新疆某高硅低品位赤鐵礦石選礦試驗(yàn)

高雅巍 劉成松 李京社 唐海燕

(1.鋼鐵冶金新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院)

近年來(lái)，國(guó)外進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)鐵礦石的價(jià)格始終在高位運(yùn)行，而我國(guó)鐵礦石自給率尚不足50%，巨大的市場(chǎng)需求和高企的對(duì)外依存度使進(jìn)口鐵礦石價(jià)格難以回歸理性。為了擺脫長(zhǎng)期微利甚至虧損的局面，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)鋼企將降低生產(chǎn)成本的重心移至國(guó)內(nèi)較廉價(jià)的低品位難選鐵礦資源的開發(fā)利用上［1-6］。我國(guó)低品位赤鐵礦資源十分豐富，大量嵌布粒度細(xì)微、嵌布關(guān)系復(fù)雜、雜質(zhì)含量高、可選性差的貧赤鐵礦石資源處于開發(fā)利用研究階段［7-11］。本試驗(yàn)采用階段磨礦—階段高梯度強(qiáng)磁選—反浮選工藝對(duì)新疆某高硅低鐵赤鐵礦石進(jìn)行了選礦工藝技術(shù)條件研究，為開發(fā)利用該資源提供技術(shù)方案。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的含鐵礦物主要為赤鐵礦，磁鐵礦微量，脈石礦物主要為石英。礦石XRD衍射圖譜見(jiàn)圖1，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

圖1 原礦XRD衍射圖譜

從圖1可以看出，礦石中主要礦物成分為赤鐵礦、石英，鋇氧化物、磁鐵礦微量。

從表1可以看出，礦石鐵品位為38.46%，二氧化硅含量為24.15%，屬高硅低鐵赤鐵礦石。鐵是唯一有回收價(jià)值的元素。

礦石的工藝礦物學(xué)研究表明，石英呈半自形粒狀單晶或集合體嵌布在赤鐵礦中，而微量的磁鐵礦沿赤鐵礦邊緣或裂縫交代，三者較難分離，赤鐵礦嵌布粒度為0.1 mm左右，石英嵌布粒度為0.1～0.01 mm。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度與強(qiáng)磁選試驗(yàn)

2.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)采用1次高梯度強(qiáng)磁粗選流程，高梯度強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.5 T，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

由表2可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，強(qiáng)磁粗精礦鐵品位和尾礦鐵品位均有所上升，強(qiáng)磁粗精礦鐵回收率明顯下降。為了保證強(qiáng)磁粗選的鐵回收率，同時(shí)平衡各段磨礦能力，將一段磨礦細(xì)度確定為－0.074 mm占60%。

2.1.2 高梯度強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

高梯度強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)采用1次粗選流程，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占60%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 高梯度強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，提高強(qiáng)磁粗選的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度可以顯著降低尾礦鐵品位，提高強(qiáng)磁粗精礦鐵回收率，對(duì)強(qiáng)磁粗精礦鐵品位影響較小。綜合考慮，確定強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.5 T。

2.1.3 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)給礦為強(qiáng)磁粗精礦，采用1次高梯度強(qiáng)磁精選流程，高梯度強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

由表4可知，隨著二段磨礦細(xì)度的提高，強(qiáng)磁精礦和強(qiáng)磁精選尾礦鐵品位均上升，強(qiáng)磁精礦鐵回收率明顯下降。綜合考慮，確定二段磨礦細(xì)度為－0.044 mm占70.89%。

2.1.4 高梯度強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

高梯度強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)給礦為強(qiáng)磁粗精礦，試驗(yàn)采用1次精選流程，磨礦細(xì)度為－0.044 mm占70.89%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，隨著背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的提高，強(qiáng)磁精礦和強(qiáng)磁精選尾礦鐵品位下降，強(qiáng)磁精礦鐵回收率上升。綜合考慮，確定強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T。

2.2 反浮選試驗(yàn)

由于該礦石經(jīng)兩階段磨選流程處理，精礦鐵品位僅從39.46%提高至48.56%，表明強(qiáng)磁選提高精礦鐵品位的幅度有限。因此，對(duì)強(qiáng)磁選精礦進(jìn)行了反浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。

表5 高梯度強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

圖2 反浮選試驗(yàn)流程

2.2.1 Na2CO3用量試驗(yàn)

pH調(diào)整劑Na2CO3對(duì)強(qiáng)磁精礦用量(下同)試驗(yàn)Na2SiO3用量為800 g/t，醚胺為200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 Na2CO3用量試驗(yàn)反浮選粗精礦指標(biāo)

從表6可以看出，隨著Na2CO3用量的增加，反浮選粗精礦鐵品位和鐵回收率均上升。因此，確定Na2CO3用量為2 000 g/t。

2.2.2 Na2SiO3用量試驗(yàn)

鐵礦物抑制劑Na2SiO3用量試驗(yàn)的Na2CO3用量為2 000 g/t，醚胺200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

從表7可以看出，隨著Na2SiO3用量的增加，反浮選粗精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定Na2SiO3用量為800 g/t。

表7 Na2SiO3用量試驗(yàn)反浮選粗精礦指標(biāo)

2.2.3 醚胺用量試驗(yàn)

脈石礦物捕收劑醚胺用量試驗(yàn)的Na2CO3用量為2 000 g/t，Na2SiO3用量為800 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 醚胺用量試驗(yàn)反浮選粗精礦指標(biāo)

從表8可以看出，隨著醚胺用量的增加，反浮選粗精礦鐵品位上升，鐵回收率下降。綜合考慮，確定反浮粗選醚胺的用量為200 g/t。

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9，精礦產(chǎn)品主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表10。

圖3 閉路試驗(yàn)流程

表9 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

表10 精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

從表9可以看出，采用圖3所示的流程處理該礦石，可以獲得鐵品位為 61.10%、鐵回收率為65.63%的鐵精礦。

從表10與表1對(duì)比可以看出，該礦石經(jīng)強(qiáng)磁—反浮選流程處理，SiO2、Al2O3含量下降幅度較大，從24.15%、5.02%分別下降至7.07%、1.31%。

3 結(jié)論

(1)新疆某高硅低品位赤鐵礦嵌布粒度微細(xì)，石英呈半自形粒狀單晶或集合體嵌布在赤鐵礦中，而微量的磁鐵礦沿赤鐵礦邊緣或裂縫交代，三者分離困難，需細(xì)磨深選才能顯著提高精礦鐵品位。

(2)該礦石采用磨礦—強(qiáng)磁粗選—強(qiáng)磁粗精礦再磨—強(qiáng)磁精選—強(qiáng)磁精1粗1精反浮選、精選尾礦返回流程處理，可獲得鐵品位61.10%、鐵回收率65.63%的鐵精礦，達(dá)到了開發(fā)利用目標(biāo)要求。

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