新疆某菱镁矿浮选工艺实验研究

胡生操 ，王晨晨 ，付金涛 ，黄朝德

（1.西部矿业股份有限公司锡铁山分公司，青海 海西 816203；2.大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005）

菱镁矿是我国金属镁的主要来源，因其具有质轻、耐腐蚀、减震耐冲压等特点，被广泛应用于工业生产中[1-2]。我国天然菱镁矿资源十分丰富，但贫化严重，可直接满足生产需要的较少[3]。因低品级菱镁矿价值较低，应用范围有限，导致大量的低品级菱镁矿无法得到充分利用，造成较大的资源浪费[4]。因此，为了更好的利用低品级磷镁矿，将低品位菱镁矿变成优质的高品级矿[5-6]，是解决菱镁矿资源利用率低和高品级菱镁矿短缺问题的有效方法。

1 实验原料

实验原料来自新疆某菱镁矿，针对该菱镁矿进行多元素分析，分析结果见表1。

表1 原矿多元素化学分析结果/%Table 1 Results of Multi-element chemical analysis

由表1 结果可知，矿石的主要成分是MgO，杂质主要为SiO2和CaO。XRD 衍射显示，菱镁矿中MgO 主要以碳酸镁的形式存在，杂质矿物以方解石、白云石、石英等，对比菱镁矿品级技术指标，该菱镁矿中MgO 的品位为工业四极品要求[7]，但SiO2含量高于四级品。

该菱镁矿因地域原因，矿石部分泥化，而细泥较多不利于菱镁矿的浮选。本实验拟先将矿样进行预先脱泥，脱去部分细泥后进行反—正浮选，降低菱镁矿中SiO2和CaO 等杂质的含量，同时提高菱镁矿的品位，从而提高磷镁矿的品级。

2 原矿预先脱泥

预先脱泥处理能有效降低菱镁矿中细泥含量，改善浮选环境，降低浮选药剂用量，提高菱镁矿的回收率。相较于其他重选设备，摇床具有应用广泛，效率高等特点，故在该实验中，采用摇床进行该矿样预先脱泥实验，其实验流程图见图1，实验结果见表2。

图1 菱镁矿脱泥实验流程Fig.1 Flow of magnesite desliming test

表2 菱镁矿脱泥实验结果Table 2 Results of desliming of magnesite test

矿石经摇床分选后，细矿泥中-37 µm 96.12%，对该部分细矿泥进行提前抛尾，以提高浮选实验效果。矿石经分选后，粗砂中MgO 品位由41.20%提高到了42.26%，回收率为94.33%。矿样经脱泥处理后，矿样中细粒级含量明显降低，为改善后续反-正浮选试验提供有利条件。

3 结果与讨论

3.1 反浮选实验

反浮选是脱除菱镁矿中含硅杂质较为有效的方法，为降低矿样中石英、硅酸盐等脉石，进行了反浮选脱硅实验。针对该矿样进行磨矿细度、浮选矿浆pH 值、水玻璃等系列条件实验后，确定了其较佳磨矿细度为-74 µm 79.8%，矿浆pH=6、水玻璃用量为500 g/t，在该浮选条件下，以十八胺为反浮选捕收剂，进行捕收剂用量实验，实验流程见图2，实验结果见图3。

图2 反浮选捕收剂用量实验流程Fig.2 Process of Reverse flotation collector dosage test

图3 反浮选捕收剂十八胺用量实验结果Fig.3 Tesresults of the dosage of reverse flotation collector octadecylamine

由图3 可知，随着十八胺用量逐渐增加，浮选槽内矿化气泡量增加明显，反浮选效果逐渐增强，矿浆内脉石矿物被浮出同时，部分菱镁矿也被浮出，故精矿品位逐渐提高的同时，其回收率逐渐降低；当捕收剂从100 g/t 增加到300 g/t 时，精矿品位增幅较大，捕收剂用量继续增加时，因部分菱镁矿随脉石矿物一同被浮出，其品位增幅不大，且回收率逐渐下降。故综合考虑，确定最佳捕收剂用量为300 g/t。

