涂光富 王海亮

(1.河北鋼鐵集團(tuán)沙河中關(guān)鐵礦有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司)

河北某含鈷硫磁鐵礦石選礦工藝研究

涂光富1王海亮2

(1.河北鋼鐵集團(tuán)沙河中關(guān)鐵礦有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司)

河北某鐵礦石主要可以回收元素為鐵，伴生有價(jià)元素鈷硫可綜合回收。為開發(fā)利用該礦石，采用磁選—浮選流程進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：原礦磨細(xì)至-0.076 mm占65%后經(jīng)1粗1精弱磁選可以獲得鐵品位為66.85%、回收率為87.85%，硫含量為0.28%的鐵精礦；磁選尾礦經(jīng)1粗3精2掃鈷硫混合浮選，獲得了鈷含量為0.291 7%、硫含量為39.37%，鈷、硫回收率分別為66.89%、71.55%的鈷硫精礦。試驗(yàn)結(jié)果可以為該礦石開發(fā)利用提供依據(jù)。

鐵礦石 弱磁選 浮選

河北某鐵礦石主要有價(jià)元素為鐵，伴生硫、鈷等元素可綜合回收。為獲得鐵品位66%以上的鐵精礦，并同時(shí)回收礦石中鈷、硫有價(jià)元素，對(duì)其進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究[1-3]。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分分析

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵、硫物相分析結(jié)果分別見表2、表3。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

成分TFeSCoPCaOMgOSiO2Al2O3CuO含量40.971.930.0170.01912.184.827.781.120.036成分MnOK2ONa2OTiO2ZnOCr2O3NiOV2O5燒失含量0.0720.160.160.0460.0050.0040.0050.01710.56

表2 礦石鐵物相分析結(jié)果 %

表3 礦石硫物相分析結(jié)果 %

由表1可知，礦石中主要有價(jià)元素為鐵，伴生可回收元素為鈷和硫，有害元素磷含量較低，礦石屬堿性鐵礦石。

由表2可知：礦石中鐵主要以磁鐵礦形式存在，分布率為85.84%；其次以碳酸鐵及硅酸鐵形式存在，分布率分別為5.20%和4.47%。

由表3可知，礦石中硫主要以硫化物形式存在，分布率為84.46%。

1.2 礦石礦物組成及含量

對(duì)礦石進(jìn)行X射線衍射分析和礦物含量分析，結(jié)果分別見圖1和表4。

圖1 原礦XRD分析結(jié)果

表4 原礦礦物含量分析結(jié)果 %

1.3 原礦不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品解離度分析

將原礦分別磨細(xì)至-0.076mm占40%，45%，55%，65%，75%，85%，95%，進(jìn)行主要有用礦物單體解離度分析，結(jié)果見表5。

表5 原礦不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品解離度分析 %

粒度(-0.076mm)礦物單體連生體>3/43/4～2/42/4～1/4<1/4合計(jì)40磁鐵礦66.3123.217.092.011.38100.00(鈷)黃鐵礦62.4823.868.124.051.49100.00脈石75.8024.20100.0045磁鐵礦79.7914.363.211.880.76100.00(鈷)黃鐵礦74.5215.195.273.851.17100.00脈石83.4516.55100.0055磁鐵礦82.5213.822.481.640.55100.00(鈷)黃鐵礦78.2814.773.312.660.98100.00脈石86.7513.25100.0065磁鐵礦84.4711.811.731.260.73100.00(鈷)黃鐵礦83.5911.432.181.950.85100.00脈石89.7310.27100.0075磁鐵礦86.2810.031.931.120.64100.00(鈷)黃鐵礦85.3710.671.981.270.71100.00脈石90.319.69100.0085磁鐵礦88.138.621.650.980.62100.00(鈷)黃鐵礦87.259.411.710.990.64100.00脈石91.258.75100.0095磁鐵礦91.016.730.860.780.62100.00(鈷)黃鐵礦90.357.360.970.790.53100.00脈石92.167.84100.00

表5表明：隨著磨礦細(xì)度的增加，礦物解離度提高；當(dāng)-0.076mm占65%時(shí)，磁鐵礦和(鈷)黃鐵礦單體解離度分別為84.47%和83.59%，其余主要是以>3/4的富連生體形式存在，繼續(xù)細(xì)磨后解離度提高不多，因此對(duì)該礦磁鐵礦、(鈷)黃鐵礦進(jìn)行選別，主要是分離富集單體和>3/4的富連生體。

