黃朝德，鄭 剛，魏 煒，余 坤

(湖北鄂東礦業(yè)投資集團(tuán)有限公司，湖北 黃石435005)

0 引言

鎂以其質(zhì)輕、耐沖壓等特有的理化性質(zhì)被大量應(yīng)用于汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域[1-3]。我國(guó)菱鎂礦資源豐富，隨著近些年的不斷開采，高品位菱鎂礦資源保有量逐漸減少，因此加強(qiáng)對(duì)低品位菱鎂礦選別的研究力度是解決我國(guó)高品位菱鎂礦資源日益短缺的重要途徑[4-5]。本試驗(yàn)針對(duì)菱鎂礦中的硅鈣雜質(zhì)，采用反正浮選工藝[6-8]，對(duì)低品位菱鎂礦礦石進(jìn)行了分選。

1 試樣來(lái)源及組成

試樣來(lái)自某菱鎂礦選廠， 試樣的多元素分析結(jié)果見表1。

表1 試樣的多元素分析結(jié)果 單位：%

由表1可知，礦石的主要成分是MgO，雜質(zhì)礦物主要是SiO2和CaO。根據(jù)菱鎂礦產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)規(guī)定，該試樣中MgO的品位基本達(dá)到工業(yè)四級(jí)品要求[9-10]，但原礦中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)略高于2%，超過(guò)了該品級(jí)要求。因此，本研究的主要目的是降低礦石中SiO2和CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高M(jìn)gO的品位。

2 試驗(yàn)研究

2.1 反浮選脫硅試驗(yàn)

該試驗(yàn)采用反正浮選工藝，先反浮選脫除大部分含硅礦物和一部分含鈣礦物，再通過(guò)正浮選強(qiáng)化脫除含鈣硅礦物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高硅高鈣型低品位菱鎂礦的提質(zhì)降雜。反浮選試驗(yàn)流程見圖1。

圖 1 反浮選試驗(yàn)流程

2.1.1 反浮選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

用硫酸將礦漿的pH調(diào)整至6左右，加入少量水玻璃，以十八胺作為捕收劑進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖 2 反浮選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知：提高磨礦細(xì)度有利于提高M(jìn)gO品位，但MgO回收率逐漸降低；當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占 65.9%提高至占79.8%時(shí)，MgO品位增幅較大；繼續(xù)提高磨礦細(xì)度，MgO品位有一定的增加，但增幅較小。綜合考慮精礦MgO品位和MgO回收率，確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占79.8%。

2.1.2 反浮選礦漿pH試驗(yàn)

以硫酸作為礦漿pH調(diào)整劑進(jìn)行了反浮選試驗(yàn)，結(jié)果見圖3。

圖3 反浮選礦漿pH試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知：當(dāng)?shù)V漿pH從5調(diào)整至6時(shí)，MgO品位增幅較大；當(dāng)?shù)V漿pH從6調(diào)整至8時(shí)，MgO品位逐漸降低，MgO回收率也呈降低趨勢(shì)。因此，確定反浮選礦漿pH為6。

2.1.3 反浮選水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃是一種在選礦中應(yīng)用廣泛的分散劑，可以有效降低泡沫的黏度，增加其流動(dòng)性，從而降低因泡沫的夾帶作用而造成的有用礦物的損失，提高精礦品位。若水玻璃用量過(guò)大，將會(huì)造成精礦的含水量增加，從而增加精礦過(guò)濾的難度。因此，在提高精礦MgO品位的同時(shí)，應(yīng)最大限度地降低水玻璃的用量。水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 反浮選水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可知：隨著水玻璃用量的增加，精礦MgO品位逐漸提高；當(dāng)水玻璃用量從300 g/t增加至500 g/t時(shí)，MgO品位提高較快，MgO回收率均在91%以上；當(dāng)水玻璃用量繼續(xù)增加時(shí)，MgO品位仍在提高，而MgO回收率則降至91%以下?？紤]到水玻璃用量的增加對(duì)精礦過(guò)濾的影響，確定最佳的水玻璃用量為500 g/t。

2.1.4 反浮選捕收劑用量試驗(yàn)

捕收劑的用量對(duì)浮選回收率影響較大，為確定反浮選捕收劑的最佳用量，進(jìn)行了捕收劑十八胺用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖5。

圖5 反浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可知：當(dāng)捕收劑十八胺的用量逐漸增加時(shí)，MgO品位也逐漸增加，但MgO回收率逐漸降低；當(dāng)捕收劑用量從100 g/t增至300 g/t時(shí)，MgO品位增幅較大，MgO回收率在91%以上；當(dāng)捕收劑用量繼續(xù)增加時(shí)，過(guò)量的捕收劑產(chǎn)生了抑制作用，導(dǎo)致MgO回收率下降。綜合考慮確定捕收劑十八胺的最佳用量為300 g/t。

2.2 正浮選脫鈣試驗(yàn)

