李 洋 王嬌皎 陳廣振

(1.遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院;2.鞍鋼集團礦業(yè)公司)

鞍山某鐵礦選礦廠采用弱磁選—強磁選—陰離子反浮選流程，可獲得鐵品位為66.80%、回收率為84.28%的鐵精礦。生產(chǎn)實踐表明，該選礦廠的陰離子反浮選工藝存在以下問題:①浮選礦漿需蒸汽加溫到30℃左右;②反浮選藥劑制度較復(fù)雜，既需要鐵礦物抑制劑淀粉、石英等脈石礦物捕收劑LKY，還需要礦漿pH調(diào)整劑NaOH、石英等脈石礦物活化劑CaO;③較強的堿性環(huán)境對浮選及其后續(xù)作業(yè)設(shè)備有腐蝕作用。因此，研制該磁選鐵精礦的新型、高效反浮選藥劑對改善分選工藝、提高經(jīng)濟技術(shù)指標具有重要意義。

本試驗采用自制的DEK為陽離子捕收劑，在常溫并省去pH調(diào)整劑和石英等脈石礦物活化劑的情況下進行了陽離子反浮選研究。

1 試樣性質(zhì)

試驗礦樣取自鞍山某鐵礦選礦廠浮選作業(yè)給礦，即弱磁選、強磁選混合精礦，試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，粒度篩析及單體解離度測定結(jié)果見表2。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 試樣粒度篩析及鐵礦物單體解離度測定結(jié)果

從表1可以看出，該磁選鐵精礦中S、P含量較低，主要成分為鐵和SiO2，有效浮出SiO2可顯著提高精礦鐵品位。

從表2可以看出，礦樣中 －74 μm含量為86.98%，鐵礦物單體解離度在95%以上;+74 μm粒級含量僅占13.02%，鐵礦物單體解離度仍在85%左右。因此，合適的反浮選工藝技術(shù)條件可以獲得較高質(zhì)量的鐵精礦。

2 試驗設(shè)備和藥劑

試驗采用XFDⅢ型單槽浮選機，容積為0.5 L，轉(zhuǎn)速為1 800 r/min，浮選質(zhì)量濃度約為30%(用自來水調(diào)節(jié)，pH=7左右)，浮選溫度為自來水溫，礦漿調(diào)整劑六偏磷酸鈉、鐵礦物抑制劑苛性淀粉、捕收劑DEK分別配制成質(zhì)量濃度為1%、2%和1%的溶液。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 反浮粗選藥劑用量試驗

3.1.1 六偏磷酸鈉用量試驗

六偏磷酸鈉作為調(diào)整劑常用于各種氧化礦的浮選，它與許多金屬礦物和非金屬礦物表面都存在著強烈的作用，可以多種形式吸附在礦物表面。六偏磷酸鈉電離出的Na4P6O2－18離子活性強，與礦漿中的Ca2+、Fe3+、Mg2+等反應(yīng)可生成親水而穩(wěn)定的絡(luò)合物，對晶格表面有這些金屬陽離子的礦物產(chǎn)生抑制作用。

大量的研究與實踐表明，雖然六偏磷酸鈉對石英、赤鐵礦及磁鐵礦都存在一定的抑制作用，但這種抑制作用是有選擇性的:對磁鐵礦的抑制作用最強，對石英的抑制作用不顯著，對赤鐵礦的抑制作用變化較大。因此，六偏磷酸鈉用量試驗就是為了尋找石英與赤鐵礦可浮性差異最大時六偏磷酸鈉的用量，實現(xiàn)試樣的高效脫硅。試驗固定苛性淀粉用量為400 g/t，DEK 用量為150 g/t，試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖2。

圖1 條件試驗流程

從圖2可以看出，當(dāng)六偏磷酸鈉用量為50～150 g/t時，隨著六偏磷酸鈉用量的增加，粗精礦鐵品位逐漸上升，鐵回收率逐漸下降，六偏磷酸鈉有選擇地抑制了鐵礦物;當(dāng)六偏磷酸鈉用量大于150 g/t以后，由于礦漿中六偏磷酸鈉濃度偏大，抑制劑的選擇性開始下降，各種礦物受抑制程度均加強，因而粗精礦鐵品位開始下降，鐵回收率逐漸上升。綜合考慮，確定六偏磷酸鈉粗選用量為150 g/t。