綜合來看，試驗(yàn)礦石屬單一磁鐵礦，易磨易選。伴生鈷主要是以類質(zhì)同象形式置換黃鐵礦中的鐵，形成鈷黃鐵礦，對(duì)樣品中不同鈷黃鐵礦顆粒進(jìn)行EDS分析，結(jié)果表明：鈷黃鐵礦平均含鈷1.82%，含鐵46.22%。硫鈷礦需通過浮選回收。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 原礦不同磨礦細(xì)度弱磁選試驗(yàn)

采用圖2所示1粗1精磁選流程進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為：粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度159.24kA/m、上升水量15mL/s，精選磁場(chǎng)強(qiáng)度95.54kA/m、上升水量20mL/s。試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖2 原礦弱磁選試驗(yàn)流程

表6 原礦不同磨礦細(xì)度弱磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可以看出：隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦鐵品位升高，硫和鈷的含量降低，當(dāng)磨礦細(xì)度為 -0.076mm占65%時(shí)，可獲得鐵品位為66.75%、回收率為88.04%，硫含量為0.27%、鈷含量為 0.006 4%的鐵精礦。確定磨礦細(xì)度為-0.076mm占65%。

2.2 弱磁粗選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

將原礦磨細(xì)至-0.076mm占65%，在上升水量為15mL/s條件下進(jìn)行弱磁粗選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果見表7。

表7 弱磁粗選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表7可以看出：隨著弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，粗精礦鐵品位小幅降低，鐵作業(yè)回收率逐漸升高。綜合考慮，確定弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度為159.24kA/m。

2.3 弱磁精選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

對(duì)最佳條件下獲得的粗精礦在上升水量為20mL/s條件下進(jìn)行弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)，結(jié)果見表8。

表8 弱磁精選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表8可以看出：隨著弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度升高，鐵精礦鐵品位小幅下降，鐵作業(yè)回收率逐漸升高。綜合考慮，選擇弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.54kA/m。

2.4 弱磁選尾礦浮鈷硫捕收劑種類比較試驗(yàn)

將磁選粗選尾礦與精選尾礦合并后，采用圖3所示流程進(jìn)行鈷硫混合浮選捕收劑種類試驗(yàn)，結(jié)果見表9。從表9可以看出：采用丁黃藥或AT-406進(jìn)行鈷硫浮選選別效果較好，且結(jié)果相近，綜合考慮，選擇丁黃藥作為鈷硫浮選的捕收劑。此時(shí)可以獲得硫品位為39.37%、回收率為71.55%，鈷品位為0.291 7%、回收率為66.89%的硫鈷精礦。

圖3 鈷硫浮選捕收劑種類試驗(yàn)流程

3 產(chǎn)品考察

對(duì)試驗(yàn)所得鐵精礦產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)多元素分析結(jié)果見表10。

表10 鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

成分TFeSCoPCaOMgOSiO2Al2O3含量66.870.280.00620.0101.461.932.020.33成分MnOK2ONa2OTiO2ZnOV2O5CuO含量0.0410.0500.140.0200.0040.0140.002

由表10可知，全流程試驗(yàn)獲得的鐵精礦w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=1.44，屬堿性鐵精粉。

4 結(jié) 論

原礦在磨礦粒度為-0.076 mm占65%條件下，經(jīng)過1粗1精磁選、磁選尾礦1粗3精2掃選硫，可以獲得產(chǎn)率為53.70%，鐵品位大于66%，鐵回收率為88.13%的鐵精礦，同時(shí)還可以獲得鈷含量為0.291 7%、硫含量為39.37%的鈷硫精礦，鈷、硫回收率分別為66.89%、71.55%。

[1] 曹異生.世界鈷工業(yè)現(xiàn)狀及前景展望[J].中國金屬通報(bào),2007,42:30-34.

[2] 劉亞輝,喻明理.海鋼公司鋼鈷選礦實(shí)踐[J].海南礦冶,1998(1):7-8.

[3] 蘭瑋鋒,米璽學(xué).從氧化鈷礦石中提取鈷的試驗(yàn)研究[J].濕法冶金,2008(4):230-233.

2015-05-18)

涂光富(1985—)，男，工程師，054100 河北省邢臺(tái)市沙河白塔鎮(zhèn)。