鞍千贫赤铁矿磁选精矿反浮选提纯试验

徐冬林， 李佩昱， 李艳军， 高鹏， 余建文

1. 鞍钢集团鞍千矿业责任有限公司，辽宁 鞍山 114043； 2. 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819； 3. 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心，辽宁 沈阳 110819

引 言

我国铁矿资源储量丰富，但贫矿和难处理铁矿居多，整体呈现出贫、细、杂的特点。随着我国对铁矿石需求不断增加，大量优质易选铁矿石资源已面临枯竭，难处理贫矿资源的开发利用日益引起选矿工作者的重视[1-4]。

浮选是提高贫赤铁矿选矿指标的方法之一。对于磁选精矿，多数选矿厂均采用浮选工艺抛除杂质，提高精矿品位[5-7]。正浮选工艺药剂制度简单，处理脉石简单的矿石具有很大优势，但浮选过程中由于脉石矿物夹杂，难以获得高品质铁精矿，需要多次精选才能得到合格产品，药剂消耗量较高；反浮选工艺以脉石作为浮选对象，低密度的脉石矿物更易于上浮，分选效率高，药剂消耗更少，易于获得高品质的铁精矿[8-9]。但常规阴离子脂肪酸类捕收剂需要将矿浆加热后使用，增加了设备投资和热能消耗，且药剂制度复杂[10]。鞍钢集团鞍千矿业公司采场的矿体中赋存有大量贫赤铁矿石，受生产成本制约，这部分矿石只能堆存处理。本文以鞍千地区贫赤铁矿石的磁选精矿为研究对象，采用东北大学自行研制的醚胺类复配捕收剂DLT-I和改性淀粉抑制剂DLT-II，开展磁选精矿反浮选除杂工艺研究，探明适宜的药剂制度及浮选流程，以期为鞍千贫赤铁矿石的高效开发利用提供借鉴和指导。

1 试验原料

1.1 矿石性质

试验所用矿样为鞍千贫赤铁矿石经粗粒湿式强磁预选和磨矿—弱磁—强磁预富集后获得的磁选精矿。原料制备数质量流程图如图 1所示。

图1原料制备数质量流程

Fig. 1 Quantity-quality flowsheet of raw material preparation

对磁选精矿进行化学成分分析，结果如表 1所示，XRD分析结果如图 2所示。结合表 1及图 2可知，磁选精矿主要由赤铁矿和石英组成，磁铁矿由于含量较少无法在图谱中显示。磁选精矿的TFe品位为 55.23%，主要杂质为SiO2，含量为20.47%，有害元素磷、硫含量较低。

表1磁选精矿的主要化学成分 /%

Table1 Chemical components of the magnetic concentrate

CompositionTFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOPSContents55.231.6420.470.410.170.390.014<0.004

图2磁选精矿的XRD图谱

Fig. 2 XRD diffraction analysis of the magnetic concentrate

1.2 试验设备及药剂

浮选试验所用浮选机为XFDIII型自吸气挂槽式浮选机，试验药剂为东北大学自行研制的捕收剂DLT-I和抑制剂DLT-II。捕收剂DLT-I由一种直链型醚胺类捕收剂和支链型醚胺类捕收剂复配而成，增强了胺基与氧结合的效果，从而提高了对石英的捕收性能；抑制剂DLT-II通过对玉米淀粉进行改性获得。NaOH为pH调整剂。

2 试验结果与讨论

2.1 反浮选条件试验

称取250 g磁选精矿，加入自吸式挂槽浮选机的浮选槽内，并加入清水使矿浆液面达到浮选槽标线，搅拌2 min后依次加入NaOH、抑制剂以及捕收剂，时间间隔为3 min，然后以30次/min的速度沿浮选槽整个泡沫生成面按一定的刮泡深度刮泡5 min，控制补加水添加量，使整个刮泡期间保持矿浆液面的恒定。浮选结束后，将泡沫产品和槽内产品分别烘干、称重、化验并计算回收率。条件试验采用一次粗选反浮选流程，见图 3。

