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        某懸浮焙燒—磁選鐵精礦的浮選脫磷試驗(yàn)

        2018-06-14 03:23:04張淑敏李艷軍
        金屬礦山 2018年5期
        關(guān)鍵詞:鐵精礦碳酸鈉磁選

        袁 帥 劉 杰 張淑敏 李艷軍

        (東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng)110819)

        懸浮焙燒技術(shù)是處理復(fù)雜難選鐵礦石的高效技術(shù),將赤褐鐵礦物轉(zhuǎn)化為磁鐵礦物后,可通過(guò)弱磁選工藝高效回收鐵[1-3]。高磷鮞狀赤鐵礦石的懸浮焙燒—磁選雖能有效回收鐵,但無(wú)法有效降低磁選鐵精礦中雜質(zhì)磷的含量。鐵精礦中的磷在冶煉過(guò)程中大部分會(huì)被還原并進(jìn)入生鐵,而含磷較高的鋼鐵在低溫加工時(shí)易破裂,產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象[2-5]。因此,鐵精礦中磷的脫除是實(shí)現(xiàn)高磷鮞狀赤鐵礦石資源開發(fā)利用的關(guān)鍵[6]。目前,浮選方法因選礦成本低,分選指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定而成為含磷礦物脫除的常用方法。隨著新型高效浮選藥劑的不斷出現(xiàn),浮選成為最主要的鐵礦脫磷途徑[7-9]。

        試驗(yàn)使用自主研制的新型脫磷浮選捕收劑DP-1對(duì)懸浮焙燒—磁選工藝獲得的某高磷鐵精礦進(jìn)行了浮選脫磷藥劑制度和浮選工藝試驗(yàn)研究。

        1 試樣

        某含磷懸浮焙燒—磁選鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1,XRD圖譜見圖1,主要礦物組成見表2。

        表1表明,試樣鐵品位為57.95%,主要雜質(zhì)成分為SiO2、Al2O3、CaO,含量分別為6.46%、3.61%、3.07%,MgO含量較低,為0.78%;有害元素S含量較低,P含量達(dá)0.63%,超過(guò)鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

        圖1表明,試樣中的主要礦物為磁鐵礦,其他礦物因含量相對(duì)較低,無(wú)法在XRD衍射圖譜中顯示。

        表2表明,試樣中鐵礦物含量占90.21%,主要脈石礦物為綠泥石和磷灰石,含量分別為5.40%和1.98%,磷灰石是P元素存在的主要礦物形式。

        2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

        浮選試驗(yàn)采用XFD0.75L單槽浮選機(jī),礦漿pH調(diào)整劑為碳酸鈉,鐵礦物抑制劑為淀粉,DP-1為東北大學(xué)自主研發(fā)的脫磷捕收劑。

        2.1 浮選條件試驗(yàn)

        浮選條件試驗(yàn)流程見圖2。

        2.1.1碳酸鈉用量試驗(yàn)

        碳酸鈉是一種優(yōu)異的pH調(diào)整劑,主要用以調(diào)整礦漿pH、優(yōu)化浮選體系,是影響浮選效果的重要因素之一。在固定淀粉用量為800 g/t、DP-1用量為1 000 g/t條件下考察碳酸鈉用量對(duì)試樣脫磷效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見圖3、圖4。

        圖3表明,碳酸鈉用量由0增加至2 000 g/t,脫磷鐵精礦鐵品位由59.06%緩慢降低至58.28%,鐵回收率則由84.82%提高至97.46%。

        圖4表明,隨著碳酸鈉用量的增加,脫磷鐵精礦P品位和P回收率均上升,表明添加碳酸鈉不利于磷的脫除。

        綜合圖3、圖4,確定后續(xù)試驗(yàn)不添加碳酸鈉。

        2.1.2淀粉用量試驗(yàn)

        淀粉是浮選工藝中鐵氧礦物的典型抑制劑,試驗(yàn)中主要用以抑制磁鐵礦的上浮。在固定DP-1用量為1 000 g/t條件下考察淀粉用量對(duì)試樣脫磷效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見圖5、圖6。

        圖5表明,隨著淀粉用量的增加,脫磷鐵精礦鐵品位變化不大,均在59.00%左右;淀粉用量由600 g/t增加至900 g/t,脫磷鐵精礦鐵回收率由77.98%提高至91.71%;繼續(xù)增加淀粉用量至1 000 g/t,脫磷鐵精礦鐵回收率變化不大。

        圖6表明,淀粉用量由600 g/t增加至800 g/t,脫磷鐵精礦P品位變化不大,而磷回收率由41.48%小幅提高至47.21%;繼續(xù)增加淀粉用量至900 g/t,脫磷鐵精礦P品位提高至0.43%,磷回收率增加至62.34%;進(jìn)一步增大淀粉用量,脫磷鐵精礦P指標(biāo)變化不大。

        綜合圖5、圖6,確定淀粉用量為900 g/t。

        2.1.3DP-1用量試驗(yàn)

        在固定淀粉用量為900 g/t條件下考察DP-1用量對(duì)試樣脫磷效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果見圖7、圖8。

        圖7表明,DP-1用量由800 g/t增加至2 000 g/t,脫磷鐵精礦鐵品位先提高后趨于穩(wěn)定,鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢(shì)。

        圖8表明,DP-1用量由800 g/t增加至1 400 g/t,脫磷鐵精礦磷品位由0.50%顯著下降至0.31%,磷回收率由75.63%下降至36.24%;繼續(xù)增加DP-1用量至2 000 g/t,脫磷鐵精礦磷品位穩(wěn)定在0.32%左右,磷回收率穩(wěn)定在35%左右。

        綜合考慮,確定脫磷粗選的捕收劑DP-1用量為1 400 g/t。

        2.2 開路試驗(yàn)

        在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上,按圖9所示的流程進(jìn)行了開路試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表3。

        表3表明,采用圖9所示的流程處理試樣,可獲得鐵品位為61.07%、鐵回收率為59.75%、磷含量為0.28%的鐵精礦。

        2.3 閉路試驗(yàn)

        以開路試驗(yàn)流程為基礎(chǔ)進(jìn)行了閉路試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖10,結(jié)果見表4。

        由表4可知,試樣采用圖10所示的流程處理,可獲得鐵品位為59.36%、含磷0.30%、鐵回收率68.88%的脫磷鐵精礦,該工藝的磷脫除率達(dá)67.98%。試驗(yàn)表明,以DP-1為捕收劑,采用脫磷浮選工藝可有效降低鐵精礦中的磷。

        3 結(jié)論

        (1)某高磷鮞狀赤鐵礦石懸浮焙燒—磁選精礦屬于高磷鐵精礦,試樣鐵品位為57.95%,主要鐵礦物為磁鐵礦;主要雜質(zhì)成分為SiO2、Al2O3、CaO,含量分別為6.46%、3.61%、3.07%;有害元素磷含量超過(guò)鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),達(dá)0.64%,主要以磷灰石的形式賦存在。

        (2)以DP-1為捕收劑,采用1粗1精1掃閉路流程處理試樣,可獲得鐵品位為59.36%、含磷0.30%、鐵回收率68.88%的脫磷鐵精礦,磷脫除率達(dá)67.98%,表明脫磷浮選工藝可有效降低鐵精礦中的磷。

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