張淑敏袁　帥陳國巖劉　杰李艷軍

（1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧沈陽110819；2.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司關(guān)寶山鐵礦，遼寧鞍山114001）

隨著易選鐵礦石資源的不斷消耗，礦產(chǎn)資源普遍趨于貧細(xì)雜化，難選鐵礦石資源的開發(fā)利用比例正逐年增加，其中嵌布不均的難處理鐵礦石資源的開發(fā)利用備受重視[1-2]。鞍鋼關(guān)寶山鐵礦石屬礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜、嵌布粒度粗細(xì)不均的鐵礦石，之前的研究表明，攪拌磨應(yīng)用于關(guān)寶山鐵礦石，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵礦物的充分解離且能耗較低[3]。為實(shí)現(xiàn)已解離鐵礦物的高效回收，鑒于磁選—反浮選工藝提鐵降硅效率高、效果好[4-6]，因此，采用攪拌磨磨礦—磁選—反浮選工藝對關(guān)寶山鐵礦石開展了可選性研究，以期為關(guān)寶山鐵礦石選礦工藝優(yōu)化提供依據(jù)。

1　試驗(yàn)原料

以關(guān)寶山生產(chǎn)現(xiàn)場的二段球磨給礦為試驗(yàn)原料，主要化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵化學(xué)物相分析結(jié)果見表2，XRD圖譜見圖1。

由表1可知，原料鐵品位為45.90%，主要雜質(zhì)成分為SiO2，鈣、鎂、鋁等雜質(zhì)及有害元素硫、磷含量均較低。

由表2可知，原料中大部分的鐵以赤（褐）鐵礦或磁鐵礦的形式存在，二者占總鐵的91.95%，是試驗(yàn)的主要回收對象。

由圖1可知，原料中主要有用礦物為赤鐵礦和磁鐵礦，其次為菱鐵礦和針鐵礦，鐵礦物組成較復(fù)雜；脈石礦物主要為石英。

2　試驗(yàn)方法

（1）磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。磨礦采用SLJM-2L型攪拌磨機(jī)進(jìn)行磨礦，并以之前試驗(yàn)[3]確定的工藝參數(shù)（料球質(zhì)量比0.7、介質(zhì)充填率70%、介質(zhì)尺寸8 mm、攪拌轉(zhuǎn)速400 r/min、磨礦濃度70%）進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。

（2）磁選試驗(yàn)。磁選試驗(yàn)流程見圖2，弱磁選采用RK/CRS 400×300型磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度為100 kA/m；強(qiáng)磁選采用SLon500立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，磁介質(zhì)為Φ2 mm棒介質(zhì)，沖程為30 mm，沖次為200次/min，背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7 T。

（3）反浮選。反浮選采用XFD0.75 L單槽浮選機(jī)，活化劑為CaO，捕收劑為RA715，RA715粗選與精選用量比為2.5∶1，試驗(yàn)流程見圖3。

3　試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1條件試驗(yàn)

3.1.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

根據(jù)圖2所示的流程進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，鐵礦物解離度提高，磁選過程中進(jìn)入精礦的連生體減少，因而混磁精礦鐵品位提高；微細(xì)粒鐵礦物的增多，導(dǎo)致無法有效回收的鐵礦物也增多，因而混磁精礦鐵回收率下降。-0.043 mm占85%時(shí)，混磁精礦鐵品位較高，為50.73%，且回收率仍達(dá)96.03%，因此，確定原料的磨礦細(xì)度為-0.043 mm占85%。

3.1.2反浮選試驗(yàn)

3.1.2.1淀粉用量試驗(yàn)

淀粉在鐵礦表面有很強(qiáng)的吸附能力，可在鐵礦物表面形成親水薄膜，是磁選鐵精礦反浮選除雜常用的抑制劑[7]。試驗(yàn)固定氧化鈣用量（對原料計(jì)）為750 g/t（pH=11.50）、RA715總用量為420 g/t（粗精選用量比為3∶7，下同），結(jié)果見圖5。

由圖5可知，隨著淀粉用量的增大，反浮選精礦鐵作業(yè)回收率呈先快后慢的上升趨勢，淀粉用量由500 g/t增加到700 g/t，反浮選鐵作業(yè)回收率由45.98%提高至92.34%，繼續(xù)增大淀粉用量，作業(yè)回收率變化不大；反浮選精礦鐵品位隨淀粉用量的增加整體呈降低趨勢，淀粉用量700 g/t時(shí)，精礦鐵品位為59.34%。綜合考慮，確定淀粉用量為700 g/t。

3.1.2.2氧化鈣用量試驗(yàn)

氧化鈣是磁選鐵精礦反浮選中石英的有效活化劑。氧化鈣在浮選礦漿中形成的Ca2+能夠?qū)κ⒈砻娈a(chǎn)生離子活化作用，為捕收劑在石英表面的吸附創(chuàng)造條件[8-9]。氧化鈣用量試驗(yàn)固定淀粉用量為700 g/t、RA715總用量為420 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可知，隨著氧化鈣用量的增加，反浮選精礦鐵品位整體呈上升趨勢，鐵作業(yè)回收率整體呈下降趨勢。氧化鈣用量為1 000 g/t時(shí)，鐵品位和作業(yè)回收率均較高，綜合考慮，確定氧化鈣用量為1 000 g/t。

3.1.2.3RA715用量試驗(yàn)

RA715用量試驗(yàn)固定淀粉用量為700 g/t、氧化鈣用量為1 000 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著RA715用量的增加，反浮選精礦鐵品位呈上升趨勢，鐵作業(yè)回收率呈下降趨勢，在RA715總用量增加至455 g/t以后，鐵品位趨于平穩(wěn)，綜合考慮，確定RA715總用量為455 g/t，即粗選和精選用量分別為325 g/t和130 g/t。

3.2反浮選開路試驗(yàn)

根據(jù)反浮選條件試驗(yàn)結(jié)果擬定了圖8所示反浮選開路試驗(yàn)流程，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，采用圖8所示的開路流程處理礦石，可取得鐵品位為66.35%、鐵回收率為75.91%的反浮選鐵精礦。

3.3全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和浮選開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖9，結(jié)果見表4。

由表4可知，原料采用圖9所示的全流程處理，可獲得鐵品位為66.23%、鐵回收率85.87%的鐵精礦。

4　結(jié)論

（1）關(guān)寶山二段球磨給礦鐵品位為45.90%，鐵主要以赤（褐）鐵或磁性鐵的形式存在，二者占總鐵的91.95%，脈石礦物主要為石英。

（2）試樣在攪拌磨細(xì)磨至-0.043 mm占85%的情況下，采用1次弱磁選（磁場強(qiáng)度為100 kA/m）、1次強(qiáng)磁選（背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7 T）、混磁精礦1粗1精3掃反浮選流程處理，反浮選中淀粉用量為685 g/t、氧化鈣用量為1 000 g/t、RA715總用量為455 g/t（粗選為320 g/t、精選為135 g/t），獲得了鐵品位為66.23%、鐵回收率85.87%的鐵精礦。