图3反浮选条件试验流程

Fig. 3 Flowsheet of reverse flotation condition test

2.1.1 矿浆pH值试验

针对磁选精矿进行矿浆pH条件试验，在捕收剂DLT-I用量125 g/t，抑制剂DLT-II用量250 g/t条件下，考察了pH值8.0～10.5范围内对反浮选效果的影响。结果见图 4。

图4矿浆pH值试验结果

Fig. 4 Test results pf pulp pH value

由图 4可知，当pH值从8.0提高到10.5时，浮选精矿的TFe品位迅速降低，回收率先迅速上升后缓慢下降，说明pH过高不利于铁矿的反浮选。综合考虑，确定适宜的pH值为9.0，此时获得的精矿TFe品位为64.23%，回收率为78.12%。

2.1.2 抑制剂DLT-II用量试验

改性淀粉分子长链中存在很多极性基团，部分基团吸附在铁矿物表面后，其他极性基朝向水，致使铁矿物表面呈现亲水性，并阻碍捕收剂在铁矿物表面的吸附，从而抑制铁矿物浮选。在矿浆pH值为9.0，捕收剂DLT-I用量125 g/t条件下，考察了抑制剂DLT-II用量100～350 g/t范围内对反浮选效果的影响。结果见图 5。

图5DLT-II用量试验结果

Fig. 5 Test results of DLT-II dosage

由图 5可知，当抑制剂用量为100～350 g/t范围时，随着抑制剂用量的增加，浮选精矿TFe品位变化不大，整体维持在64.04%～64.91%范围内波动，回收率先逐渐增加后降低。当抑制剂用量为300 g/t时，回收率达到最大值80.20%。因此，确定适宜的抑制剂用量为300 g/t。

2.1.3 捕收剂DLT-I用量试验

胺类捕收剂通过胺基与石英上的氧吸附，从而使石英表面疏水，随气泡上浮。在矿浆pH值为9.0，抑制剂DLT-II用量300 g/t条件下，考察了捕收剂DLT-I用量75～200 g/t范围内对反浮选效果的影响。结果见图 6。

由图 6可知，当捕收剂用量为75～200 g/t范围时，随着捕收剂用量的增加，浮选精矿TFe品位逐渐提高，但回收率也迅速降低。当捕收剂用量增加时，过强的捕收能力将大于抑制能力，使部分铁矿物进入泡沫产品，提高精矿TFe品位的同时，也提高了尾矿TFe品位，从而使回收率迅速降低。当捕收剂用量超过125 g/t时，TFe品位缓慢提高，但回收率迅速下降。因此，确定适宜的捕收剂用量为125 g/t。

图6DLT-I用量试验结果

Fig. 6 Test results of DLT-I dosage

2.2 闭路试验

在条件试验基础上，进行浮选闭路试验，采用一粗一精三扫选别流程，确定粗选试验条件为：pH=9.0，捕收剂DLT-I用量125 g/t，抑制剂DLT-II用量300 g/t；精选试验捕收剂DLT-I用量仅为60 g/t。浮选闭路数质量流程图如图 7所示。

图7闭路试验数质量流程

Fig. 7 Quantity-quality flowsheet on closed-circuit test

闭路试验结果表明，采用一粗一精三扫的流程，最终可获得浮选精矿TFe品位67.01%、回收率93.70%的技术指标(粗粒预选—磨矿预富集—反浮选全流程总回收率为76.93%)，尾矿TFe品位为15.28%。

3 结论

(1)浮选试验所用矿样TFe品位为55.23%，主要以赤铁矿的形式赋存于矿石中，脉石矿物主要为石英，含量为20.47%。

(2)在矿浆pH值为9.0、抑制剂DLT-II用量300 g/t、粗选捕收剂DLT-I用量125 g/t、精选捕收剂DLT-I用量60 g/t条件下，进行一粗一精三扫浮选闭路试验，最终可获得精矿TFe品位67.01%、回收率93.70%(全流程总回收率76.93%)的技术指标。

(3)采用醚胺类复配捕收剂DLT-I和改性淀粉抑制剂DLT-II浮选鞍千贫赤铁矿磁选精矿，仅须使用少量捕收剂及抑制剂，且药剂制度简单，并在常温条件下达到了较好的选别效果。