圖2 六偏磷酸鈉用量試驗結(jié)果

3.1.2 苛性淀粉用量試驗

赤鐵礦與石英的天然可浮性差異不十分顯著，浮選過程中容易產(chǎn)生相互混雜，分選效果往往不理想。而苛性淀粉是鐵礦反浮選常用的有機抑制劑，其在鐵礦分選中的作用機理與六偏磷酸鈉基本相同，即選擇性地吸附在目的礦物表面，使其表面親水，達到抑制礦物上浮的目的。試驗固定六偏磷酸鈉用量為150 g/t，DEK用量為150 g/t，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 苛性淀粉用量試驗結(jié)果

從圖3可以看出，當(dāng)苛性淀粉用量為200～500 g/t時，隨著淀粉用量的增加，粗精礦鐵品位逐漸上升，鐵回收率逐漸下降;當(dāng)?shù)矸塾昧看笥?00 g/t時，粗精礦鐵品位開始降低，鐵回收率逐漸上升。綜合考慮，確定苛性淀粉粗選用量為500 g/t。

3.1.3 DEK用量試驗

DEK為自制的陽離子反浮選捕收劑，與目前普遍采用的陽離子反浮選捕收劑十二胺相比，具有選擇性好、耐低溫、泡沫均勻穩(wěn)定且易消泡等特點，此外，該捕收劑對浮選給礦適應(yīng)能力也很強，在給礦含硅量較高或礦泥較多時仍然有很好的浮選效果。試驗固定六偏磷酸鈉用量為150 g/t，苛性淀粉用量為500 g/t，試驗結(jié)果見圖4。

從圖4可以看出，隨著DEK用量的增加，粗精礦鐵品位逐漸上升，鐵回收率逐漸下降。綜合考慮，確定DEK粗選用量為200 g/t。

圖4 DEK用量試驗結(jié)果

3.2 精掃選次數(shù)試驗

精掃選次數(shù)試驗流程見圖5，試驗結(jié)果見表3、表4。

圖5 精掃選次數(shù)試驗流程

表3 精選次數(shù)試驗結(jié)果 %

表4 掃選次數(shù)試驗結(jié)果 %

從表3可以看出，隨著粗、精選的進行，精礦鐵品位提高的幅度顯著下降，至第2次精選時，僅能提高精礦鐵品位1個百分點。因此，將精選次數(shù)確定為2次，對應(yīng)的精礦鐵品位為66.08%。

從表4可以看出，隨著掃選次數(shù)的增加，掃選尾礦鐵品位先顯著下降后降速趨緩。因此，確定掃選次數(shù)為3次，對應(yīng)的尾礦鐵品位為14.02%。

3.3 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎(chǔ)上進行了閉路試驗，試驗流程見圖6，試驗結(jié)果見表5。

圖6 閉路試驗流程

表5 閉路試驗結(jié)果 %

從表5可以看出，采用圖6所示的閉路流程處理該樣，可獲得鐵品位為66.02%、回收率為90.16%的鐵精礦。該試驗指標與現(xiàn)場生產(chǎn)指標相比，在精礦鐵品位下降0.78個百分點的情況下，回收率提高了5.88個百分點。

4 結(jié)論

(1)用陽離子反浮選捕收劑DEK與六偏磷酸鈉和苛性淀粉組成反浮選藥劑體系處理鞍山某磁選鐵精礦，與原陰離子反浮選體系相比，省去了脈石活化、氫氧化鈉調(diào)漿、蒸汽加溫(礦漿溫度30℃左右)等環(huán)節(jié)。

(2)采用1粗2精3掃流程處理該試樣，可以獲得鐵品位為66.02%、回收率為90.16%的鐵精礦，與生產(chǎn)指標相比，在精礦鐵品位下降0.78個百分點的情況下，回收率提高了5.88個百分點，試驗指標良好，可作為工藝技術(shù)改造的依據(jù)。

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