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        貴州某高鋁硅赤鐵礦石選礦試驗

        2014-08-25 08:28:34劉安榮聶登攀趙偉毅王振杰吳素彬
        金屬礦山 2014年1期
        關(guān)鍵詞:赤鐵礦丙烯酰胺磨礦

        劉安榮 聶登攀 趙偉毅 王振杰 吳素彬 薛 安

        (貴州省冶金化工研究所,貴州貴陽550002)

        鐵礦石是我國國民經(jīng)濟的主要原料,雖然我國鐵礦石總儲量超過400億t[1],但經(jīng)過數(shù)10年的大規(guī)模開采,富鐵或易選的鐵礦石資源日漸枯竭,待開發(fā)的大多數(shù)是“貧、細、雜”難選鐵礦石資源[2-4]。微細粒高鋁硅貧赤鐵礦石是難開發(fā)利用鐵礦石中的突出代表,在我國貴州、湖北、湖南、云南、廣西等地有廣泛分布[5]。由于此類鐵礦石中雜質(zhì)SiO2和Al2O3含量較高,在高爐煉鐵中,會影響高爐的順行和成本控制[6]。因此,對高鋁硅貧赤鐵礦石進行有效的降鋁降硅是開發(fā)此類鐵礦石的基本前提。

        目前,國內(nèi)外關(guān)于此類鐵礦石開發(fā)利用研究的報道大都圍繞焙燒—弱磁選工藝進行[7-9],雖然產(chǎn)品指標較理想,但該工藝的高能耗、高成本、高污染問題較難突破。本研究采用選擇性絮凝—反浮選工藝對貴州赫章某高鋁硅貧赤鐵礦石進行了選礦試驗。

        1 試驗礦石

        試驗礦石取自貴州赫章某大型赤鐵礦山,主要礦物及含量見表1,主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表2,鐵物相分析結(jié)果見表3。

        表1 礦石的礦物成分及含量Table 1 Mineral composition and content of the ore%

        表2 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 2 Main chemical composition analysis of the ore%

        表3 礦石鐵物相分析結(jié)果Table 3 Iron phase analysis of the ore %

        從表1可看出,礦石中鐵礦物主要為赤鐵礦,脈石礦物主要有石英、高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙脫石、白云石和膠磷礦等。

        從表2可看出,礦石鐵品位為40.30%;SiO2和Al2O3含量較高,分別為15.98%和12.45%,結(jié)合表1可知,鋁硅主要以石英和鋁硅酸鹽礦物形式存在,是拋尾的主要對象;有害元素S、P含量均較低;礦石的堿性系數(shù)為0.14。

        從表3可看出,礦石中的鐵絕大部分為赤(褐)鐵,占總鐵量的98.66%,磁性鐵僅占0.02%,其他鐵占有率均不足1%,回收目的礦物明確。

        2 試驗藥劑、試驗設(shè)備及試驗方法

        2.1 試驗藥劑

        試驗藥劑見表4。

        表4 試驗所用藥劑Table 4 Reagents used in the experiment

        2.2 試驗主要設(shè)備

        試驗主要設(shè)備見表5。

        表5 試驗主要設(shè)備Table 5 Major equipment used in the experiment

        2.3 試驗方法

        (1)絮凝沉降脫泥試驗。首先稱取碎至3~0 mm的礦石300 g于錐形球磨機中磨至一定細度后倒入5 000 mL量筒中,依次加水、pH調(diào)節(jié)劑、分散劑,分散終了后加絮凝劑攪拌、絮凝、沉降,待礦粒沉降穩(wěn)定后用吸管吸出上層礦漿,然后重復(fù)上述步驟完成第2次脫泥,得脫泥產(chǎn)物。

        (2)反浮選試驗。脫泥產(chǎn)物濃縮、脫水至無流態(tài)水后移至單槽浮選機中進行反浮選。

        3 試驗結(jié)果與討論

        3.1 絮凝脫泥試驗

        絮凝脫泥試驗流程見圖1。

        圖1 絮凝試驗流程Fig.1 Flowsheet of the flocculating test

        3.1.1 磨礦細度對絮凝脫泥效果的影響

        在礦漿pH=9(NaOH總用量為2 000 g/t)、分散劑Na2SiO3總用量為240 g/t、絮凝劑改性聚丙烯酰胺總用量為600 g/t(一、二次脫泥藥劑用量均相同)條件下進行不同磨礦細度下的絮凝脫泥試驗,結(jié)果見表6。

        表6 磨礦細度對絮凝脫泥效果的影響Table 6 Influence of grinding fineness on flocculating desliming

        從表6可看出,磨礦細度對絮凝脫泥效果影響較顯著:提高磨礦細度,脫泥產(chǎn)物鐵品位上升、鐵回收率下降。綜合考慮,確定磨礦細度為-0.045 mm占88%。

        3.1.2 NaOH用量對絮凝脫泥效果的影響

        由于堿性環(huán)境下有利于赤鐵礦的絮凝沉降[10],因此,在磨礦細度為-0.045 mm占88%,每次脫泥Na2SiO3用量均為120 g/t,改性聚丙烯酰胺均為300 g/t條件下進行了NaOH單次用量試驗,結(jié)果見圖2。

