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        河北某低品位磷鐵礦石選礦試驗(yàn)

        2013-10-31 02:35:42趙丙輝史有俊康志謙田江濤
        金屬礦山 2013年7期

        趙丙輝 史有俊 康志謙 葛 敏 田江濤 危 剛

        (河北省地礦中心實(shí)驗(yàn)室)

        我國(guó)較高品位的磷礦資源主要分布在云南等南部省區(qū),河北地區(qū)缺乏較高品位的磷礦資源,僅分布有大量低品位磷鐵共生礦,屬磁鐵礦-磷灰石型共生礦。該類資源具有分布廣、出露地表、風(fēng)化程度較高、開(kāi)采與碎磨成本低等特點(diǎn)。開(kāi)發(fā)利用此類資源不僅生產(chǎn)成本較低、經(jīng)濟(jì)效益較好,而且對(duì)緩解我國(guó)鐵礦資源的不足以及南磷北調(diào)成本高等問(wèn)題具有重要意義。

        1 礦石性質(zhì)

        1.1 礦石成分

        河北某磷鐵礦石中主要礦物為輝石,約占礦石礦物總量的63%,黑云母、磁鐵礦、磷灰石、正長(zhǎng)石等含量均在5% ~12%之間,赤鐵礦、鈦鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等少量或微量。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1,鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

        從表1、表2可以看出,礦石中磷含量較高,達(dá)2.39%;鐵含量達(dá)13.58%,以磁性鐵為主,占總鐵量的50.44%,硅酸鐵含量也較高,其他鐵含量較低。磷和鐵有回收價(jià)值。

        表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

        表2 礦石鐵物相分析結(jié)果 %

        1.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

        礦石為含磷鐵黑云母輝石巖,具有超基性巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn),結(jié)構(gòu)為自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、固溶體分解結(jié)構(gòu);構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造。

        礦石中的磷灰石自形程度較高,大多呈自形-半自形晶粒狀,少數(shù)為他形晶粒狀,粒度大小不等,磷灰石在礦石中呈均勻、無(wú)定向的浸染狀分布。磁鐵礦呈半自形-他形晶粒狀,多數(shù)呈均勻、無(wú)定向浸染狀分布,局部填隙于早結(jié)晶的輝石粒間,其顆粒中包含磷灰石顆粒,或粒間分布有磷灰石,和輝石、黑云母連生。

        2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        考慮“先磁后浮”流程浮選作業(yè)礦漿濃度較低,浮選成本較高,且磁選鐵精礦含磷較高等因素,決定采用“先浮后磁”流程進(jìn)行試驗(yàn)研究。

        2.1 選磷試驗(yàn)

        磷粗選試驗(yàn)按圖1所示的流程進(jìn)行。

        圖1 磷粗選試驗(yàn)流程

        2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

        磨礦細(xì)度試驗(yàn)的碳酸鈉用量為2 kg/t,水玻璃為 1 kg/t,CMC 為 200 g/t,H907為 500 g/t,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

        圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

        從圖2可以看出,隨著磨礦細(xì)度的提高,磷粗精礦P2O5品位和回收率均先上升后下降,當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm占58.5%時(shí),磷粗精礦P2O5品位和回收率同時(shí)達(dá)到最高值。因此,確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.5%。

        2.1.2 H907用量試驗(yàn)

        H907用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為 -0.074 mm 58.5%,碳酸鈉用量 2 kg/t,水玻璃為 1 kg/t,CMC為200 g/t,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

        圖3 H907用量試驗(yàn)結(jié)果

        從圖3可以看出,H907用量從250 g/t增加至500 g/t,磷粗精礦P2O5品位和回收率均上升;繼續(xù)增加H907用量,磷粗精礦P2O5品位下降,回收率維持在高位。因此,確定磷粗選的H907用量為500 g/t。

        2.1.3 碳酸鈉用量試驗(yàn)

        碳酸鈉用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.5% ,H907用量為 500 g/t,水玻璃為 1 kg/t,CMC為200 g/t,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

