王偉之 趙禮兵 陳麗平 張慶峰
(1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,河北 唐山 063009;2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,河北 唐山 063009;3.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司司家營鐵礦,河北 唐山 063000)
某磁選鐵精礦浮選柱陽離子反浮選試驗(yàn)
王偉之1,2趙禮兵1陳麗平1張慶峰3
(1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,河北 唐山 063009;2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,河北 唐山 063009;3.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司司家營鐵礦,河北 唐山 063000)
冀東某選礦廠磁選鐵精礦粒度較細(xì)(-0.074 mm占91.60%),鐵礦物單體解離度高達(dá)94.4%,且在細(xì)粒級明顯富集。為了進(jìn)一步提高該精礦鐵品位,以現(xiàn)場流程精礦為試樣、以微泡逆流接觸式浮選柱為分選設(shè)備、以GE-609為陽離子反浮選捕收劑,進(jìn)行了提鐵降硅試驗(yàn)。結(jié)果表明,在粗選給礦濃度為35%、給礦速度為893 mL/min、GE-609用量為60 g/t、充氣量為2.0 L/min、泡沫層高度為30 cm情況下,采用1粗2掃、中礦順序返回流程處理該試樣,可獲得鐵品位為68.12%、鐵回收率為98.88%的鐵精礦,尾礦鐵品位僅為9.92%,表明微泡逆流接觸式浮選柱和陽離子捕收劑GE-609適用于該試樣的反浮選提鐵降硅。
浮選柱 陽離子捕收劑GE-609 反浮選 提鐵降硅
隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的不斷推進(jìn)與完善,企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益成了一種自覺行為。由于提高入爐原料品質(zhì)是鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效最有效的手段,因此,各鋼廠紛紛通過價(jià)格手段來引導(dǎo)選鐵廠生產(chǎn)高品位鐵精礦。在價(jià)格機(jī)制的引導(dǎo)下,選鐵廠也就有了通過工藝技術(shù)進(jìn)步來提高鐵精礦品質(zhì)的積極性。
從10余年的生產(chǎn)實(shí)踐看,最常見的提鐵手段是磁選鐵精礦反浮選脫硅,其中反浮選捕收劑的選擇是決定提鐵降硅效果好壞的關(guān)鍵。磁選鐵精礦反浮選捕收劑通常分為2大類——陰離子捕收劑和陽離子捕收劑[1-3]。相比較而言,陰離子反浮選工藝存在成本高、藥劑制度復(fù)雜的弊端[4-5];而陽離子反浮選工藝雖普遍被我國選礦界所接受,但其浮選過程中泡沫量非常大,使用浮選機(jī)刮板刮泡,刮板易損壞,不利于生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定,因而采用浮選柱替代浮選機(jī),實(shí)現(xiàn)泡沫自溢,可以減少設(shè)備故障率、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[6-7]。本試驗(yàn)將以微泡逆流接觸式浮選柱為分選設(shè)備,對冀東某選礦廠磁選鐵精礦進(jìn)行陽離子反浮選脫硅提鐵研究。
試驗(yàn)所用礦樣為冀東某選礦廠的最終磁選鐵精礦,鐵品位為63.92%,磁鐵礦占礦物總量的90%左右,脈石礦物主要為石英。試樣中鐵礦物單體解離度測定結(jié)果見表1,粒度篩析結(jié)果見表2。
表1 試樣中鐵礦物單體解離度測定結(jié)果
Table 1 Degree of mono-iron liberation in the sample %
表2 試樣粒度篩析結(jié)果Table 2 Particle size analysis of the sample
由表1可知,試樣中鐵礦物單體解離度較高,達(dá)94.4%,不同程度的連生體的量相差較小,均在1.1%~1.9%。
由表2可知,試樣中細(xì)粒級鐵品位較高,表明連生體主要集中在較粗粒級。
反浮選試驗(yàn)設(shè)備為湖南中工礦業(yè)工程技術(shù)有限公司研制的微泡逆流接觸式浮選柱(規(guī)格為φ50 mm×2 000 mm),其結(jié)構(gòu)示意見圖1。其微泡發(fā)生器所產(chǎn)生的氣泡小而均勻、表面積大,與礦粒有充分的接觸機(jī)會,適用于微細(xì)粒礦物的回收;其給礦泵和排料泵采用蠕動泵,流量范圍為1~1 280 mL/min可調(diào),有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
圖1 微泡逆流接觸式浮選柱結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic diagram of micro-bubble countercurrent contacting flotation column
3.1 捕收劑GE-609用量試驗(yàn)
陽離子捕收劑GE-609為武漢理工大學(xué)研制的新型陽離子捕收劑,使用時(shí)配制成質(zhì)量濃度為1%的溶液。GE-609用量試驗(yàn)采用1次粗選流程,試驗(yàn)固定給礦濃度為30%、給礦速度為893 mL/min、充氣量為3.0 L/min、泡沫層高度為30 cm,試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 捕收劑GE-609用量試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Test results under different dosage of collector GE-609
由表3可知,隨著GE-609用量的增大,粗精礦鐵品位先上升后維持在高位,鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢。綜合考慮,確定GE-609粗選用量為60 g/t。
3.2 浮選柱操作參數(shù)確定試驗(yàn)
3.2.1 充氣量試驗(yàn)
浮選過程實(shí)質(zhì)上就是氣泡的礦化過程。對確定的設(shè)備來說,充氣量的大小決定了氣泡質(zhì)量的好壞。如果充氣量太小,形成的氣泡量少而易破;如果充氣量過大,會導(dǎo)致礦漿在柱體內(nèi)翻滾,泡沫層受到破壞甚至消失。因此,充氣量的大小會直接影響選別指標(biāo)[8]。
浮選柱充氣量試驗(yàn)采用1次粗選流程,試驗(yàn)固定GE-609用量為60 g/t、給礦濃度為30%、給礦速度為893 mL/min、泡沫層高度為30 cm,試驗(yàn)結(jié)果見表4。
由表4可知,隨著充氣量的增大,粗精礦鐵品位上升,鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢。綜合考慮,確定充氣量為2.0 L/min。
表4 充氣量試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test results under different inflating volume
3.2.2 給礦濃度試驗(yàn)