3.2 正浮选脱钙

反浮选可脱除大部分含硅脉石矿物，但对含钙脉石矿物的脱除效果不佳。为了进一步降低粗精矿中的钙杂质的含量，针对该矿进行正浮选脱钙实验。

在进行浮选矿浆pH、抑制剂、起泡剂等条件浮选实验后，确定最佳浮选条件为矿浆pH=9、六偏磷酸钠用量为150 g/t、2#油100 g/t。在该条件下，以新型捕收剂YSM-091 进行捕收剂用量实验，实验流程见图4，实验结果见图5。

图4 正浮选捕收剂用量实验流程Fig.4 Process of direct flotation collector dosage test

图5 正浮选捕收剂用量实验结果Fig.5 Test results of direct flotation collector dosage test

图5 显示，随着捕收剂YSM-091 用量的增加，浮选泡沫层变厚，泡沫增多，菱镁矿回收率逐渐增加，同时部分脉石矿物附着在矿化气泡上，与菱镁矿一同浮出，因此菱镁矿品位逐渐降低。综合考虑，当捕收剂用量为1500 g/t 时，精矿品位为46.31%，作业回收率为91.23%，此时浮选效果最佳，故确定最佳捕收剂用量为1500 g/t。

3.3 开路实验

在上述条件实验的基础上，进行开路实验，其具体实验流程见图6，实验结果见表3。

图6 开路实验流程Fig.6 Test procedure of open circuit

由表3 可知，开路实验可得到精矿品位为46.29%，但中矿品位较高，分别达到了42.15%、35.30%，为进一步提高浮选作业回收率，在闭路实验中，应增加扫选作业，提高该菱镁矿的回收率。

表3 开路实验结果Table 3 Results of Closed circuit test

4 闭路实验

由开路实验结果可知，开路实验的中矿品位较高，为进一步提高菱镁矿的提回收率，降低尾矿品位，提高镁资源的利用率，在开路实验的基础上，增加一精一扫，进行闭路实验，其具体实验流程见图7，实验结果见表4。

表4 闭路实验结果Table 4 Results of Closed circuit test

图7 闭路实验流程Fig.7 Test procedure of closed circuit

对上表实验结果分析可知，采用先脱泥后反-正浮选的实验流程，其最终精矿中，MgO 品位达到了46.12%，综合回收率为77.83%。其中精矿中SiO2的品位为0.92%，其去除率为84.59%，CaO的品位为0.81%，CaO 的去除率达到了87.29%。

菱镁矿中的主要成分为MgCO3，该闭路实验中，最终产品MgO 的品位达到了46.12%；将该浮选精矿产品与工业菱镁矿品级进行对比分析可知，浮选精矿中MgO 品位为46.12%，SiO2的品位为0.92%，CaO 的品位为0.81%，达到了菱镁矿一级品的要求。

5 结论

（1）该矿石的主要成分为MgO，原矿中MgO 的品位为41.20%，脉石矿物主要为4.15%的SiO2和4.43%的CaO，工业品级为四级品。

（2）在磨矿细度-74 µm 79.8%，矿浆pH=6、水玻璃用量为500 g/t，十八胺300 g/t 的条件下反浮选，可得到精矿品位44.21%，作业回收率为91.17%的粗精矿。

（3）在矿浆pH=9、抑制剂150 g/t、2#油100 g/t，捕收剂YSM-091 为1500 g/t 的条件下进行粗精矿正浮选脱钙，可得到精矿品位46.31%，作业回收率91.23%的镁精矿。

（4）在最佳条件下，进行闭路实验，最重可得到品位为46.12%的精矿产品，综合回收率为77.83%，其主要杂质SiO2、CaO 的含量分别为0.92%、0.81%，对比菱镁矿品级技术指标，该精矿产品达到了工业一级品的要求。