袁晨光，黃自力，肖 碩，黃 濤，鄭潔淼，劉曉峰，吳佳興

（武漢科技大學(xué)冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430081）

我國是鋼鐵制造大國，從1996年至今，我國鋼鐵產(chǎn)量一直居于世界第一。我國鐵礦石普遍存在品位低、嵌布粒度細(xì)、礦石組分復(fù)雜等特點(diǎn)，國內(nèi)鐵礦石難以滿足我國鋼鐵行業(yè)需求，需要大量進(jìn)口國外鐵礦石。因此，合理開發(fā)、充分利用好我國的鐵礦資源（包括對(duì)鐵尾礦的二次回收）對(duì)于保障鋼鐵工業(yè)的原料安全供應(yīng)具有重要意義［1-5］。

我國西部某鐵礦石主要是弱磁性礦物，采用強(qiáng)磁選選鐵，即使磨礦細(xì)度達(dá)到－0.038 mm粒級(jí)占90%，分選后尾礦TFe品位仍高達(dá)27%。該礦開發(fā)早，建礦時(shí)間長，大量尾礦堆積成山，而且選廠每年仍產(chǎn)生200萬噸左右的鐵尾礦。這些尾礦數(shù)量大、鐵品位高，蘊(yùn)藏著巨大的資源價(jià)值，本文基于該尾礦性質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的反浮選脫硅回收鐵礦物試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用樣品來自某鐵礦選礦廠強(qiáng)磁選尾礦，經(jīng)干燥處理，水分約1.3%，呈灰褐色、粉狀，該試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。試樣中主要鐵礦物為鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦；脈石成分復(fù)雜，主要為云母、石英、方解石、斜長石，二氧化硅含量高。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

對(duì)試樣進(jìn)行了水篩分析，其粒度組成如表2所示。試樣中－0.038 mm粒級(jí)含量高達(dá)95.19%，屬于微細(xì)粒級(jí)礦物，對(duì)該試樣的分選會(huì)有一定難度。

試樣中鐵化學(xué)物相分析結(jié)果見表3。由表3可知，鐵主要以赤褐鐵礦形式存在，其次以菱鐵礦形式存在，少量存在于硅酸鹽礦物和硫鐵礦中，僅有極少量存在于磁鐵礦中。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在XFD型掛槽式浮選機(jī)中進(jìn)行，攪拌速度1 800 r／min，浮選用水為自來水，浮選溫度為常溫。由于試樣粒度細(xì)，采用較低的礦漿濃度進(jìn)行浮選試驗(yàn)。粗選礦漿濃度20%，用1 mol／L鹽酸溶液或1 mol／L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，攪拌5 min使礦漿pH值穩(wěn)定；加入1%可溶性淀粉作為抑制劑［6-8］，攪拌5 min；再加入0.1 mol／L十二胺鹽酸溶液作為捕收劑［9-10］，攪拌5 min，并再次調(diào)節(jié)pH值至條件要求。粗選刮泡10 min。在粗選優(yōu)化條件下，粗精礦進(jìn)一步精選，精選礦漿濃度12%，抑制劑及捕收劑用量均為粗選的一半，刮泡5 min。采用GB／T 6730.65—2009方法測(cè)量礦樣中的全鐵品位。試驗(yàn)原則流程見圖1。

圖1 原則流程

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 pH值條件試驗(yàn)

在礦漿濃度20%、可溶性淀粉用量1 000 g／t、十二胺用量300 g／t條件下，考察了pH值對(duì)粗選指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，當(dāng)pH值在2～9之間時(shí)，精礦品位在37%～38%之間，而回收率均小于57%；pH＝10時(shí)，精礦品位較之前降低不大，而回收率顯著增加；pH＞10后，精礦品位顯著降低而回收率增加不大。分析其原因，pH值在2～9之間時(shí)，鐵礦物處于被抑制狀態(tài)而脈石受抑制作用不強(qiáng)；pH＞9時(shí)，脈石隨著鐵礦物一起被抑制，且pH值越大，這種抑制效果越強(qiáng)。綜合考慮，確定適宜的浮選pH值為10，此時(shí)粗精礦鐵品位為34.70%、鐵回收率為70.13%。