礦石經(jīng)反浮選后可脫除大部分含硅脈石礦物，反浮選精礦MgO品位可達(dá)44.21%，但精礦中白云石含量較高。為了進(jìn)一步降低菱鎂礦反浮選精礦(反浮選槽內(nèi)產(chǎn)品)中的含鈣硅雜質(zhì)，提高菱鎂礦中MgO的品位，進(jìn)行了正浮選脫鈣試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖6。

圖6 正浮選脫鈣試驗(yàn)流程

2.2.1 正浮選礦漿pH試驗(yàn)

在以氫氧化鈉為礦漿pH調(diào)整劑、捕收劑油酸用量為1 500 g/t、抑制劑六偏磷酸鈉用量為150 g/t、起泡劑2#油用量為100 g/t的條件下，進(jìn)行了正浮選礦漿pH試驗(yàn)，結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著礦漿pH的增大，MgO回收率逐漸升高，但MgO品位呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這是由于礦漿pH的增大使得油酸的捕收效果逐漸增強(qiáng)，故MgO回收率逐漸增加；但隨著礦漿pH的進(jìn)一步增大，降低了六偏磷酸鈉的抑制效果，導(dǎo)致MgO品位逐漸降低。綜合考慮確定礦漿pH為9。

圖7 正浮選礦漿pH試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 正浮選抑制劑用量試驗(yàn)

為了進(jìn)一步降低反浮選精礦中的鈣硅雜質(zhì)，提高菱鎂礦中MgO的品位，在礦漿pH為9、捕收劑油酸用量為1 500 g/t的條件下，進(jìn)行了抑制劑六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖8。

圖8 正浮選抑制劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖8可知：MgO品位隨著六偏磷酸鈉用量的增加而增加，但MgO回收率逐漸降低；當(dāng)六偏磷酸鈉用量從50 g/t增至150 g/t時(shí)，MgO品位增幅較大；繼續(xù)增加六偏磷酸鈉的用量時(shí)，MgO品位的增幅有限，但MgO回收率卻逐漸下降。因此，確定正浮選六偏磷酸鈉的用量為150 g/t。

2.2.3 正浮選起泡劑用量試驗(yàn)

2#油作為常用起泡劑，因其低廉的價(jià)格及較好的起泡效果而被廣泛使用。為確定合適的起泡劑用量，進(jìn)行了2#油用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖9。

圖9 正浮選起泡劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖9可知：2#油用量低時(shí)，雖然MgO品位較高，但是MgO回收率較低；隨著2#油用量的增加，起泡效果得到改善，MgO回收率逐漸升高；當(dāng)2#油用量為100 g/t時(shí)，MgO回收率與MgO品位均較高；繼續(xù)增加2#油的用量時(shí)，MgO回收率增幅不大。從經(jīng)濟(jì)成本考慮，確定2#油最佳用量為100 g/t。

2.2.4 正浮選捕收劑用量試驗(yàn)

以油酸為該試驗(yàn)正浮選捕收劑，在pH為9、六偏磷酸鈉用量為150 g/t、2#油用量為100 g/t的條件下，進(jìn)行了油酸用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖10。

圖10 正浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖10可知：隨著油酸用量的增加，MgO回收率逐漸升高，MgO品位逐漸降低；當(dāng)油酸用量為1 500 g/t時(shí)，綜合指標(biāo)最優(yōu)，此時(shí)的MgO品位為46.31%、MgO回收率為91.23%。因此，確定正浮選捕收劑油酸的最佳用量為1 500 g/t。

2.3 閉路試驗(yàn)

為進(jìn)一步提高菱鎂礦的MgO回收率，降低尾礦的MgO品位，提高鎂資源利用率，在開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加1精1掃作業(yè)，進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖11，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

圖11 閉路試驗(yàn)流程

表2 閉路試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

由表2可知，精礦產(chǎn)品中，MgO品位達(dá)到了46.12%，MgO回收率為75.88%；其中脈石礦物SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.92%，其去除率為68.33%，CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.81%，其去除率達(dá)88.60%。精礦品級(jí)達(dá)到了菱鎂礦一級(jí)品要求。

3 結(jié)論

a.試樣的多元素分析結(jié)果顯示，該菱鎂礦的主要成分為MgO，品位為42.260%，脈石礦物主要是SiO2和CaO，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.020%和4.940%，屬工業(yè)四級(jí)品。

b.反浮選最佳條件：磨礦細(xì)度為-0.074 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)占79.8%、礦漿pH為6、水玻璃用量為500 g/t、十八胺用量為300 g/t，在該條件下可得到MgO品位為44.21%的反浮選精礦。

c.正浮選最佳條件：礦漿pH為9、抑制劑六偏磷酸鈉用量為150 g/t、2#油用量為100 g/t、捕收劑油酸用量為1 500 g/t，在該條件下可得到MgO品位為46.31%的菱鎂礦精礦。

d.在上述最佳浮選試驗(yàn)條件下，進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，最終產(chǎn)品MgO品位為46.12%、MgO回收率為75.88%，其主要脈石礦物SiO2、CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.92%、0.81%，該菱鎂礦精礦產(chǎn)品質(zhì)量滿足工業(yè)一級(jí)品要求。