿 精矿图2阳离子反浮选试验流程及条件从表4可知，两种流程中阴、阳离子捕收剂的的消耗量都很大，充分说明矿石容易泥化。经预先筛分脱泥后，仍有部分矿泥进入浮选作业，增加了药剂的消耗。比较而言，预先筛分一磨矿一阴离子正浮选试验达到了比较理想的指标，但其流程复杂，药剂消耗量过大，铁回收率较低，细粒铁矿石经预先筛分随矿泥损失较严重。而阳离子药剂十二胺的捕收能力和分选性均较差，不能有效分离硅酸盐矿物，可能是受到了矿泥的影响。总而言之，试验结果表明，单一浮选方案难以得到理想综合指标。

2.3选择性絮凝试验为了减少硅酸盐矿泥对后续试验的影响，同时考查絮凝脱泥工艺的可行性，进行了选择性絮凝试验。通过初步确定的磨矿细度和碳酸钠用量，逐个改变水玻璃、PD用量，最终确定了脱泥试验的最佳条件。最佳试验结果见表5，最佳工艺条件见流程图3。表5选择性絮凝试验结果 %塬矿 -_●Ej;=‘一 O磨矿75%一0.074 mm 2min木碳酸钠3000酣 2min}水玻璃2000加 2min木絮凝剂PIJ 2()()计脱泥 P丽1 矿泥 浮选图3选择性絮凝试验流程及条件磨矿细度为75%一0.074 mm，在磨矿过程中添加3 000 g/t碳酸钠和2 000 g/t水玻璃时，矿浆可以良好分散。据已有研究文献报道¨1|，褐铁矿的零电点基本在6左右，而硅酸盐矿物的零电点则在2— 4，当pH值在4—6之间时，褐铁矿和脉石矿物之间将产生异象凝聚现象。当3 000 g/t的碳酸钠加人万方数据卢东方等：某褐铁矿选矿工艺试验研究 2008年第7期后，可以调整矿浆的pH值到8.5～10之间，导致不同矿物表面均带负电，从而使其良好分散。PD是一种阴离子型淀粉，在矿浆中会优先吸附在表面负电性相对更低的铁矿物表面形成选择性絮团，从而达到分离铁矿物的目的。但从表5可看出，采用选择性絮凝仍难以显着提高精矿铁的品位，仅提高约3 个百分点。 2.4选择性絮凝一强磁选流程试验在磨矿细度75%一0.074 mm、碳酸钠3 000 ∥t、水玻璃2 000 g/t、PD絮凝剂200 g/t的条件下，拟定了选择性絮凝一强磁选粗选一强磁选精选和选择性絮凝一强磁选一反浮选试验方案，试验结果见表6，试验流程见图4、图5和图6。表6选择性絮凝一强磁选一强磁选(反浮选)试验结果% J泉矿。。’2晤矿，s%-o.町。。。 2min)|c碳酸钠3(m加 2min牛絮凝剂PD 2加酏脱泥 I广丽同 沉降15 min 矿泥 堡丝丝 舴1.5T 。尾矿 塑蹩鎏 H=0 9T 中矿 粗精矿图4选择性絮凝一强磁选试验流程及条件从表4可见，单一强磁选工艺明显好于强磁选一浮选联合工艺，塬矿经絮凝脱泥后经过一次强磁选粗选(1.5 T)一次强磁选精选(0.9 T)，可得到品位53.43%，回收率66.99%的铁精矿。强磁选的富集效率和回收率远远好于浮选，说明铁矿石中有用矿物和脉石矿物存在较大的磁性差异，强磁选是分离两者的有效方法。选择性絮凝一强磁选一反浮选O磨矿75%加.074mm 2min术碳酸钠3000咖 2min}水玻璃2讲)()计 2mjn木絮凝剂PD 100酣厂_、 O磨矿75%-0.074mm 2min牛碳瞻钠3000矾 2min十水玻璃2000酣 2min木絮凝剂PD 2009^ 123l 650矾厂1反惮选中矿2 粗精矿图6选择性絮凝一强磁选一反浮选试验流程及条件 2.5强化分散一强磁选流程试验上述试验结果表明，单一磁选方案具有较大的优势。为了进一步考察脱泥因素对单一强磁选的影响，进行了不脱泥，强化分散和强磁选流程试验。试验结果证明，通过强化矿浆分散、不脱泥，强磁选仍能得到理想的指标。为此，对强化矿浆分散一强磁选方案进行了进一步优化，试验结果见表7，试验流程分别见图7和图8。通过优化试验，确定最佳的磨矿细度为85%一O.074 mm，磁选给料浓度为20%，流程结构为一次粗选、一次扫选、两次精选。试验获得了精矿品位 (下转第57页) ·45· 硅 鹊万方数据刘俊等：低品位磷矿的生物浸出研究 2008年第7期可获得较好效果;A￡.

