肖啟飛 李庚輝 牟景春

（本溪鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司南芬選礦廠）

南芬選礦廠是本鋼集團(tuán)主要鐵精礦供應(yīng)基地，位于遼寧省本溪市南約25 km的南芬區(qū)郭家堡，廠區(qū)靠近G304公路、沈丹鐵路和沈丹高速公路，交通便利。選礦廠于1915年開始籌建，1918年12月27日建成投產(chǎn)。廠區(qū)占地面積728萬m2，固定資產(chǎn)原值20.1億元，固定資產(chǎn)凈值9.9億元。

選礦廠礦石原料全部來源于南芬露天鐵礦，設(shè)計(jì)原礦處理能力1 300萬t，其中采用單一濕式磁選工藝處理磁鐵礦石1 200萬t，采用弱、強(qiáng)磁—陰離子反浮選工藝處理赤鐵礦石100萬t，最終精礦通過24 km國(guó)鐵運(yùn)輸?shù)桨宀脑蠌S，尾礦經(jīng)四級(jí)泵站經(jīng)8 km管路輸送到臥龍溝尾礦庫，尾礦庫設(shè)計(jì)庫容2.6億m3，目前已使用1.28億m3，設(shè)計(jì)壩高140 m，目前壩高為105.5 m，還能服役17 a。

礦石運(yùn)輸采用100 t電力機(jī)車牽引80 t自翻車裝運(yùn)，粗碎為2臺(tái)PX1 400/170 mm液壓旋回破碎機(jī)，中碎為4臺(tái)?2 100 mm標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎為16臺(tái)?1 650 mm短頭型圓錐破碎機(jī)及3臺(tái)H6800液壓圓錐破碎機(jī)；磨礦共有27個(gè)系列（其中包括22個(gè)?2.7 m×3.6 m球磨機(jī)系列、2個(gè)?3.6 m×6.0 m球磨機(jī)系列、3個(gè)?5.5 m×1.8 m自磨機(jī)系列）。

為研究南芬選礦廠尾礦再磨再選工藝，對(duì)南芬選礦廠尾礦進(jìn)行了再選試驗(yàn)研究，試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定分選該尾礦的適宜流程和最佳分選條件，為該尾礦的利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法

為提高入選礦品位，先對(duì)該尾礦進(jìn)行了強(qiáng)磁預(yù)富集試驗(yàn)，取混勻后的尾礦樣5份，每份質(zhì)量1 kg，采用Slon-500型高梯度脈動(dòng)強(qiáng)磁選機(jī)，在5個(gè)不同背景磁場(chǎng)強(qiáng)度下進(jìn)行強(qiáng)磁預(yù)富集試驗(yàn)，分別將所得精礦和尾礦產(chǎn)品烘干，計(jì)算產(chǎn)率，然后混勻、縮分、取樣，分別化驗(yàn)鐵品位，并計(jì)算鐵回收率。

對(duì)不同背景磁場(chǎng)強(qiáng)度下所得精礦進(jìn)行鐵礦物單體解離度分析，考察鐵元素在精礦各個(gè)粒級(jí)的分布，確定適宜的預(yù)富集背景磁場(chǎng)強(qiáng)度。在確定的背景磁場(chǎng)強(qiáng)度下，將所剩尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁預(yù)富集試驗(yàn)，按照選礦試驗(yàn)對(duì)試樣的要求，將所得預(yù)富集精礦進(jìn)行烘干、混勻、縮分，制備出化學(xué)分析樣、試驗(yàn)用樣及備樣，并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)多元素分析和鐵化學(xué)物相分析。

針對(duì)赤（褐）鐵礦的分選，目前應(yīng)用較多的是陰離子反浮選工藝［1］。因此首先針對(duì)強(qiáng)磁精礦進(jìn)行陰離子反浮選條件試驗(yàn)，采用油酸鈉為捕收劑、淀粉為抑制劑、氧化鈣為活化劑，采用氫氧化鈉為pH值調(diào)整劑，通過單因素試驗(yàn)，對(duì)藥劑制度進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)研究

2.1 p H值條件試驗(yàn)

pH值條件試驗(yàn)每次取礦樣200 g，采用0.75 L XFDⅢ單槽浮選機(jī)，在淀粉用量850 g/t、氧化鈣用量800 g/t、油酸鈉用量1 000 g/t、浮選溫度32～35℃的條件下進(jìn)行pH值條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

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由表1可知，隨著pH值的升高，精礦鐵品位先升高后降低，鐵回收率呈降低趨勢(shì)；當(dāng)pH值超過11后，鐵精礦產(chǎn)率急劇下降，但鐵精礦品位未升高，反而略有下降；綜合考慮，確定pH值為10。

2.2 抑制劑淀粉用量試驗(yàn)

淀粉是赤鐵礦典型的抑制劑，在鐵礦反浮選中廣泛應(yīng)用，其抑制作用是由于淀粉分子上的羥基、羧基等極性基，淀粉可通過氫鍵與水分子締和，使受作用的礦粒變?yōu)橛H水性［2］。在pH值為10、氧化鈣用量800 g/t、油酸鈉用量1 000 g/t、浮選溫度32～35℃的條件下，進(jìn)行抑制劑淀粉用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

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由表2可知，隨著淀粉用量的增加，精礦鐵品位及鐵回收率增加；當(dāng)?shù)矸塾昧枯^小時(shí)，由于淀粉在礦漿中的濃度較低，鐵礦物未得到良好抑制；當(dāng)?shù)矸塾昧砍^1 050 g/t時(shí)，精礦鐵回收率出現(xiàn)較大增幅；當(dāng)?shù)矸塾昧砍^1 450 g/t時(shí)，精礦鐵品位增幅較小，但對(duì)應(yīng)鐵回收率依然有較高的增幅；與此同時(shí)，尾礦鐵品位隨淀粉用量的增加先降低，后趨于平緩，說明鐵礦物得到了良好的抑制；因此，確定適宜的淀粉用量為1 650 g/t。

