某高硫低品位赤铁矿的选矿工艺研究

魏宗武，陈 晔，陈建华

(广西大学资源与冶金学院，广西 南宁 530004)

随着经济的发展，我国需要的铁矿石量逐年增加，伴随着我国易选铁矿资源的日益减少,对当前一些难选赤铁矿资源的合理开发变得十分重要。通过运用合理的选矿工艺手段利用赤铁矿资源,对提高该类资源的整体利用水平具有重要的意义。目前，赤铁矿主要用强磁选、重力选矿、磁化焙烧-磁选联合、磁选-浮选联合等方法处理。本文针对云南某地鲕状赤铁矿含硫(重晶石型)高、品位低、粒度微细、嵌布关系复杂的特点，开展了一系列工艺流程和条件研究,通过对比不同方案,取得了良好的分选效果。

1 矿石性质

矿石的组成矿物种类较为简单，铁矿物为赤铁矿；脉石矿物主要是石英和重晶石，次为绢云母。矿石呈致密块状和多孔状，属低磷高硫的单一酸性赤铁矿。赤铁矿与脉石矿物的交生关系极为复杂，在集合体中常见众多微细的石英、绢云母等脉石矿物包裹。重晶石多呈细脉状、星散浸染状和胶状集合体沿赤铁矿粒间分布。石英、绢云母等其他脉石与赤铁矿的交生关系，既呈星散浸染状嵌布在赤铁矿中，亦呈团块状集合体出现，其中绢云母集合体中因铁质污染而呈粉红色。矿石中铁的赋存状态较为简单，除在多孔状矿石中偶见磁铁矿及假象赤铁矿零星分布外，其余均以赤铁矿的形式出现。欲使赤铁矿呈单体产出，需选择的磨矿细度为-0.074mm 95%以上。试样多元素分析结果见表1，矿物物相分析结果见表2。

由表1、表2可知，矿样铁品位为 32.15%，赤铁矿占全铁含量的93.84%,此外还有少量的菱铁矿、针铁矿、磁铁矿和褐铁矿；有害元素硫、磷含量分别为 0.91%和 0.07%。

表1 原矿多元素分析结果/%

表2 铁矿物物相分析/%

2 试验研究

由矿石性质可知，有价矿物主要为赤铁矿，脉石矿物为石英和硫酸钡，而选矿的主要目标是实现赤铁矿与石英和硫酸钡分离。强磁-精矿再磨-反浮选工艺，是实现这种分离的有效手段。目前被广泛采用的SLon立环脉动高梯度磁选机，能够有效地回收赤铁矿，可为浮选创造良好的选别条件。要使铁矿物达到相对充分的单体解离，必须将矿石磨得很细。因此，采用阶段磨矿、阶段选别工艺，能达到很好的分离效果。根据以上分析，确定采用图 1所示的原则流程。

图1 试验原则流程图

3 试验结果与分析

3.1 一段磨矿细度对铁品位及回收率的影响

由于原矿品位低、嵌布粒度细微，在一段磨矿试验过程中，不仅要考虑铁精矿品位及回收率，还要考虑硫元素对铁精矿的影响。试验采用SLon磁选机磁感应强度为1.0T(脉动冲程为20mm，冲次为120次/min)时，对原矿在不同磨矿细度条件下进行磁选试验，结果见表3。

表3 一段磨矿细度对铁品位及回收率的影响/%

表3结果表明，随着磨矿细度的增加，一段强磁选精矿品位逐渐增加，而回收率逐渐下降。这是因为在磨矿过程中，矿石不断泥化，细泥品位较高又较难回收。矿石磨得越细，铁随细泥流失也越大。为了兼顾铁回收率及精矿品位，选取一段磨矿细度-0.074 mm占65%。此时精矿回收率为74.32%，品位为 51.21%，铁精矿含硫0.60%。