厂菌采用紫外线诱导的效果不明显。使用微波诱导10 s育种对两种硫杆菌都具有较好效果。 (3)添加表面活性剂可以进一步提高浸矿效果，对觚￡菌，添加吐温60，用量10 g/m3效果最佳;对At.，菌而言，添加表面活性剂效果不明显。参考文献 [1] 张永奎，王安.陈茂春，等.细菌分解磷矿石研究性探索[J].矿产综合利用，2000(6)：32_35. [2]《选矿设计手册》编委会，选矿设计手册[M].北京：冶金工业 (上接第45页) 54.12%、铁回收率62.16%的良好指标。综合以上试验结果，对于试验处理的褐铁矿，最佳工艺为强化分散一强磁选工艺。表7强化分散一强磁选试验结果 %图8方案精矿中矿1 中矿2 中矿3 尾矿 43.34 9.95 3.98 3.41 39.32 ”.12 39.25 43.97 38.85 18.58 62.16 lO.34 4.“ 3.5l 19.36 厦芝 !塑：螋 ≥：：：兰 !塑：塑塬矿 2 2 强磁选 5%_o.074” 3000曲 2000砂中矿 粗精矿图7强化分散一强磁选流程试验塬矿 2 2 .074mm 出 g/t 强磁选粗选 广—菰意_ 强磁精选1 强磁选扫选 广露菥]厂|筇f!可 脶=1.oT I H2=1.25T 强磁精选2 I I I 。广—瓦i百彳.] 中矿l 中矿3 尾矿 I I 粗精矿 中矿2 图8强化分散一强磁选优化全流程试验 3结论 (1)该铁矿石有用矿物为褐铁矿和赤铁矿，脉出版社2005.张在海，王淀佐，等.氧化亚铁硫杆菌遗传选育方法探讨[J].湿法冶金，1999.70(4)：28_31.陈伟，龚文琪，等.氧化亚铁硫杆菌的分离培养及其浸磷效果[J].过程工程学报，200r7.龚文琪，边勋，等.氧化硫硫杆菌的培养特性及低品位磷矿浸出[J].武汉理工大学学报，2007，29(5)：53-57. R刊酶DE.蜥幽alld adaI灿蛳0f岫一and池一∞ i血Ilg硫咧s∞u捌htIle r∞overy 0f rnetal8如面删8一山eir∞Ⅻ：l血蛔[J].ⅦcI玎b湖ceu Fkt商∞，∞晒，4(13)：l·15. Cc哪粼唧n M，何清东.细菌在矿物工程中的应用[J].国外金属矿选矿，1991(5)：1.10. (收稿日期 2008舾—25) 石矿物为高岭石等硅酸盐类矿物，属于难选矿石。矿石中有用矿物和脉石矿物间存在较大磁性差异，通过强磁选方法可以得到较理想的分选指标。 (2)塬矿磨矿细度为85%一0.074 mm时，采用碳酸钠和水玻璃分散矿浆，采用一次粗选(日= 1.25 T)、一次扫选(日=1.25 T)、两次精选(日= 1.O T)的强磁选工艺流程，最终可获得铁品位 54.12%、回收率62.16%的铁精矿，分选指标良好。 (3)塬矿磨矿过程中，添加碳酸钠和水玻璃分散剂强化矿浆分散，是提高强磁选分离效率的关键技术。参考文献 [1]刘卫强，张宗华.云南某褐铁矿的选矿工艺研究[J].云南冶金，2006(3)：18-20. [2]郑志良浅谈选别褐铁矿[J].江西冶金，1998，18(6)：32.35. [3] 李永聪，孙福印.新疆某褐铁矿工艺研究[J].金属矿山.2002 (6)：29-31. [4]孙炳泉.近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展[J].金属矿山，2006(3)：ll-13. [5]王根元.矿物学[M].北京：中国地质大学出版社，1991. [6] 王毓华，陈兴华，黄传兵，等.褐铁矿反浮选脱硅新工艺试验研究[J].金属矿山，2005(7)：37-39 [7]余步登.铁坑褐铁矿选矿工艺流程的改进及效果[J].江西冶金，1990，10(6)：12—15. [8]谢富良.铁坑铁矿分选难选褐铁矿取得新的突破[J].冶金矿山与冶金设备。1996(2)：17.18. [9]徐建本.祁东铁矿选矿工艺研究[J].矿冶工程，1989，9(2)： 25—28. [10]谢富良.铁坑铁矿选矿新工艺研究[J].冶金矿山与建设， 1996，28(5)：19—25. [11]王毓华，任建伟.阴阳离子捕收剂反浮选褐铁矿试验研究 [J].矿产保护与利用，2004(4)：33-35.