某懸浮焙燒—磁選鐵精礦的浮選脫磷試驗(yàn)

袁　帥　劉　杰　張淑敏　李艷軍

（東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧沈陽110819）

懸浮焙燒技術(shù)是處理復(fù)雜難選鐵礦石的高效技術(shù)，將赤褐鐵礦物轉(zhuǎn)化為磁鐵礦物后，可通過弱磁選工藝高效回收鐵[1-3]。高磷鮞狀赤鐵礦石的懸浮焙燒—磁選雖能有效回收鐵，但無法有效降低磁選鐵精礦中雜質(zhì)磷的含量。鐵精礦中的磷在冶煉過程中大部分會被還原并進(jìn)入生鐵，而含磷較高的鋼鐵在低溫加工時易破裂，產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象[2-5]。因此，鐵精礦中磷的脫除是實(shí)現(xiàn)高磷鮞狀赤鐵礦石資源開發(fā)利用的關(guān)鍵[6]。目前，浮選方法因選礦成本低，分選指標(biāo)相對穩(wěn)定而成為含磷礦物脫除的常用方法。隨著新型高效浮選藥劑的不斷出現(xiàn)，浮選成為最主要的鐵礦脫磷途徑[7-9]。

試驗(yàn)使用自主研制的新型脫磷浮選捕收劑DP-1對懸浮焙燒—磁選工藝獲得的某高磷鐵精礦進(jìn)行了浮選脫磷藥劑制度和浮選工藝試驗(yàn)研究。

1　試樣

某含磷懸浮焙燒—磁選鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，XRD圖譜見圖1，主要礦物組成見表2。

表1表明，試樣鐵品位為57.95%，主要雜質(zhì)成分為SiO2、Al2O3、CaO，含量分別為6.46%、3.61%、3.07%，MgO含量較低，為0.78%；有害元素S含量較低，P含量達(dá)0.63%，超過鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

圖1表明，試樣中的主要礦物為磁鐵礦，其他礦物因含量相對較低，無法在XRD衍射圖譜中顯示。

表2表明，試樣中鐵礦物含量占90.21%，主要脈石礦物為綠泥石和磷灰石，含量分別為5.40%和1.98%，磷灰石是P元素存在的主要礦物形式。

2　試驗(yàn)結(jié)果及討論

浮選試驗(yàn)采用XFD0.75L單槽浮選機(jī)，礦漿pH調(diào)整劑為碳酸鈉，鐵礦物抑制劑為淀粉，DP-1為東北大學(xué)自主研發(fā)的脫磷捕收劑。

2.1　浮選條件試驗(yàn)

浮選條件試驗(yàn)流程見圖2。

2.1.1碳酸鈉用量試驗(yàn)

碳酸鈉是一種優(yōu)異的pH調(diào)整劑，主要用以調(diào)整礦漿pH、優(yōu)化浮選體系，是影響浮選效果的重要因素之一。在固定淀粉用量為800 g/t、DP-1用量為1 000 g/t條件下考察碳酸鈉用量對試樣脫磷效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3、圖4。

圖3表明，碳酸鈉用量由0增加至2 000 g/t，脫磷鐵精礦鐵品位由59.06%緩慢降低至58.28%，鐵回收率則由84.82%提高至97.46%。

圖4表明，隨著碳酸鈉用量的增加，脫磷鐵精礦P品位和P回收率均上升，表明添加碳酸鈉不利于磷的脫除。

綜合圖3、圖4，確定后續(xù)試驗(yàn)不添加碳酸鈉。

2.1.2淀粉用量試驗(yàn)

淀粉是浮選工藝中鐵氧礦物的典型抑制劑，試驗(yàn)中主要用以抑制磁鐵礦的上浮。在固定DP-1用量為1 000 g/t條件下考察淀粉用量對試樣脫磷效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖5、圖6。

圖5表明，隨著淀粉用量的增加，脫磷鐵精礦鐵品位變化不大，均在59.00%左右；淀粉用量由600 g/t增加至900 g/t，脫磷鐵精礦鐵回收率由77.98%提高至91.71%；繼續(xù)增加淀粉用量至1 000 g/t，脫磷鐵精礦鐵回收率變化不大。

圖6表明，淀粉用量由600 g/t增加至800 g/t，脫磷鐵精礦P品位變化不大，而磷回收率由41.48%小幅提高至47.21%；繼續(xù)增加淀粉用量至900 g/t，脫磷鐵精礦P品位提高至0.43%，磷回收率增加至62.34%；進(jìn)一步增大淀粉用量，脫磷鐵精礦P指標(biāo)變化不大。

綜合圖5、圖6，確定淀粉用量為900 g/t。

2.1.3DP-1用量試驗(yàn)

在固定淀粉用量為900 g/t條件下考察DP-1用量對試樣脫磷效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖7、圖8。

圖7表明，DP-1用量由800 g/t增加至2 000 g/t，脫磷鐵精礦鐵品位先提高后趨于穩(wěn)定，鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢。

圖8表明，DP-1用量由800 g/t增加至1 400 g/t，脫磷鐵精礦磷品位由0.50%顯著下降至0.31%，磷回收率由75.63%下降至36.24%；繼續(xù)增加DP-1用量至2 000 g/t，脫磷鐵精礦磷品位穩(wěn)定在0.32%左右，磷回收率穩(wěn)定在35%左右。

綜合考慮，確定脫磷粗選的捕收劑DP-1用量為1 400 g/t。

2.2　開路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，按圖9所示的流程進(jìn)行了開路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3表明，采用圖9所示的流程處理試樣，可獲得鐵品位為61.07%、鐵回收率為59.75%、磷含量為0.28%的鐵精礦。

2.3　閉路試驗(yàn)

以開路試驗(yàn)流程為基礎(chǔ)進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖10，結(jié)果見表4。

由表4可知，試樣采用圖10所示的流程處理，可獲得鐵品位為59.36%、含磷0.30%、鐵回收率68.88%的脫磷鐵精礦，該工藝的磷脫除率達(dá)67.98%。試驗(yàn)表明，以DP-1為捕收劑，采用脫磷浮選工藝可有效降低鐵精礦中的磷。

3　結(jié)論

（1）某高磷鮞狀赤鐵礦石懸浮焙燒—磁選精礦屬于高磷鐵精礦，試樣鐵品位為57.95%，主要鐵礦物為磁鐵礦；主要雜質(zhì)成分為SiO2、Al2O3、CaO，含量分別為6.46%、3.61%、3.07%；有害元素磷含量超過鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)0.64%，主要以磷灰石的形式賦存在。

（2）以DP-1為捕收劑，采用1粗1精1掃閉路流程處理試樣，可獲得鐵品位為59.36%、含磷0.30%、鐵回收率68.88%的脫磷鐵精礦，磷脫除率達(dá)67.98%，表明脫磷浮選工藝可有效降低鐵精礦中的磷。