3.2 反浮选试验对铁品位及回收率的影响

由于原矿品位低、含硫(重晶石)高、粒度细微且嵌布复杂，要想使矿物单体解离，需选择的磨矿细度为-0.074mm占95%以上，而矿石分选的必要条件是矿物单体解离。因此，反浮选试验磨矿细度确定为-0.074mm占95%；此外，由于脉石矿物为石英和硫酸钡，为了提高精矿品位以及降低精矿中硫含量，参考国内外相关选矿资料,结合以往试验经验,选用氢氧化钠为铁矿物抑制剂，活性氧化钙为硅矿物活化剂，广西大学自行研制的捕收剂QS对强磁精矿进行反浮选试验。

捕收剂用量对精矿品位及回收率的影响。在NaOH用量1000g/t、CaO用量500g/t的条件下,改变 QS用量，以考察捕收剂对铁精矿品位及回收率的影响。试验结果见表4。

表4结果表明，随着QS用量的增加，反浮选精矿品位逐渐提高，精矿中硫品位、产率和回收率都逐渐降低。综合考虑，选择QS用量为500g/t。此时，精矿品位为57.84%，作业回收率为80.77%。

活化剂CaO用量对精矿品位的影响。在NaOH用量为1000g/t、QS用量为500g/t的条件下,改变CaO用量，以考察活化剂对铁精矿品位及回收率的影响。试验结果见表5。

表5结果表明，当活化剂用量增加到700g/t后，反浮选精矿品位超过58%,而回收率下降不明显，精矿中硫品位达到0.11%。因此，选择活化剂用量为700g/t。

氢氧化钠用量对铁精矿品位的影响。在QS用量为500g/t、CaO用量为700g/t的条件下,改变氢氧化钠用量，以考察抑制剂对铁精矿品位及回收率的影响。试验结果见表6。

表4 捕收剂用量对铁粗矿品位及回收率的影响

表5 活化剂CaO用量对铁粗矿品位及回收率的影响

表6 氢氧化钠用量对铁粗矿品位及回收率的影响

表6结果表明，当氢氧化钠用量增加到1200g/t后，精矿品位为59.01%,回收率为78.43%，精矿中硫品位达到0.11%，此时达到最大值。因此，选择抑制用量为1200g/t。

3.3 全流程试验

在以上试验的基础上，进行了一段磨矿至-0.074 mm占65%强磁选抛尾,强磁选精矿再磨至-0.074 mm 95%，再经一粗一扫反浮选的全流程试验，可得品位为59.24%、作业回收率为79.56%、对原矿回收率为59.13%的铁精矿；反浮选试验药剂为NaOH 1200g/t、QS 500g/t、CaO 700g/t，试验铁精矿指标见表7。

表7 全流程试验铁精矿指标

4 结 语

(1)云南某地鲕状赤铁矿含硫(重晶石型)高、品位低、粒度微细、嵌布关系复杂，属低磷高硫赤铁矿石，矿石与脉石矿物的交生关系极为复杂，重晶石呈细脉状、星散浸染状和胶状集合体分布在赤铁矿粒间。欲使赤铁矿呈单体产出，需选择的磨矿细度为-0.074mm部分占95%以上。

(2)采用 SLon脉动高梯度磁选机感应强度为1.0T(脉动冲程为20mm，冲次为120次/min)时，对强磁选抛尾，可得到品位51.21%、回收率74.32%的粗铁精矿。

(3)将铁粗精矿磨矿至-0.074mm占95%后，采用氢氧化钠作抑制剂、氧化钙作活化剂和QS作捕收剂，通过反浮选可得品位为59.24%、回收率为59.13%、含硫为0.11%的铁精矿。

[1] 孙传尧,印万忠. 硅酸盐矿物浮选原理 [M ]. 北京:科学出版社,2001.

[2] 孙炳泉，等.采用高效捕收剂提高贫红矿选矿效益的实验研究[J].矿业快报,2001(增刊):358-361.

[3] 何德庆,牛福生.滦县司家营贫赤铁矿选矿试验研究[J].金属矿山,2009(2):49-52.

[4] 王兢,尚衍波,张覃.鲕状赤铁矿浮选试验初步研究[J].矿冶工程,2004(6):38-40.