安徽霍邱刘寺铁矿反浮选试验工艺研究

彭海辉，陈泰年

（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽六安 237010）

0 引言

安徽霍邱刘寺铁矿属于中大型铁矿，Ⅰ号矿体矿样（以下称Ⅰ号矿样）主要为磁铁矿，Ⅱ号矿体矿样（以下称Ⅱ号矿样）为磁铁矿和镜铁矿混合矿。考虑到现实情况中对该铁矿的采选[1]，将Ⅰ号矿样和Ⅱ号矿样按39:61 的质量配比配出综合样，综合样的TFe品位为32.93%，mFe 品位为19.18%，矿石中铁矿物主要是磁铁矿，次为镜铁矿；金属硫化物可见黄铁矿和黄铜矿，含量相对比较低，脉石矿物以石英居多，其次是长石、绿泥石、黑云母、绢云母、角闪石（包括阳起石和透闪石）、石榴石和白云石，微量矿物尚见电气石、磷灰石、锆石和榍石等。

1 矿石化学成分

Ⅰ号矿样、Ⅱ号矿样和综合样可供富集的回收元素是铁，对三者进行化学多元素分析，三者的品位都在33%左右，Ⅰ号矿样TFe/FeO比值是1.87，Ⅱ号矿样TFe/FeO 的比值是4.17，Ⅰ号矿样中FeO 的含量明显偏高，这说明Ⅱ号矿样具有典型氧化铁矿石的特征、Ⅰ号矿样则为原生磁铁矿石，混合成的综合样TFe/FeO 的比值是2.81，属于铁矿石的范畴。其矿石化学成分如表1所示。

Ⅰ号矿样和Ⅱ号矿样中铁的赋存状态差异较大，Ⅱ号矿样中磁铁矿产出的铁仅占46.61%，而存在于赤（褐）铁矿中的铁所占比例达到48.57%，合计分布率为95.18%。Ⅰ号矿样中的铁主要以磁铁矿形式产出，分布率为75.97%，而存在于赤（褐）铁矿中的铁所占比例仅为0.3%，但是赋存在含铁硅酸盐类矿物中的铁所占比例高达21.88%，比Ⅱ号矿样高18.38 个百分点。综合样中磁铁矿产出的铁占58.24%，存在于赤（褐）铁矿中的铁所占比例达到29.64%，赋存在含铁硅酸盐类矿物中的铁所占比例为10.78%。显然，经过单一弱磁选工艺即可使磁铁矿中的铁矿物得到充分回收，对于赤（褐）铁矿中的铁和含铁硅酸盐来说，在采用弱磁选工艺富集磁铁矿的同时，还需要增加强磁选和反浮选工艺才能使呈赤（褐）铁矿等产出的高价氧化物铁得到回收[2]。

表1 矿石化学成分表Table 1.Chemical composition of ore

2 试验方案

对于综合样经过两段强磁选后获得强磁精矿，产率为65.52%，品位为51.51%，回收率为78.21%。为进一步提升强磁精矿品位，对精矿进行阳离子和阴离子反浮选试验。

2.1 阳离子反浮选试验

在淀粉用量为600g/t 的条件下，改变阳离子捕收剂用量（用量分别为200g/t、400g/t、600g/t、800g/t）进行试验，流程图如图1：

图1 阳离子捕收剂用浮选试验流程图Figure 1.Flow chart of flotation test for the dosage of cation collector

试验结果可得，随着捕收剂用量的增加，精矿品位随之上升，回收率逐渐下降。当用量为800g/t时，精矿产率为48.29%，品位为63.95%，回收率为59.95%，由于浮选给矿中主要脉石矿物为硅酸盐类矿物，采用阳离子捕收剂的效果不佳，且泡沫量大，实际生产中难以控制，因此不宜采用阳离子捕收剂。运用不同用量的阳离子捕收剂进行反浮选试验结果如表2所示。

表2 阳离子捕收剂用量反浮选试验结果Table 2.Reverse flotation test results of cation collector dosage

2.2 阴离子反浮选试验

浮选给矿中脉石矿物主要为含铁硅酸盐类矿物，捕收剂采用长沙矿冶研究院研制的CM-14 阴离子捕收剂，其具有对含铁硅酸盐类矿物有较强的选择捕收性，试验进行了NaOH、淀粉、CaO、浮选温度、捕收剂种类及用量条件试验，并在条件基础上进行了开路和闭路试验，试验考察不同条件下浮选精矿的产率、品位和回收率，确定最佳试验流程。

（1）NaOH用量试验

在选定淀粉用量600g/t，CaO 用量300g/t，捕收剂CM-14 用量1200g/t，浮选温度为35℃，浮选机转速为4.12m/s 条件下，进行不同NaOH 用量条件试验（用量分别为200g/t、400g/t、600g/t 和800g/t），根据不同用量条件下的试验结果得出，随着NaOH用量的增加，精矿产率和回收率呈上升趋势，精矿品位先上升后下降，综合考虑品位与回收率的关系适宜选用NaOH用量为600g/t，试验结果见表3。

