四川某地难选赤铁矿选矿研究

汤小军，任鹏鲲

（四川晶大矿业有限公司， 四川成都 610051）

1 概述

1.1 铁矿石资源

目前我国已探明的铁资源的平均品位约为30%，矿石平均品位较低，其中含有大量的硅酸盐和碳酸盐类矿物，这些脉石需要经过一定工艺的处理才能够达到冶炼要求，易于处理的铁矿石资源已开发殆尽，剩余的大量铁资源选矿难度较高，其中复杂难选赤铁矿所占的比例很大。图1所示为我国铁资源分布，铁资源具有：“分布较广、相对集中”的特点。

1.2 赤铁矿资源

图1 中国铁矿资源分布Fig.1 The resources distribution of China iron ore

“嵌布粒度细、结构复杂”是鲕状构造的赤铁矿的重要特征之一，因此被世界选矿界公认为难选矿物。我国现行处理赤铁矿的方法主要有三种：①洗矿、筛分。该法用来处理胶结质是由脉石构成的结构比较疏松的矿石，可以得到颗粒较粗的铁精矿。②差强磨矿。该法是根据矿石和胶结质的组成继而通过不同强度的磨矿使矿物单体解离，然后再进行浮选。当有用矿物为鲕粒，脉石矿物作为胶结物时，应当以鲕粒的粒度来确定磨矿粒度；当赤铁矿和脉石组成的同心环带状鲕粒时，若核心大部分为有用矿物组成，另一部分为脉石矿物作为胶结物形成同心层状时，可选择较粗的磨矿细度，(相当于鲕粒的粒度)这样就可以得到粗精矿和最终尾矿，如果想要进一步提高粗精矿的质量，常就需要磨增加磨矿强度，使得鲕粒环带尺寸的颗粒完全解离后，再进行选别作业，这种矿石的品位较高，但回收率很低。③重-浮联合法。先用重选法来回收一部分粒度较大且已完全解离的粗粒矿石，重选尾矿再用浮选法来回收其中的赤铁矿。

2 矿石的基本性质

2.1 矿石化学成分

代表性的矿石样品采自四川某地铁矿矿山，原矿化学多元素分析见表1，由表1并结合物相分析结果可知，该赤铁矿中的主要化学元素为Fe2O3、Al2O3、SiO2和CaO，TFe含量为40.16%。

表1 原矿化学多元素分析Tab.1 The multi-element analysis result of raw ore（wt%）

2.2 矿石矿物组成

岩矿鉴定结果表明，矿石有价组分为赤铁矿，矿石中赤铁矿主要有三种嵌布特征：①隐晶质赤铁矿。隐晶质赤铁矿构成是鲕粒的主要组成成分，同心层状厚度约为0.006mm～0.012mm，层纹常充填有长石和石英等脉石；②隐晶质赤铁矿作为胶结物将石英、长石等碎屑包裹在一起；③矿石由紧密胶结的石英、长石和无结晶的硅铝混合物构成。

3 赤铁矿浮选条件试验

由原矿性质可知，矿石中含有大量容易泥化的矿物，直接浮选会影响浮选指标，重选可以脱除大量泥质并且预先回收一部分有用矿物，重选尾矿中残余的赤铁矿可用浮选来回收。下文通过一系列条件试验对矿石可选性进行了系统研究，得到了品位较高的铁精矿。

3.1 NaCO3用量试验

固定矿浆浓度35%，捕收剂600g/t，考察NaCO3用量对浮选指标的影响。

图2 抑制剂用量对赤铁矿浮选指标影响Fig2 The effect of amount of inhibitor on flotation index of hematite

试验结果见图2，由图2可知当Na2CO3用量的增加，精矿铁品位也会随之增加，30.98%提升至40.62%，但回收率却呈现反比例下降的趋势，当Na2CO3用量超过200g/t后，品位升高趋势变缓而回收率明显降低，当Na2CO3用量为200g/t时，综合技术指标较好。

铁精矿品位随矿浆pH升高的现象可解释为：随着NaCO3的加入，矿浆的pH亦随之升高，赤铁矿表面负电性随着pH的升高而增加，矿浆体系更加稳定。细颗粒之间的异相凝聚的趋势减弱，矿物在矿浆中的分布更加稳定更有利于药剂与矿物的定向结合，从而改善了浮选指标。赤铁矿工业实践也证明，当矿石含泥量高时，加入NaCO3或生石灰来提高矿浆的pH可以有效改善选矿指标。

3.2 混合捕收剂用量试验

在抑制剂用量试验的基础上，对混合捕收剂用量进行试验探索。试验流程参照图2，试验结果见图3。由图3可知，以妥尔油和氧化石蜡皂混合物作捕收剂时，随着妥尔油和氧化石蜡皂用量增加，泡沫产物的品位缓慢下降，回收率呈现先升高后下降的趋势，当捕收剂用量为450 g/t时，浮选相较于其它试验点指标更好（品位53.53%，回收率40.62%）。故在前置试验条件的基础上，适宜的捕收剂用量为450g/t。

图3 捕收剂用量对赤铁矿浮选指标影响Fig.3 The effect of collectors on flotation index of hematite

4 赤铁矿浮选开路及闭路试验

通过上述条件试验得到适合于处理该类赤铁矿石的药剂制度，在此基础上进行开路试验，开路试验流程及药剂制度见表4，试验结果见表2。

图4 浮选开路流程图Fig.4 The flowsheet of open circle flotation

以“一次粗选、一次扫选、三次精选、中矿顺序返回”的流程进行闭路浮选试验，试验结果及数质量流程图见图5，由于受矿泥的影响，闭路浮选过程恶化，精矿品位和回收率均有所下降，分别为50.34%和31.55%，但精矿产率相较于闭路提升明显。所以，本文试验所涉及的药剂制度更适合于利用开路浮选工艺来选别回收鲕状赤铁矿，闭路试验结果明显小于预期，在很大程度上是与原矿含泥及易泥化组分过多有关，矿泥在闭路试验中在浮选系统中随着矿浆循环，恶化了浮选环境，同时大量消耗浮选药剂被矿泥消耗，有价组分得不到充分回收。

表2 开路试验结果Tab.2 The results of Opening circle

图5 石墨闭路试验数质量流程Fig.5 The closed-circuit test quality process of graphite flotation

5 结论

（1）微晶质结构和隐晶质结构是该类赤铁矿石的主要结构。

（2）原矿硬度低，易泥化，脱泥后浮选回收率较低，化验后发现矿泥中铁含量较高，大量的赤铁矿在脱泥时进入了矿泥。

（3）品位为40.16%的原矿经过重选-浮选联合流程处理后，分别可以得到品位55.34%、回收率31.93%的浮选精矿和品位为53.74%、回收率为46.95%的重选精矿，产品指标优良、药剂制度简单具有一定的经济价值。

（4）闭路试验结果劣于开路试验结果，与该矿石含泥量大有关，大量矿泥恶化了浮选环境。