提高铁回收率的实验研究

孙丽梅

(上海电力学院环境工程系，上海 200090)

某选矿厂八系列是典型的连续磨矿-弱磁-反浮选工艺流程处理磁铁矿石的生产系列，但由于其矿石性质比较复杂，并存在磁铁矿与氧化矿的混矿现象，使该系列自投产以来铁的回收率一直比较低。在如今资源日趋紧张的情况下，充分利用资源，提高铁的回收率，就显得尤其重要。为此，针对选矿厂具体生产指标状况，开展了提高铁回收率的试验研究。

该系列经过多年的生产运行，磨矿工艺和弱磁选工艺流程及其设备配置比较合理，所以，该试验研究矿样选为弱磁选精矿和弱磁选尾矿，其重点试验内容为弱磁选尾矿的分选。研究目的是通过试验研究，查明其铁回收率低的原因，并寻找提高磁矿系列铁回收率的措施和途径。

1 实验矿样

1.1 取样

实验矿样取自选矿厂八系列，矿样为弱磁精选精矿和弱磁粗选尾矿。连续取样一个星期，每天取样6次。同时，对系列处理原矿也进行取样考查，并进行分析化验。所取实验矿样的平均指标为：原矿铁品位TFe 32.47%、TFeO 11.13%，原矿平均氧化度2.92%；弱磁精矿铁品位TFe 61.20%、理论产率37.41%、铁回收率70.51%；弱磁粗选尾矿铁品位15.30%、理论产率62.59%、铁损失率29.49%。实验所取矿样从取样时间、取样点、所取矿样重量及指标，都具有一定代表性。

1.2 矿样性质分析

1.2.1 矿样的物质组成及其分析

试验矿样的多元素分析及物相分析结果，分别见表1和表2。

表1 试验矿样的多元素分析结果 %

表2 试验矿样的铁物相分析结果

分析结果表明，原矿经弱磁选别后，磁铁矿的回收率较高，说明现场磁选流程对磁铁矿的选别效果很好。但氧化矿的回收率很低，大部分损失在尾矿中。从而说明，要提高磁矿系列的回收率，主要是回收损失在尾矿中的氧化矿。

1.2.2 矿样的单体解离度及粒度分析

试验矿样的单体解离度分析结果见表3，粒度分析结果见表4。

表3 试验矿样中铁矿物单体解离度测定结果

表4 试验矿样的粒度分析结果

试验矿样的组成和单体解离分析结果说明， 弱磁尾矿中铁矿物的单体解离度低，从弱磁尾矿中回收铁矿物，无论采取什么方法，要得到较高铁品位的铁精矿，其铁的回收率都不会太高。

粒度分析结果表明，弱磁尾矿中细粒级矿物含量高，其中铁的占有率也高。所以，要从弱磁尾矿中回收铁矿物，首先要考虑微细粒级铁矿物的有效回收。

2 选别试验及其结果

2.1 试验工艺流程

根据矿石性质，本研究采用的试验方案为：对选矿厂弱磁选的弱磁尾矿，进行直接反浮-正浮选试验研究，探讨提高系列回收率的途径；并对选厂弱磁选的弱磁精矿进行现场的一粗二精反浮选工艺试验。

弱磁尾矿的浮选工艺流程为反浮-正浮选工艺流程。反浮选为一道作业，采用Na2CO3-水玻璃-石蜡皂药剂组合；正浮选为一次粗选两次精选，采用明矾-氟硅酸钠-石蜡皂药剂组合。试验流程及设备见图1。

2.2 试验结果及分析

2.2.1 弱磁精矿反浮选试验结果

在原矿品位为32.71%及弱磁精矿品位为61.83%、产率37.41%的情况下，弱磁精矿经过一粗两精反浮选后，可获得反浮精矿品位为64.48%、产率为34.66%的分选结果。

2.2.2 弱磁尾矿正浮粗选条件试验

试验用水为清水，根据以往的研究，并经探索试验，确定粗选的明矾用量为5kg/t，氟硅酸钠用量为1.77kg/t。在此条件下，进行捕收剂不同用量的条件试验。试验结果见图2、图3和图4。由试验结果确定，捕收剂用量为0.80kg/t。

2.2.3 弱磁尾矿正浮精选条件试验

通过探索试验，正浮精选试验的药剂用量确定为：一精抑制剂为1.0kg/t、捕收剂为0.1kg/t。用清水进行试验，其结果为：铁精矿作业产率10.94%、铁品位50.60%、作业回收率36.50%的选别指标。

2.2.4 弱磁尾矿反浮-正浮回水试验

在清水试验的基础上，考虑到该试验方案的现场可行性，用现场回水进行了开路试验。试验表明，回水试验的药剂用量与清水比较有一定变化。具体的药剂用量见表5。开路试验结果为：正浮精矿品位53.10%、作业产率11.04%、作业回收率38.71%的选别指标。选别结果较清水要好。

图1 试验工艺流程图

图2 捕收剂用量对正浮粗选产品产率的影响

图3 捕收剂用量对正浮粗选产品品位的影响

图4 捕收剂用量对正浮粗选产品回收率的影响

表5 反浮-正浮选回水试验药剂用量(kg/t)

2.2.5 弱磁尾矿反浮-正浮回水闭路试验

回水闭路试验的药剂用量，在条件试验的基础上略有调整。弱磁尾矿经反浮-正浮选工艺流程闭路试验后，可获得：正浮铁精矿品位55.60%、作业产率11.20%、作业回收率40.73%的选别结果，试验结果达到预期指标。

弱磁精矿经反浮选、弱磁尾矿经反浮-正浮选工艺试验后，可获最终综合铁精矿，其产率41.69%、铁品位62.96%、铁的回收率80.13%、杂质氟0.53%的选别指标。比现选厂的实际回收率指标提高10个百分点以上。

3 产品结果分析

对弱磁尾矿反浮-正浮选工艺试验的正浮铁精矿产品和尾矿产品，进行了物相分析和粒度组成分析，结果表明：①正浮铁精矿中，主要矿物为赤铁矿，其占有率为91.90%；脉石矿物主要为角闪石和钠辉石，占脉石矿物的48.95%。弱磁尾矿经反浮-正浮选后，非磁性铁矿物铁的回收率为45.04%，含铁硅酸盐矿物铁的抛出率为88.37%，说明该工艺及其药剂组合的选择，对回收弱磁尾矿中铁是非常有效的。②根据单体解离度的测定结果来看，从弱磁尾矿中回收铁矿物，要得到较高品位的铁精矿，就要损失很大的收率，否则，铁精矿品位就不会太高。③弱磁尾矿经反浮-正浮后，反浮选抛出的-20μm的量为69.02%，该粒级铁的损失率为50.84%。回收细粒级铁矿物仍是提高铁矿物回收率的重要研究内容。

4 结语

由试验结果可知，弱磁尾矿直接反浮-正浮选工艺流程，无论从回收细粒级铁矿物来说，还是从回收非磁性铁矿物来说，都优于已进行的弱磁尾矿经强磁选后再反浮-正浮选工艺流程的结果。在不改动现选矿厂磁矿系列生产工艺的情况下，通过增加浮选作业，即可实现提高铁回收率的目标，工艺流程相对简单。该研究结果，为选矿厂今后提高磁矿系列回收率，提供了一个重要的参考方案。