圖2 粗選精礦品位和回收率隨pH值變化曲線

3.2 可溶性淀粉用量條件試驗(yàn)

在礦漿濃度20%、礦漿pH值10、十二胺用量300 g／t條件下，考察了可溶性淀粉用量對(duì)粗選指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，可溶性淀粉用量對(duì)粗精礦品位影響不大，品位基本保持在34%左右；但可溶性淀粉用量對(duì)回收率有一定影響，可溶性淀粉用量500～1 000 g／t時(shí)，回收率基本不變；可溶性淀粉用量1 000～2 400 g／t時(shí)，回收率增長趨勢(shì)明顯；可溶性淀粉用量大于2 400 g／t后，回收率基本不變。綜合考慮，確定可溶性淀粉適宜用量為2 400 g／t，此時(shí)粗精礦鐵品位34.01%、鐵回收率78.92%。

圖3 粗選精礦品位和回收率隨可溶性淀粉用量變化曲線

3.3 十二胺用量條件試驗(yàn)

礦漿濃度20%、礦漿pH值10、可溶性淀粉用量2 400 g／t條件下，考察了十二胺用量對(duì)粗選指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，隨著十二胺用量增加，粗精礦品位增加，回收率降低。綜合考慮，確定十二胺適宜用量為400 g／t，此時(shí)粗精礦鐵品位35.10%、鐵回收率75.50%。

圖4 粗選精礦品位和回收率隨十二胺用量變化曲線

3.4 優(yōu)化條件下的開路試驗(yàn)

通過上述條件試驗(yàn)，得到粗選優(yōu)化條件為：浮選pH值10、可溶性淀粉用量2 400 g／t、十二胺用量400 g／t。在礦漿濃度20%及優(yōu)化條件下進(jìn)行粗選，粗精礦在礦漿濃度12%條件下進(jìn)一步精選，全開路浮選試驗(yàn)流程如圖5所示，浮選指標(biāo)如表4所示。

圖5 開路浮選試驗(yàn)流程

表4 開路浮選試驗(yàn)結(jié)果

反浮選開路試驗(yàn)最終所得鐵精礦品位43.88%、回收率50.93%。所得鐵精礦用作該廠磁化焙燒生產(chǎn)線的原料時(shí)品質(zhì)優(yōu)于目前所用原料（品位33%左右）。

4 結(jié) 論

1）我國西部某鐵礦強(qiáng)磁選尾礦鐵品位較高（TFe品位27.68%），鐵礦物主要為鏡鐵礦、褐鐵礦，其次以菱鐵礦形式存在，少量鐵礦物存在于硅酸鐵、黃鐵礦、磁鐵礦中；脈石礦物主要有石英、斜長石、絹云母、白云母、方解石等硅酸鹽礦物；該試樣粒度很細(xì)，－0.038 mm粒級(jí)含量95.19%。

2）采用反浮選方法進(jìn)行了回收試驗(yàn)，確定了反浮選試驗(yàn)優(yōu)化條件。在礦漿濃度20%、pH值10、抑制劑可溶性淀粉用量2 400 g／t、捕收劑十二胺用量400 g／t條件下，粗選精礦品位35.10%、回收率75.50%；粗精礦在礦漿濃度12%、pH值10、抑制劑可溶性淀粉用量1 200 g／t、捕收劑十二胺用量200 g／t條件下進(jìn)一步精選，精選精礦品位43.88%、回收率50.93%。得到的浮選精礦可用作該選廠磁化焙燒生產(chǎn)線的原料。

3）經(jīng)過一粗一精反浮選得到的鐵精礦比目前該廠所用原料品位（33%左右）高10個(gè)百分點(diǎn)，提高了該廠現(xiàn)有磁化焙燒原料的品質(zhì)。