        圖2 NaOH單次用量試驗結(jié)果Fig.2 The result on dosage of NaOH of single test□—品位;●—回收率

        從圖2可看出,隨著NaOH用量的增加,脫泥產(chǎn)物鐵品位及鐵回收率均先升后降,當(dāng)NaOH單次用量為1 000 g/t時,脫泥產(chǎn)物鐵品位及鐵回收率均最高。因此,確定NaOH單次用量為1 000 g/t,對應(yīng)的礦漿pH=9。

        3.1.3 Na2SiO3用量對絮凝脫泥效果的影響

        在磨礦細度為-0.045 mm占88%,每次脫泥NaOH用量均為1 000 g/t,改性聚丙烯酰胺均為300 g/t條件下進行了Na2SiO3單次用量試驗,結(jié)果見圖3。

        圖3 Na2 SiO3單次用量試驗結(jié)果Fig.3 The result on dosage of Na2 SiO3 of single test□—品位;●—回收率

        從圖3可看出,隨著Na2SiO3用量的增加,脫泥產(chǎn)物鐵品位及鐵回收率均先升后降,當(dāng)Na2SiO3單次用量為90 g/t時,脫泥產(chǎn)物鐵品位及鐵回收率均最高。因此,確定Na2SiO3單次用量為90 g/t。

        3.1.4 改性聚丙烯酰胺用量對絮凝脫泥效果的影響

        在磨礦細度為-0.045 mm占88%,每次脫泥NaOH用量均為1 000 g/t,Na2SiO3均為90 g/t條件下進行了改性聚丙烯酰胺單次用量試驗,結(jié)果見圖4。

        圖4 改性聚丙烯酰胺單次用量試驗結(jié)果Fig.4 The result on dosage of modified polypropylene acylamine of single test□—品位;●—回收率

        從圖4可看出,隨著改性聚丙烯酰胺用量的增加,脫泥產(chǎn)物鐵品位及鐵回收率均先升后降,當(dāng)改性聚丙烯酰胺單次用量為300 g/t時,脫泥產(chǎn)物鐵品位及鐵回收率均最高,分別為54.05%、71.98%。因此,確定改性聚丙烯酰胺單次用量為300 g/t。

        3.2 反浮選試驗

        反浮選試驗流程見圖5。

        圖5 反浮選試驗流程Fig.5 Flowsheet of the reverse flotation

        3.2.1 活化劑CaO用量試驗

        活化劑CaO用量試驗固定鐵礦物抑制劑改性淀粉用量為1 400 g/t,自制高效捕收劑MS粗選為350 g/t、精選為50 g/t,試驗結(jié)果見表7。

        從表7可看出,隨著活化劑CaO用量的增加,精礦鐵品位及鐵作業(yè)回收率均先升后降,尾礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率均先降后升。因此,確定CaO用量為1 000 g/t。

        3.2.2 改性淀粉用量試驗

        改性淀粉用量試驗固定CaO用量為1 000 g/t,MS粗選為350 g/t、精選為50 g/t,試驗結(jié)果見表8。

        從表8可看出,隨著改性淀粉用量的增加,精礦鐵品位先升后降、鐵作業(yè)回收率上升,尾礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率均先降后升。因此,確定改性淀粉用量為1 400 g/t。

        表7 CaO用量試驗結(jié)果Table 7 The result on dosage of CaO

        表8 改性淀粉用量試驗結(jié)果Table 8 The result on dosage of modified starch

        3.2.3 MS粗選用量試驗

        MS粗選用量試驗固定CaO用量為1 000 g/t,改性淀粉為1 400 g/t,MS精選用量為50 g/t,試驗結(jié)果見表9。

        表9 MS粗選用量試驗結(jié)果Table 9 The result on various of the total MS dosage

        從表9可看出,隨著MS粗選用量的增加,精礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率均先升后降,尾礦鐵作業(yè)回收率上升。當(dāng)MS粗選用量為300 g/t時,精礦鐵品位為64.48%,鐵作業(yè)回收率為51.28%,試驗指標較好,因此,確定MS粗選用量為300 g/t。

        3.3 閉路試驗

        在條件試驗基礎(chǔ)上進行了閉路試驗,試驗流程見圖6,試驗結(jié)果見表10。

        圖6 閉路試驗流程Fig.6 Flowsheet of the closed circuit operation

        表10 閉路試驗結(jié)果Table 10 The result of closed circuit operation %

        從表10可看出,采用圖6所示的工藝流程處理該礦石,可獲得鐵品位為61.20%,SiO2和Al2O3含量分別為6.30%和2.58%,鐵回收率為66.48%的鐵精礦。

        4 結(jié)論

        (1)貴州赫章某貧赤鐵礦石具有典型的高硅鋁、低硫磷特征,鐵品位為40.30%,SiO2、Al2O3含量分別為15.98%、12.45%,赤褐鐵礦中的鐵占總鐵量的98.66%,鐵礦物嵌布粒度微細,屬典型難選赤鐵礦石。

        (2)在磨礦細度為-0.045 mm占88%的情況下,經(jīng)2次絮凝沉降脫泥,1粗1精1掃、中礦順序返回閉路反浮選流程處理,可獲得鐵品位為61.20%,SiO2和Al2O3含量分別為6.30%和2.58%,鐵回收率為66.48%的合格鐵精礦。

        (3)該工藝流程較簡單,生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本均較低,對確定同類鐵礦石資源的開發(fā)方案具有一定的借鑒意義。

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