表3 NaOH用量条件试验结果Table 3.Test results of NaOH dosage conditions

（2）淀粉用量试验

在选定NaOH 用量为600g/t，CaO 用量300g/t，捕收剂CM-14 用量1200g/t，浮选温度为35℃，浮选机转速为4.12m/s条件下，进行淀粉不同用量条件试验（用量分别为400g/t、600g/t、800g/t 和1000g/t）。试验结果显示，随着淀粉用量增加，精矿产率和回收率呈上升趋势，精矿品位呈下降下降趋势，综合考虑最为适宜的淀粉用量为600g/t。试验结果见表4。

表4 淀粉用量条件试验结果Table 4.Experimental results of starch dosage conditions

（3）CaO用量试验

在选定NaOH 用量为600g/t，淀粉用量为600g/t，捕收剂CM-14用量1200g/t,，浮选温度为35℃，浮选机转速为4.12m/s 条件下，进行CaO 不同用量条件试验（用量分别为200g/t、300g/t、400g/t 和500g/t）。试验结果显示，随着CaO 用量增加，精矿产率和回收率呈上升趋势，精矿品位先上升后下降，综合考虑最为适宜的CaO用量为400g/t。试验结果见表5。

表5 CaO用量条件试验结果Table 5.Test results of CaO dosage conditions

（4）捕收剂（CM-14）用量试验

在选定NaOH 用量为600g/t，淀粉用量为600g/t，CaO 用量300g/t，浮选温度为35℃，浮选机转速为4.12m/s 条件下，进行捕收剂不同用量条件试验（用量分别为800g/t、1200g/t、1600g/t 和2000g/t）。试验结果显示，随着捕收剂用量的增加，精矿产率和回收率呈下降趋势，精矿品位呈上升趋势，综合品位和回收率的关系，适宜的捕收剂用量为1600g/t。试验结果见表6。

表6 捕收剂（CM-14）用量条件试验结果Table 6.Test results of the dosage conditions of the collector CM-14

（5）捕收剂种类试验

在选定NaOH 用量为600g/t，淀粉用量为600g/t，CaO 用量300g/t，浮选温度为35℃，浮选机转速为4.12m/s 条件下，进行不同捕收剂种类条件试验（CM-14用量1600g/t，RA-915用量800g/t，YF800g/t）。试验结果显示，CM-14 作为捕收剂具有良好的选择性，因此选用CM-14作为捕收剂。试验结果见表7。

表7 捕收剂种类条件试验结果Table 7.Test results of types and conditions of collectors

（6）浮选温度试验

在选定NaOH 用量为600g/t，淀粉用量为600g/t，CaO 用量400g/t，捕收剂CM-14 用量1600g/t，浮选机转速为4.12m/s 条件下，进行不同温度条件的选矿试验（25℃，30℃，35℃，40℃）。试验结果显示，随着浮选温度的增加，精矿产率和回收率呈下降趋势，品位呈上升趋势，综合品位和回收率的关系，适宜的选矿温度为35℃。试验结果见表8。

表8 不同浮选温度条件试验结果Table 8.Test results under different flotation temperature conditions

（7）开路实验

在选定上述条件试验的基础上进行开路试验，试验流程为一粗一精三扫，粗选条件为NaOH 用量为600g/t，淀粉用量为600g/t，捕收剂CM-14 用量1600g/t，CaO 用量300g/t，浮选温度为35℃，浮选机转速为4.12m/s。精选条件为CaO 用量150g/t，捕收剂CM-14用量300g/t，流程图如图2所示：

图2 浮选开路试验流程图Figure 2.Flow chart of flotation open circuit test

试验结果如表9所示：

表9 开路浮选试验结果Table 9.Open-circuit flotation test results

（8）闭路试验

在开路试验的基础上，进行闭路试验数质量流程图如图3所示。

对比开路试验结果（表9）和闭路试验结果（图3），开路试验结果为精矿产率是54.92%，品位是66.45%，回收率是70.85%。闭路试验结果为浮选精矿产率是67.67%，品位是64.52%，回收率是84.87%，综合考虑选用闭路试验。

图3 阴离子反浮选闭路试验数质量流程图Figure 3.Flow chart of anion reverse flotation closed-circuit test quantity and quality

4 结语：

综合样采用两段强磁选后，在进行反浮选可以得到品位更高的精矿。选择阴离子反浮选，其中浮选条件最佳情况如表10所示。

表10 阴离子反浮选条件最佳情况统计表Table 10.Statistics of the best conditions of anion reverse flotation test

上述浮选选矿流程放入整个选矿流程中，能够得到总精矿产率为38.60%，品位为66.98%，回收率为78.50%；总尾矿产率为61.40%，品位为11.53%，回收率为21.50%，试验数据稳定可靠，精矿品位明显比仅进行强磁选选矿流程的高。因此对强磁精矿再进行合适条件下的阴离子反浮选能够得到有利于实际生产的较好精矿指标。