齐大山富铁矿石混磁精矿的新型捕收剂浮选试验

宋长春 傅国辉 李子豪 钮展良

（鞍钢集团矿业有限公司齐大山选矿厂）

铁矿石资源已成为现代社会不可或缺的重要矿产资源。全球已探明铁矿石储量超过8 000亿t，主要分布在澳大利亚、巴西、印度、俄罗斯、中国等国家［1-2］。中国铁矿石储量虽然丰富，但多为贫矿石，平均铁品位约31%［3-5］，且矿石矿物组成复杂，选别难度较大［6-7］。

齐大山铁矿采出的采空区富矿是典型的“鞍山式”铁矿，铁矿物以磁铁矿为主，还含有部分赤褐铁矿和碳酸铁矿。硅铁分离一直是“鞍山式”富铁矿石选别的难题，本研究以该矿石为对象，围绕新型捕收剂开展了提铁降硅试验研究。

1 矿石性质

矿石主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，主要矿物组成见表3。

由表1 可知，矿石Fe 品位51.27%，FeO 含量为23.40%；SiO2含量为21.80%，为主要脉石成分；有害元素磷、硫含量较低。

由表2 可知，矿石中的磁性铁分布率达90.87%，赤褐铁分布率为4.98%，碳酸铁分布率为3.13%。

由表3 可知，矿石中金属矿物主要为磁铁矿，赤铁矿少量；脉石矿物主要为石英，碳酸盐矿物少量。与磁铁矿难以分离的赤褐铁矿将可随磁铁矿一同回收。

2 试验结果与讨论

2.1 磁选试验

磨矿细度对磁选效果有很大的影响，根据工艺矿物学研究结果，该矿石宜采用弱磁选工艺进行选别，因此，磨矿细度试验采用一次弱磁选、一次强磁选流程，见图1，试验结果见表4。

由表4 可知，随着磨矿细度的提高，弱磁选精矿铁品位总体呈先升后降的趋势，强磁选精矿铁品位总体呈先明显下降后小幅上升趋势；弱磁选精矿回收率先升后降，强磁选精矿回收率总体呈下降趋势。综合考虑精矿品位和回收率指标，确定磨矿细度为-74 μm占80%，对应的混磁精矿品位为57.95%。

2.2 反浮选试验

为获得较高品位的精矿，将对混磁精矿进行反浮选工艺条件试验。试验捕收剂TD-2 为一种含醚链的新型阴离子捕收剂，醚链的加入既能改善捕收剂的水溶性，也能增强药剂对石英的捕收能力，且该捕收剂的合成材料来源广泛、制作工艺简单、成本低、无污染。条件试验流程见图2。

2.2.1 淀粉用量试验

淀粉作为铁矿物抑制剂，加入后可吸附在铁矿物表面，形成亲水膜，抑制铁矿物随气泡上浮，改善浮选效果。淀粉用量试验固定NaOH用量为1 600 g/t，TD-2 粗选用量为120 g/t、精选用量为60 g/t，CaO 用量为1 500 g/t，试验结果见图3。

由图3 可知，随着淀粉用量的增加，精矿铁品位和回收率均先升后降，淀粉用量为220 g/t 时精矿铁品位最高，淀粉用量为420 g/t 时铁回收率最高。综合考虑，确定淀粉用量为220 g/t。

2.2.2 CaO用量试验

石英的活化剂CaO 用量试验固定NaOH 用量为1 600 g/t，TD-2粗选用量为120 g/t、精选用量为60 g/t，淀粉用量为220 g/t，试验结果见图4。

由图4 可知，随着CaO 用量的增加，精矿铁品位上升、回收率先降后升，CaO 用量为1 500 g/t 时精矿铁品位和回收率均最高。因此，确定CaO 用量为1 500 g/t。

2.2.3 TD-2用量试验

TD-2 总用量试验固定粗选与精选用量之比为2∶1，NaOH 用量为1 600 g/t，淀粉用量为220 g/t，CaO用量为1 500 g/t，试验结果见图5。

由图5可知，随着TD-2用量的增加，精矿铁品位上升、回收率下降。综合考虑，确定TD-2 粗选用量为90 g/t，精选用量为45 g/t。

2.2.4 闭路试验

根据条件试验结果，确定闭路试验流程及药剂制度见图6，试验结果见表5。

由表5 可知，采用图6 所示流程处理矿石，最终获得铁品位为67.82% 的精矿，作业回收率达94.16%，流程回收率达90.23%。

3 结论

（1）齐大山富铁低硫磷矿石Fe 品位51.27%，FeO含量为23.40%，SiO2含量为21.80%；矿石中的磁性铁分布率达90.87%，赤褐铁分布率为4.98%；矿石中金属矿物主要为磁铁矿，脉石矿物主要为石英。

（2）矿石在磨矿细度为-74 μm占80%的情况下，进行一段弱磁选、一段强磁选，获得了铁品位为57.95%的混磁精矿；混磁精矿经1粗1精3扫、中矿顺序返回反浮选闭路流程（NaOH 用量为1 600 g/t，淀粉用量为220 g/t，CaO 用量为1 500 g/t，粗选TD-2 用量为90 g/t、精选TD-2 用量为45 g/t）处理，最终获得了铁品位为67.82%、回收率达90.23%的精矿。