2.3 活化劑氧化鈣用量試驗(yàn)

活化劑的作用是在礦物表面生成促進(jìn)捕收劑作用的薄膜，在多數(shù)情況下，活化劑會(huì)與捕收劑相互作用生成難溶的化學(xué)物，這既降低了活化劑的活化作用，又消耗了捕收劑。因此，在添加藥劑時(shí)應(yīng)先加活化劑，再加捕收劑，并嚴(yán)格控制活化劑的用量。

在pH值為10、淀粉用量1 650 g/t、油酸鈉用量1 000 g/t的條件下，進(jìn)行氧化鈣用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，隨著氧化鈣用量的增加，精礦產(chǎn)率先增加后降低，精礦鐵品位變化不大，對(duì)應(yīng)精礦鐵回收率先增加后降低，說明剛開始時(shí)隨著氧化鈣用量的增加，石英得到了良好活化，但其用量過多時(shí)，氧化鈣對(duì)鐵礦物也有活化作用，從而造成尾礦鐵品位升高；綜合考慮，確定適宜的氧化鈣用量900 g/t［3］。

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2.4 捕收劑油酸鈉用量試驗(yàn)

捕收劑的作用主要是增強(qiáng)礦物表面的疏水性，增強(qiáng)礦物表面疏水性的原因是親固基與礦物表面作用的原子團(tuán)，通過它吸附在礦物的表面上，并與礦物表面的陽離子發(fā)生作用，平衡了一部分殘留鍵力，降低了礦物表面的親水性。捕收劑在礦物表面吸附后形成疏水膜，使水分子與礦物表面之間的距離增加，大大削弱了水分子與礦物表面之間的作用，因而增強(qiáng)了礦物表面的疏水性。所以，經(jīng)捕收劑作用的礦粒有較好的疏水表面，礦粒與氣泡相碰時(shí)能牢固地附著于氣泡上?。?］。在pH值為10、淀粉用量1 650 g/t、氧化鈣用量900 g/t的條件下，進(jìn)行捕收劑油酸鈉用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

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由表4可知，隨著捕收劑油酸鈉用量的增加，精礦鐵品位呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)；當(dāng)油酸鈉用量增至1 400 g/t時(shí)，精礦鐵品位達(dá)44.63%，鐵回收率53.29%，尾礦鐵品位19.02%，浮選效果較好；油酸鈉用量繼續(xù)增加，礦漿中的藥劑濃度增加，對(duì)鐵礦物也產(chǎn)生了捕收作用；綜合考慮，油酸鈉用量選取1 400 g/t為宜。

同時(shí)，對(duì)比油酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果和上述條件試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)精礦鐵品位＞42%時(shí)，對(duì)精礦的鐵回收率也產(chǎn)生了很大影響，精礦鐵品位每提高1個(gè)百分點(diǎn)，精礦鐵回收率下降10個(gè)百分點(diǎn)或更高，并且在試驗(yàn)時(shí)，精礦產(chǎn)率曾降到20%以下，且精礦品位也很難提高。分析原因可能除自身鐵礦物可浮性較差外，該尾礦鐵礦物嵌布粒度較細(xì)需細(xì)磨，且含有菱鐵礦和硅酸鐵，磨礦時(shí)更易泥化，對(duì)石英和鐵礦物產(chǎn)生罩蓋，對(duì)浮選產(chǎn)生了不利影響，造成鐵品位難以提高，鐵回收率快速下降的結(jié)果［4］。

3 開路流程試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行1粗2精反浮選開路試驗(yàn)；其中精選2補(bǔ)加油酸鈉100 g/t［5］，開路試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見圖1。

由圖1可見，經(jīng)1粗2精開路試驗(yàn)，最終精礦鐵品位僅為45.56%，鐵回收率為28.82%，說明該尾礦采用陰離子反浮選開路工藝流程很難提高精礦鐵品位。

4 閉路流程試驗(yàn)

根據(jù)上述條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行反浮選1粗2精1掃閉路試驗(yàn)，藥劑條件與開路流程試驗(yàn)相同，pH值為10.0，淀粉用量1 650 g/t，氧化鈣用量900 g/t，油酸鈉用量1 400 g/t，但在掃選階段添加了100 g/t的淀粉［6］，閉路流程數(shù)質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可見，經(jīng)1粗2精1掃閉路試驗(yàn)，最終獲得的鐵精礦品位42.88%，鐵回收率71.47%，相對(duì)于原尾礦的金屬回收率為35.47%；浮選尾礦鐵品位14.65%，鐵回收率28.53%，相對(duì)于原尾礦的金屬回收率為14.15%。

5 結(jié)語

南芬選礦廠針對(duì)尾礦回收強(qiáng)磁精礦進(jìn)行了陰離子反浮選條件試驗(yàn)，試驗(yàn)最終確定在pH值為10、淀粉用量1 650 g/t、氧化鈣用量900 g/t、油酸鈉用量1 400 g/t的條件下，經(jīng)1粗2精1掃閉路試驗(yàn)，獲得的精礦鐵品位為42.88%、鐵回收率為71.47%，相對(duì)原尾礦的鐵回收率為35.47%；浮選尾礦鐵品位為14.65%、鐵回收率為28.53%，相對(duì)于原尾礦的金屬回收率為14.15%