        圖4 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

        從圖4可以看出,隨著碳酸鈉用量的增加,磷粗精礦P2O5品位上升,回收率先上升后下降。綜合考慮,確定磷粗選的碳酸鈉用量為1.5 kg/t。

        2.1.4 水玻璃用量試驗(yàn)

        水玻璃用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.5%,碳酸鈉用量 1.5 kg/t,CMC 為 200 g/t,H907用量為500 g/t,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

        圖5 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

        從圖5可以看出,隨著水玻璃用量的增加,磷粗精礦P2O5品位上升,回收率下降。綜合考慮,確定磷粗選的水玻璃用量為1 kg/t。

        2.1.5 CMC用量試驗(yàn)

        CMC用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 58.5%,碳酸鈉用量1.5 kg/t,水玻璃為1.0 kg/t,H907用量為500 g/t,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

        圖6 CMC用量試驗(yàn)結(jié)果

        從圖6可以看出,隨著CMC用量的增加,磷粗精礦P2O5品位下降,回收率上升。綜合考慮,確定磷粗選的CMC用量為200 g/t。

        2.1.6 浮磷閉路試驗(yàn)

        在選磷條件試驗(yàn)和開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路流程試驗(yàn),試驗(yàn)流程見(jiàn)圖7,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

        圖7 浮磷閉路試驗(yàn)流程

        表3 浮磷閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

        從表3可以看出,采用圖7所示的閉路流程處理該礦石,可以獲得P2O5品位為34.19%、回收率為95.24%的磷精礦;浮磷尾礦 P2O5品位為0.12%,鐵品位為15.05%,鐵回收率為99.89%。浮選尾礦較低的磷品位為獲得低磷鐵精礦創(chuàng)造了條件。

        2.2 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

        弱磁選鐵試驗(yàn)的給礦為閉路選磷試驗(yàn)的尾礦,試驗(yàn)設(shè)備為50 mm磁選管,弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)采用1次弱磁選流程,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

        表4 弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)鐵粗精礦指標(biāo)

        從表4可以看出,提高弱磁粗選作業(yè)磁場(chǎng)強(qiáng)度,鐵粗精礦鐵品位小幅下降、鐵回收率小幅上升。綜合考慮,確定弱磁粗選作業(yè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為119.43 kA/m。

        2.3 全流程試驗(yàn)

        在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了圖8所示的全流程試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

        圖8 全流程試驗(yàn)流程

        表5 全流程試驗(yàn)結(jié)果 %

        從表5可以看出,該礦石采用圖8所示的流程處理,可以獲得P2O5品位為34.19%、含鐵0.23%、P2O5回收率為95.24%的磷精礦,以及鐵品位為64.31%、P2O5含量0.11%、全鐵回收率48.86%、磁性鐵回收率97.88%的鐵精礦。

        3 結(jié)語(yǔ)

        (1)河北某低品位磷鐵礦石出露地表、風(fēng)化程度較高、開(kāi)采與碎磨成本較低,具有一定的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

        (2)礦石為含磷鐵黑云母輝石巖,有用礦物為磷灰石和磁鐵礦;脈石礦物主要有輝石和黑云母等,其他礦物含量較少。磷灰石自形程度較高,在礦石中呈均勻、無(wú)定向的浸染狀分布;磁鐵礦多數(shù)呈均勻、無(wú)定向浸染狀分布,局部填隙于早結(jié)晶的輝石粒間,輝石顆粒中包含磷灰石顆粒,或粒間分布有磷灰石,和輝石、黑云母連生。

        (3)采用1粗3精1掃、中礦順序返回流程優(yōu)先選磷,選磷尾礦1粗1精弱磁選選鐵,可以獲得P2O5品位為34.19%、含鐵0.23%、P2O5回收率為95.24%的磷精礦,以及鐵品位為64.31%、P2O5含量0.11%、全鐵回收率48.86%、磁性鐵回收率97.88%的鐵精礦。

        [1] 楊麗珍.我國(guó)北方低品位磷礦資源及開(kāi)發(fā)利用[J].中國(guó)地質(zhì),2007(2):315-323.

        [2] 楊麗珍,王竹生.新型捕收劑用于礬山磷礦的選礦試驗(yàn)研究[J].化工礦山技術(shù),1993(2):32-33.

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