河北某磁选铁精矿反浮选提铁降硅试验*

陶红标 曹学锋 卢建安 张庆鹏 白 丁

(中南大学资源加工与生物工程学院)

我国是世界第一大钢铁生产和消费国，年钢产量约占世界钢产量的50%，与此形成对照的是，我国铁矿石自给率还不足需求量的50%。国内各钢企为了解决原料不足问题，一方面大量从国外高价进口优质铁矿石，另一方面不断加大对国内贫杂细铁矿石资源的开发力度。

对于贫杂细铁矿石资源的开发，细磨深选是必然选择。所谓深选，除了简单地增加选别段数外，主要体现在从单一磁选或单一重选工艺向磁重联合、磁浮联合、磁重浮联合等工艺过渡。其中磁选—反浮选流程是当今国内生产优质铁精矿粉的首选流程，也是经典流程［1-8］。大量的生产实践表明，磁选铁精矿反浮选组合药剂能够改善单一药剂的性能、简化药剂制度、降低选矿成本，因而成为当前研发新型高效浮选新药剂的重要方向之一［9-10］。

河北某铁矿选矿厂所处理矿石中主要铁矿物有磁铁矿和赤铁矿，主要脉石矿物为石英。矿石经磨矿—弱磁粗选—强磁粗选—磁选混合粗精矿再磨—弱磁精选—强磁精选流程处理，仅能获得铁品位为55.37%，回收率为75.00%的铁精矿。研究表明，现场磁选混合粗精矿中铁矿物单体解离已较充分，进一步再磨再选精矿铁品位难以显著提高的主要原因是吸附在单体铁矿物表面的微细粒石英及矿泥难以通过磁选有效脱除而进入精矿，以及部分铁矿物与脉石的微细粒聚集体因难以实现有效分散而进入精矿所致。因此，采用反浮选工艺对现场磁选混合粗精矿进行了提铁降杂研究。

1 试样性质

试样粒度筛析结果见表1，主要化学成分分析结果见表2，XRD图谱见图1。

表1 试样粒度筛析结果

表2 试样主要化学成分分析结果 %

图1 试样XRD图谱

从表1可以看出，试样粒度较细，+0.076 mm仅占0.13%，－0.038 mm占33.46%。

从表 2可以看出，试样中 SiO2含量高达18.20%，是影响精矿铁品位提高的主要因素。

从图1可以看出，试样中主要矿物为磁铁矿、赤铁矿、石英。

2 试验结果与讨论

2.1 抑制剂试验

2.1.1 抑制剂种类试验

有机抑制剂分子量相对较大，亲水基团吸附于铁矿物表面可对铁矿物产生很好抑制效果［11］。抑制剂种类试验对铁矿物抑制剂苛性淀粉、糊精、木质素磺酸钠、腐殖酸钠［12］进行了单一及组合浮选效果对比试验，用量均为3 000 g/t，其中组合抑制剂淀粉与腐植酸钠的质量比是2∶1;氯化钙［13］是石英等脉石矿物的常用活化剂，钙离子能够与改性脂肪酸结合形成带正电脂肪酸钙，易于捕收带负电的石英类脉石矿物，氯化钙用量为1 000 g/t;pH调整剂氢氧化钠用量为1 000 g/t;阴离子捕收剂OXP的用量为300 g/t;起泡剂2#油用量为10 g/t。试验流程见图2，试验结果见表3。

由表3可知，加入单一抑制剂时，淀粉的抑制效果最好，得到的粗精矿铁品位和铁回收率分别达52.33%和92.20%，但粗精矿铁品位提高幅度十分有限;而采用淀粉+腐植酸钠为组合抑制剂，所得粗精矿铁回收率虽然只有88.46%，但铁品位达到了54.20%。综合考虑，选用淀粉+腐植酸钠为试样反浮选时铁矿物的组合抑制剂。

图2 试样反浮选试验流程

表3 抑制剂种类试验粗精矿指标 %

2.1.2 淀粉+腐植酸钠用量试验

在进行淀粉+腐植酸钠用量试验前先进行了淀粉与腐植酸钠用量比试验，结果表明，淀粉与腐植酸钠的质量比为2∶1时抑铁效果最佳，因此按此比例进行淀粉+腐植酸钠用量试验。试验流程见图2，固定氯化钙用量为1 000 g/t，氢氧化钠为1 000 g/t，OXP 为 300 g/t，2#油为 10 g/t，试验结果见表 4。

表4 淀粉+腐植酸钠用量试验粗精矿指标

由表4可知，随着淀粉+腐植酸钠用量的增加，粗精矿铁回收率由65.64%上升至94.11%，铁品位从55.98%下降至51.01%。综合考虑，确定粗选淀粉+腐植酸钠用量为2 000+1 000 g/t。

2.2 捕收剂试验

2.2.1 捕收剂种类试验

捕收剂种类试验流程见图2，捕收剂总用量均为300 g/t，其中组合捕收剂OXP与C－1以及油酸钠与C－1的质量比均为5∶1，淀粉+腐植酸钠用量为2 000+1 000 g/t，氯化钙为1 000 g/t，氢氧化钠为1 000 g/t，2#油为 10 g/t，试验结果见表 5。

由表5可知，相比单一捕收剂，组合捕收剂可以获得更高的粗精矿铁品位和铁回收率，其中OXP与C－1组合时，粗精矿铁品位虽然微低0.07个百分点，但铁回收率却提高了1.36个百分点。因此选用OXP与C－1的组合为脉石矿物的捕收剂。

表5 捕收剂种类试验粗精矿指标 %

2.2.2 OXP+C－1用量试验

在进行OXP+C－1用量试验前先进行了OXP与C－1用量比试验，结果表明，OXP与C－1的质量比为5∶1时对脉石的捕收效果最佳，因此按此比例进行OXP+C－1用量试验。试验流程见图2，固定淀粉+腐植酸钠用量为2 000+1 000 g/t，氯化钙为1 000 g/t，氢氧化钠为1 000 g/t，2#油为 10 g/t，试验结果见表6。

表6 OXP+C－1用量试验粗精矿指标

从表6可知，随着OXP+C－1用量的增加，粗精矿铁回收率小幅下降，铁品位先上升后下降。综合考虑，确定粗选OXP+C－1用量为250+50 g/t。

2.3 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图3，试验结果见表7。

图3 闭路试验流程

表7 闭路试验结果 %

由表7可知，采用图3所示的流程处理该试样，可以获得铁品位为66.17%、回收率为86.52%的铁精矿。

3 结论

(1)河北某铁矿选矿厂磁选粗精矿粒度较细，主要含铁矿物为磁铁矿和赤铁矿，主要脉石矿物为石英。铁矿物单体解离较充分，但由于微细颗粒的影响，进一步磁选难以获得合格的铁精矿。

(2)以淀粉+腐植酸钠组合(质量比为2∶1)为铁矿物抑制剂、OXP+C－1组合(质量比为5∶1)为脉石矿物捕收剂，采用1粗1扫3精、中矿顺序返回流程处理该粗精矿，可获得铁品位为65.17%、铁回收率为88.14%的铁精矿。

［1］ 陈 达，葛英勇，余永富.磁选铁精矿再提纯反浮选工艺和药剂的研究［J］.矿产保护与利用，2005(4):46-50.

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［13］ 朱玉霜，朱建光.浮选药剂的化学原理［M］.长沙:中南工业大学出版社，1996.