吳文紅 吳承優(yōu) 王秋林 陳國(guó)巖

(1.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司；2.長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司；3.關(guān)寶山礦業(yè)有限公司)

鞍鋼關(guān)寶山鐵礦屬于貧氧化礦，具有嵌布粒度細(xì)、礦物組成復(fù)雜、分選難度大等特點(diǎn)[1]，工業(yè)上采用脂肪酸類捕收劑對(duì)其弱磁加強(qiáng)磁選混磁精礦進(jìn)行反浮選生產(chǎn)，然而該浮選生產(chǎn)工藝的全鐵回收率較低，并且還需通過(guò)燃煤加溫礦漿至35℃以上。這種加溫浮選工藝不僅增加浮選作業(yè)能耗成本，而且難以適應(yīng)國(guó)家對(duì)企業(yè)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)方面的要求[2-3]，特別是對(duì)于東北地區(qū)的選礦廠，其環(huán)境溫度較低而加溫浮選能耗較大。因此，為了降低選礦廠的浮選能耗成本，提高選礦廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)解決相應(yīng)的環(huán)境問(wèn)題，研發(fā)高效、高選擇性、耐低溫、節(jié)能環(huán)保的鐵礦浮選藥劑具有重大意義[4]。

為此，針對(duì)關(guān)寶山鐵礦的加溫浮選生產(chǎn)現(xiàn)狀，研究嘗試采用長(zhǎng)沙礦冶研究院研發(fā)的高效低溫浮選捕收劑，在礦漿溫度為20 ℃的條件下對(duì)關(guān)寶山鐵礦進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，為高效開(kāi)發(fā)利用關(guān)寶山鐵礦，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、降本增效提供技術(shù)依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣為關(guān)寶山鐵礦現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)流程中的混磁精(入浮給礦)，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，粒度分析結(jié)果見(jiàn)表2。經(jīng)鏡下鑒定和X射線衍射分析研究表明，試樣中有用礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、假象赤鐵礦，次為少量的褐鐵礦和菱鐵礦；脈石礦物主要是石英，還有少量的綠泥石、云母和長(zhǎng)石。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeFeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgO含量47.788.4158.9628.460.430.110.35元素MnONa2OK2OPSC燒失含量0.190.0270.0220.0170.0690.582.84

表2 試樣粒度分析結(jié)果

2 試驗(yàn)設(shè)備與藥劑

試驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備為標(biāo)準(zhǔn)篩，XFD系列浮選機(jī)，電爐，溫度計(jì)，洗瓶，秒表，移液管，真空過(guò)濾機(jī)，電熱干燥箱等。

試驗(yàn)室試驗(yàn)藥劑為分析純氫氧化鈉，濃度2.0%；工業(yè)品氧化鈣，固體粉末；工業(yè)品苛化淀粉SD，濃度2.0%；長(zhǎng)沙礦冶研究院研制的低溫高效捕收劑CY-57，配制成質(zhì)量濃度2.0%待用。

3 浮選試驗(yàn)

對(duì)給礦樣以自來(lái)水進(jìn)行調(diào)漿后，依次加入NaOH調(diào)整劑、SD抑制劑、CaO活化劑和CY-57捕收劑進(jìn)行1粗1精的低溫反浮選條件試驗(yàn)，粗選濃度約為35%，粗選時(shí)間為5 min，精選時(shí)間為3 min，試驗(yàn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 浮選條件試驗(yàn)工藝流程

3.1 NaOH用量試驗(yàn)

試驗(yàn)中添加NaOH主要用于調(diào)整礦漿的pH值，改變礦物表面電位，影響藥劑在不同礦物上的吸附。在浮選溫度為20 ℃，抑制劑SD用量為700 g/t，CaO用量為450 g/t，捕收劑CY-57用量為粗選650 g/t+精選100 g/t的條件下，考查不同NaOH用量對(duì)分選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可見(jiàn)，隨著NaOH用量的增加，精礦鐵品位降低，而精礦鐵回收率增大，pH值過(guò)高不利于鐵礦的浮選；綜合考慮品位和回收率，確定適宜的NaOH用量為600 g/t。

圖2 NaOH用量試驗(yàn)結(jié)果

3.2 SD用量試驗(yàn)

在浮選溫度為20 ℃、NaOH用量為600 g/t、CaO用量為450 g/t、捕收劑CY-57用量為粗選650 g/t+精選100 g/t的條件下，考查不同SD用量對(duì)分選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 SD用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見(jiàn)，在SD用量較低時(shí)，精礦鐵品位較高而鐵回收率較低；隨著SD用量的增加，精礦鐵品位降低，精礦鐵回收率增大。綜合考慮，確定SD用量為700 g/t較為適宜。

3.3 CaO用量試驗(yàn)

在浮選溫度為20 ℃、NaOH用量為600 g/t、SD用量為700 g/t、捕收劑CY-57用量為粗選650 g/t+精選100 g/t的條件下，考查CaO用量對(duì)分選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 CaO用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可見(jiàn)，隨著CaO用量的增加，浮選精礦鐵品位和回收率均增大；當(dāng)CaO用量大于450 g/t后，精礦鐵品位和回收率均減??；可見(jiàn)CaO對(duì)脈石礦物的選擇性活化作用明顯，但CaO用量過(guò)大將不利于鐵礦分選；綜合考慮，確定適宜的CaO用量為450 g/t。