給礦濃度是浮選過程中重要的工藝因素,對浮選指標(biāo)、處理能力等都有較大影響[9]。給礦濃度試驗(yàn)采用1次粗選流程,試驗(yàn)固定GE-609用量為60 g/t、充氣量為2.0 L/min、給礦速度為893 mL/min、泡沫層高度為30 cm,試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 給礦濃度試驗(yàn)結(jié)果
Table 5 Test results under different feed density %
由表5可知,隨著給礦濃度的提高,粗精礦鐵品位下降,鐵回收率上升。綜合考慮,確定給礦濃度為35%。
3.2.3 給礦速度試驗(yàn)
給礦速度直接影響浮選柱的處理量和浮選指標(biāo),是決定浮選柱規(guī)格和數(shù)量的重要參數(shù)[10]。給礦速度試驗(yàn)采用1次粗選流程,試驗(yàn)固定GE-609用量為60 g/t、充氣量為2.0 L/min、給礦濃度為35%、泡沫層高度為30 cm,試驗(yàn)結(jié)果見表6。
表6 給礦速度試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Test results under different feed speed
由表6可知,隨著給礦速度的提高,粗精礦鐵品位先升后降,鐵回收率下降明顯。綜合考慮,確定浮選柱給礦速度為893 mL/min。
3.3 流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)
試驗(yàn)確定條件下1次粗選即可獲得鐵品位高達(dá)70.06%的精礦,但尾礦鐵品位仍達(dá)29.10%。因此,必須增加掃選作業(yè)以降低尾礦鐵品位、提高精礦鐵回收率。流程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是開路掃選次數(shù)試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖2,試驗(yàn)結(jié)果見表7。
圖2 浮選柱1粗2掃開路浮選流程Fig.2 Open circuit flowsheet of one roughing and two scavenging with flotation column表7 開路流程試驗(yàn)結(jié)果
Table 7 Results of open circuit tests %
由表7可見,采用1粗2掃反浮選流程處理該試樣,可獲得鐵品位為70.06%、鐵回收率為93.18%的鐵精礦,且尾礦鐵品位已降至8.12%。因此,確定掃選次數(shù)為2次。
3.4 閉路試驗(yàn)
在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖3,試驗(yàn)結(jié)果見表8。
圖3 浮選柱浮選閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet of closed circuit tests with flotation column表8 閉路試驗(yàn)結(jié)果
Table 8 Results of closed circuit test %
由表8可知,以微泡逆流接觸式浮選柱為反浮選設(shè)備、以GE-609為反浮選捕收劑,采用1粗2掃、中礦順序返回流程處理該試樣,可獲得鐵品位為68.12%、鐵回收率為98.88%的鐵精礦,尾礦鐵品位降至9.92%。
(1)冀東某選礦廠磁選鐵精礦粒度較細(xì),-0.074 mm占91.60%,磁鐵礦占礦物總量的90%左右,脈石礦物主要為石英,磁鐵礦單體解離度高達(dá)94.4%,鐵礦物在細(xì)粒級有明顯的富集現(xiàn)象。
(2)以微泡逆流接觸式浮選柱為反浮選設(shè)備、以GE-609為反浮選捕收劑,采用1粗2掃、中礦順序返回流程處理該試樣,可獲得鐵品位為68.12%、鐵回收率為98.88%的鐵精礦,尾礦鐵品位降至9.92%,表明該浮選柱對微細(xì)粒礦物的回收效果較好。
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(責(zé)任編輯 羅主平)
Cationic Reverse Flotation of a Magnetic Iron Concentrate Using Flotation Column
Wang Weizhi1,2Zhao Libing1Chen Liping1Zhang Qingfeng3
(1.CollegeofMiningEngineering,HebeiUnitedUniversity,Tangshan063009,China;2.MiningDevelopmentandSafetyTechnologyKeyLabofHebeiProvince,Tangshan063009,China;3.SijiayingIronMine,HebeiIronSteelGroupMiningCo.,Ltd.,Tangshan063000,China)
The magnetic iron concentrate (91.60% -0.074 mm) of an iron plant in eastern Hebei province is fine disseminated.Its degree of iron liberation reaches 94.4%,and is obviously enriched in fine fractions.In order to increase the iron grade of the concentrate,iron increase and silicon reduction experiments was carried out with on-site concentrate as the object,micro-bubble countercurrent contacting flotation column as equipment,and GE-609 as the cationic reverse flotation collector.The results showed that iron concentrate with iron grade of 68.12%,recovery of 98.88% were obtained with pulp density of 35%,feeding speed of 893 mL/min,GE-609 dosage of 60 g/t,inflating volume of 2.0 L/min,foam layer of 30 cm through process of one roughing,two scavenging,middles back to the flow-sheet in turn,and 9.92% iron in iron tailings.It indicates that it is rational to deal the ore with micro-bubble countercurrent contacting flotation column and cationic collector GE-609.
Flotation column,Cationic collector GE-609,Reverse flotation,Iron increase and silicon reduction
2014-02-17
國家國際科技合作專項(xiàng)(編號:2012DFR70320),唐山市科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號:12140208A-19)。
王偉之(1974—),女,副教授,博士。
TD456,TD923+.7
A
1001-1250(2014)-05-087-04