鞍山某磁选铁精矿阳离子反浮选试验

李 洋 王娇皎 陈广振

(1.辽宁科技大学矿业工程学院;2.鞍钢集团矿业公司)

鞍山某铁矿选矿厂采用弱磁选—强磁选—阴离子反浮选流程，可获得铁品位为66.80%、回收率为84.28%的铁精矿。生产实践表明，该选矿厂的阴离子反浮选工艺存在以下问题:①浮选矿浆需蒸汽加温到30℃左右;②反浮选药剂制度较复杂，既需要铁矿物抑制剂淀粉、石英等脉石矿物捕收剂LKY，还需要矿浆pH调整剂NaOH、石英等脉石矿物活化剂CaO;③较强的碱性环境对浮选及其后续作业设备有腐蚀作用。因此，研制该磁选铁精矿的新型、高效反浮选药剂对改善分选工艺、提高经济技术指标具有重要意义。

本试验采用自制的DEK为阳离子捕收剂，在常温并省去pH调整剂和石英等脉石矿物活化剂的情况下进行了阳离子反浮选研究。

1 试样性质

试验矿样取自鞍山某铁矿选矿厂浮选作业给矿，即弱磁选、强磁选混合精矿，试样主要化学成分分析结果见表1，粒度筛析及单体解离度测定结果见表2。

表1 试样主要化学成分分析结果 %

表2 试样粒度筛析及铁矿物单体解离度测定结果

从表1可以看出，该磁选铁精矿中S、P含量较低，主要成分为铁和SiO2，有效浮出SiO2可显著提高精矿铁品位。

从表2可以看出，矿样中 －74 μm含量为86.98%，铁矿物单体解离度在95%以上;+74 μm粒级含量仅占13.02%，铁矿物单体解离度仍在85%左右。因此，合适的反浮选工艺技术条件可以获得较高质量的铁精矿。

2 试验设备和药剂

试验采用XFDⅢ型单槽浮选机，容积为0.5 L，转速为1 800 r/min，浮选质量浓度约为30%(用自来水调节，pH=7左右)，浮选温度为自来水温，矿浆调整剂六偏磷酸钠、铁矿物抑制剂苛性淀粉、捕收剂DEK分别配制成质量浓度为1%、2%和1%的溶液。

3 试验结果与讨论

3.1 反浮粗选药剂用量试验

3.1.1 六偏磷酸钠用量试验

六偏磷酸钠作为调整剂常用于各种氧化矿的浮选，它与许多金属矿物和非金属矿物表面都存在着强烈的作用，可以多种形式吸附在矿物表面。六偏磷酸钠电离出的Na4P6O2－18离子活性强，与矿浆中的Ca2+、Fe3+、Mg2+等反应可生成亲水而稳定的络合物，对晶格表面有这些金属阳离子的矿物产生抑制作用。

大量的研究与实践表明，虽然六偏磷酸钠对石英、赤铁矿及磁铁矿都存在一定的抑制作用，但这种抑制作用是有选择性的:对磁铁矿的抑制作用最强，对石英的抑制作用不显著，对赤铁矿的抑制作用变化较大。因此，六偏磷酸钠用量试验就是为了寻找石英与赤铁矿可浮性差异最大时六偏磷酸钠的用量，实现试样的高效脱硅。试验固定苛性淀粉用量为400 g/t，DEK 用量为150 g/t，试验流程见图1，试验结果见图2。

图1 条件试验流程

从图2可以看出，当六偏磷酸钠用量为50～150 g/t时，随着六偏磷酸钠用量的增加，粗精矿铁品位逐渐上升，铁回收率逐渐下降，六偏磷酸钠有选择地抑制了铁矿物;当六偏磷酸钠用量大于150 g/t以后，由于矿浆中六偏磷酸钠浓度偏大，抑制剂的选择性开始下降，各种矿物受抑制程度均加强，因而粗精矿铁品位开始下降，铁回收率逐渐上升。综合考虑，确定六偏磷酸钠粗选用量为150 g/t。

图2 六偏磷酸钠用量试验结果

3.1.2 苛性淀粉用量试验

赤铁矿与石英的天然可浮性差异不十分显著，浮选过程中容易产生相互混杂，分选效果往往不理想。而苛性淀粉是铁矿反浮选常用的有机抑制剂，其在铁矿分选中的作用机理与六偏磷酸钠基本相同，即选择性地吸附在目的矿物表面，使其表面亲水，达到抑制矿物上浮的目的。试验固定六偏磷酸钠用量为150 g/t，DEK用量为150 g/t，试验结果见图3。

图3 苛性淀粉用量试验结果

从图3可以看出，当苛性淀粉用量为200～500 g/t时，随着淀粉用量的增加，粗精矿铁品位逐渐上升，铁回收率逐渐下降;当淀粉用量大于500 g/t时，粗精矿铁品位开始降低，铁回收率逐渐上升。综合考虑，确定苛性淀粉粗选用量为500 g/t。

3.1.3 DEK用量试验

DEK为自制的阳离子反浮选捕收剂，与目前普遍采用的阳离子反浮选捕收剂十二胺相比，具有选择性好、耐低温、泡沫均匀稳定且易消泡等特点，此外，该捕收剂对浮选给矿适应能力也很强，在给矿含硅量较高或矿泥较多时仍然有很好的浮选效果。试验固定六偏磷酸钠用量为150 g/t，苛性淀粉用量为500 g/t，试验结果见图4。

从图4可以看出，随着DEK用量的增加，粗精矿铁品位逐渐上升，铁回收率逐渐下降。综合考虑，确定DEK粗选用量为200 g/t。

图4 DEK用量试验结果

3.2 精扫选次数试验

精扫选次数试验流程见图5，试验结果见表3、表4。

图5 精扫选次数试验流程

表3 精选次数试验结果 %

表4 扫选次数试验结果 %

从表3可以看出，随着粗、精选的进行，精矿铁品位提高的幅度显著下降，至第2次精选时，仅能提高精矿铁品位1个百分点。因此，将精选次数确定为2次，对应的精矿铁品位为66.08%。

从表4可以看出，随着扫选次数的增加，扫选尾矿铁品位先显著下降后降速趋缓。因此，确定扫选次数为3次，对应的尾矿铁品位为14.02%。

3.3 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图6，试验结果见表5。

图6 闭路试验流程

表5 闭路试验结果 %

从表5可以看出，采用图6所示的闭路流程处理该样，可获得铁品位为66.02%、回收率为90.16%的铁精矿。该试验指标与现场生产指标相比，在精矿铁品位下降0.78个百分点的情况下，回收率提高了5.88个百分点。

4 结论

(1)用阳离子反浮选捕收剂DEK与六偏磷酸钠和苛性淀粉组成反浮选药剂体系处理鞍山某磁选铁精矿，与原阴离子反浮选体系相比，省去了脉石活化、氢氧化钠调浆、蒸汽加温(矿浆温度30℃左右)等环节。

(2)采用1粗2精3扫流程处理该试样，可以获得铁品位为66.02%、回收率为90.16%的铁精矿，与生产指标相比，在精矿铁品位下降0.78个百分点的情况下，回收率提高了5.88个百分点，试验指标良好，可作为工艺技术改造的依据。

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