3.4 CY-57用量試驗(yàn)

在浮選溫度為20 ℃、NaOH用量為600 g/t、SD用量為700 g/t、CaO用量為450 g/t的條件下，考查不同CY-57用量對(duì)分選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 CY-57用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可見(jiàn)，隨著CY-57用量的增加，浮選精礦鐵品位增大，而精礦鐵回收率降低；綜合考慮，確定適宜的CY-57用量為粗選650 g/t+精選100 g/t。

3.5 溫度適應(yīng)性試驗(yàn)

首先，在浮選溫度為20 ℃，NaOH用量為600 g/t，抑制劑SD用量為700 g/t，CaO用量為450 g/t，捕收劑CY-57用量為粗選650 g/t+精選100 g/t的最佳條件下進(jìn)行浮選，可獲得精礦產(chǎn)率為51.78%，全鐵為品位66.10%，回收率為72.08%的分選指標(biāo)。接著，依次升高浮選溫度并適當(dāng)調(diào)整藥劑用量(見(jiàn)表3)進(jìn)行浮選試驗(yàn)，考查浮選藥劑在不同浮選溫度條件下的適應(yīng)能力，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

表3 不同浮選溫度條件下的藥劑用量

由圖6可見(jiàn)，浮選溫度從20 ℃上升至25 ℃，適當(dāng)減少CY-57用量即可取得相近的分選指標(biāo)；浮選溫度從25 ℃上升至35 ℃，適當(dāng)減少NaOH和CY-57用量即可取得相近的分選指標(biāo)。由此可知，捕收劑CY-57具有耐低溫、捕收能力強(qiáng)、分選效率高等優(yōu)點(diǎn)，在浮選溫度發(fā)生變化時(shí)，只需適當(dāng)調(diào)整藥劑用量即可獲得理想的分選指標(biāo)。

3.6 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開(kāi)路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用1粗1精3掃，掃選1、2中礦順序返回，掃選3中礦超前返回的工藝流程，分別在浮選溫度為20 ℃和35 ℃的條件下進(jìn)行了CY-57捕收劑的反浮選閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)工藝流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖7 閉路試驗(yàn)工藝流程

浮選溫度/℃藥劑用量/(g/t)產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%全鐵品位/%鐵回收率/%20NaOH:600,SD:700,CaO:450,CY-57:400+50精礦59.7365.7982.89尾礦40.2720.1417.11給礦100.0047.41100.0035NaOH:400,SD:700,CaO:450,CY-57:140+30精礦60.0265.4582.38尾礦39.9821.0117.62給礦100.0047.68100.00

由表4可知，采用高效低溫捕收劑CY-57進(jìn)行浮選試驗(yàn)，在浮選溫度為35 ℃的條件下可獲得精礦產(chǎn)率為60.02%，全鐵品位為65.45%，回收率為82.38%的分選指標(biāo)；在浮選溫度為20 ℃的低溫條件下，也可實(shí)現(xiàn)該混磁精礦的高效分選，從而獲得精礦產(chǎn)率為59.73%，全鐵品位為65.79%，回收率為82.89%的良好分選指標(biāo)，與浮選溫度為35 ℃時(shí)的分選指標(biāo)相當(dāng)。該研究結(jié)果能夠?yàn)楦咝ч_(kāi)發(fā)利用關(guān)寶山鐵礦，實(shí)現(xiàn)選礦廠節(jié)能環(huán)保、降本增效的目的提供可靠的技術(shù)支撐和保障。

4 結(jié) 論

(1)將高效低溫CY-57捕收劑應(yīng)用于鞍鋼關(guān)寶山鐵礦進(jìn)行反浮選條件試驗(yàn)，在浮選溫度為20℃，NaOH用量為600g/t，抑制劑SD用量為700g/t，CaO用量為450g/t，捕收劑CY-57用量為粗選650g/t+精選100g/t的最佳條件下，可達(dá)到精礦產(chǎn)率為51.78%，全鐵品位為66.10%，回收率為72.08%的分選指標(biāo)。

(2)在浮選溫度從20 ℃上升至35 ℃時(shí)，只需適當(dāng)調(diào)整浮選藥劑用量即可獲得相近的分選指標(biāo)，說(shuō)明CY-57捕收劑具有耐低溫、捕收能力強(qiáng)、分選效率高等優(yōu)點(diǎn)。

(3)采用高效低溫捕收劑CY-57進(jìn)行浮選閉路試驗(yàn)，在浮選溫度為20 ℃的低溫條件下可實(shí)現(xiàn)高效分選的目標(biāo)，可獲得精礦產(chǎn)率為59.73%，全鐵品位為65.79%，回收率為82.89%的良好指標(biāo)，與35 ℃時(shí)的分選指標(biāo)相當(dāng)。

[1] 王陸新，周惠文，張宏藝.關(guān)寶山難選赤鐵礦石可選性工業(yè)試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)工程，2005 (1):31-34.

[2] 羅良飛，陳 雯，李文風(fēng).鐵礦陰離子低溫反浮選試驗(yàn)研究[J].礦冶工程，2011，31(4):34-36.

[3] 常慶偉.新型高效低溫捕收劑在某鐵礦反浮選脫硅中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2016(12):109-112.

[4] 唐雪峰.難處理赤鐵礦選礦技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(3):14-19.