蘇 楠 王 帥 劉 軍 陳 洲

（1.中鋼設(shè)備有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，近年來隨著經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，全球鋼鐵需求量將持續(xù)增加［1-5］。據(jù)世界鋼協(xié)預(yù)測，2023 年全球鋼鐵需求量將達(dá)到18.814 億t，較2022 年需求量增加2.2%［6］。鋼鐵需求量的增加，必然會導(dǎo)致鐵礦石需求的增長，近年來隨著優(yōu)質(zhì)礦源的逐漸減少，品位較低的鐵礦石和以往的一些尾礦逐漸進(jìn)入人們的視線［7-10］。

巴西某赤鐵礦石選礦廠現(xiàn)采用磨礦—脫泥—浮選工藝，脫出礦泥鐵品位約46.5%，回收利用難度較大，目前作為尾礦丟棄，造成了資源浪費(fèi)。為此，針對該樣品開展選礦試驗(yàn)研究，根據(jù)其礦石性質(zhì)，采用強(qiáng)磁—浮選聯(lián)合流程，確定最佳的藥劑制度，為該礦石的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 礦樣性質(zhì)

礦樣化學(xué)成分分析和鐵物相分析結(jié)果見表1、表2。

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由表1、表2 可知，該礦樣全鐵品位46.48%，主要雜質(zhì)為SiO2和Al2O3，其含量分別為25.81%和3.27%，有害元素S、P 含量分別為0.018%和0.102%，其余雜質(zhì)含量較低；礦樣中的鐵主要存在于赤褐鐵礦中，含量44.99%，分布率96.79%，其次存在于硅酸鐵中，含量1.01%，分布率2.17%，剩余鐵元素賦存于磁性鐵、碳酸鐵和硫化鐵中，分布率分別為0.82%，0.11%，0.11%。

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對超細(xì)粉中主要有用鐵礦物赤鐵礦和主要脈石礦物石英進(jìn)行工藝粒度分析，結(jié)果見表3。

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由表3 可知，赤鐵礦主要呈細(xì)粒、微細(xì)粒嵌布，-0.040 mm 粒級分布率高達(dá)96.28%，微細(xì)粒-0.01 mm 粒級分布率73.53%；部分微細(xì)粒赤鐵礦難以完全解離，可能會以連生體形式進(jìn)入精礦，少量微細(xì)粒赤鐵礦較難回收，可能對鐵精礦回收率有一定影響；脈石礦物石英也以細(xì)粒分布為主，-0.065 mm 粒級分布率98.49%，部分石英呈微細(xì)粒嵌布，-0.01 mm 粒級分布率33.66%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由礦石性質(zhì)可知，超細(xì)粉中的鐵主要存在于赤鐵礦中，脈石則主要以石英為主，且赤鐵礦主要呈細(xì)粒和微細(xì)粒分布，單一磁選可能無法獲得合格的鐵精礦或?qū)е禄厥章蔬^低，故試驗(yàn)采用強(qiáng)磁—浮選聯(lián)合工藝，強(qiáng)磁選設(shè)備采用Slon-750 脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，充填介質(zhì)采用4 mm 粗棒介，脈動沖次選取140次/min，轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速為2.5 r/min。對強(qiáng)磁精礦進(jìn)行反浮選，捕收劑采用陽離子捕收劑十二胺，pH值調(diào)整劑采用NaOH，抑制劑采用淀粉。

2.2 強(qiáng)磁1粗2掃工藝流程試驗(yàn)

為了對樣品中有用礦物進(jìn)行預(yù)富集，并為下一步浮選試驗(yàn)提供試樣，進(jìn)行強(qiáng)磁1 粗2 掃流程試驗(yàn)。磁場強(qiáng)度均選擇試驗(yàn)設(shè)備的極大值1.4 T，以盡量降低尾礦鐵品位，提高回收率。強(qiáng)磁1 粗2 掃可得到全鐵品位58.67%，鐵回收率82.96%的強(qiáng)磁精礦。試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見圖1。

2.3 浮選試驗(yàn)

2.3.1 NaOH用量試驗(yàn)

對強(qiáng)磁選精礦進(jìn)行反浮選，采用單一條件試驗(yàn)確定最佳藥劑制度，試驗(yàn)流程為1次粗選。固定淀粉用量800 g/t，十二胺用量150 g/t，進(jìn)行NaOH 用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可見，NaOH用量對分選指標(biāo)影響較大，隨著用量的增加，精礦鐵回收率增大，鐵精礦品位在NaOH用量400g/t時達(dá)到最高值，隨后又逐步下降；綜合考慮，選擇NaOH用量600 g/t為宜。

2.3.2 淀粉用量試驗(yàn)

固定NaOH用量600 g/t，十二胺用量150 g/t，進(jìn)行淀粉用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為1 次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3 可見，淀粉用量對分選指標(biāo)影響不大，當(dāng)?shù)矸塾昧繛?～1 200 g/t 時，所獲得的精礦鐵品位均能達(dá)到60%以上，回收率在淀粉用量為400 g/t 時達(dá)到最高值；在獲得合格鐵品位的前提下，為了盡量提高回收率，選擇淀粉用量為400 g/t。

2.3.3 十二胺用量試驗(yàn)

固定NaOH用量600 g/t、淀粉用量400 g/t，進(jìn)行十二胺用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為1 次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可見，十二胺用量對分選指標(biāo)影響較大，隨著十二胺用量的增加，精礦鐵品位升高；在用量為100～300 g/t時，獲得的精礦鐵品位均能達(dá)到60%以上，但鐵回收率降低；綜合考慮，十二胺用量選擇100 g/t。

2.3.4 浮選開路試驗(yàn)

在最佳藥劑制度下，經(jīng)1次粗選雖能獲得合格的鐵精礦，但尾礦鐵品位較高，為了降低尾礦品位，提高精礦回收率，進(jìn)行1 粗3 掃浮選開路試驗(yàn)，浮選數(shù)質(zhì)量流程見圖5。

2.4 全流程試驗(yàn)

根據(jù)上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行全流程試驗(yàn)，全流程試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見圖6。該工藝最終可得到鐵品位60.83%，鐵回收率80.12%的鐵精礦。

3 結(jié) 語

（1）巴西某鐵礦石脫泥尾礦鐵品位46.48%，主要有用鐵礦物為赤鐵礦，分布率96.79%，主要雜質(zhì)SiO2含量25.81%；赤鐵礦主要呈細(xì)粒、微細(xì)粒嵌布，-0.040 mm 粒級分布率高達(dá)96.28%，微細(xì)粒-0.01 mm粒級分布率73.53%，回收利用難度大。

（2）使用強(qiáng)磁—浮選聯(lián)合工藝對樣品中鐵礦物進(jìn)行回收，強(qiáng)磁采用1粗2掃流程，磁場強(qiáng)度均為1.4 T，強(qiáng)磁精礦全鐵品位58.67%，鐵回收率82.96%，單一磁選無法達(dá)到該礦樣資源回收的指標(biāo)要求。

（3）對強(qiáng)磁精礦進(jìn)行浮選試驗(yàn)，在NaOH 用量600 g/t、淀粉用量400 g/t、十二胺用量100 g/t 的條件下采用1 粗3 掃浮選流程，強(qiáng)磁—浮選聯(lián)合工藝最終獲得了全鐵品位60.83%，鐵回收率80.12%的合格鐵精礦，充分實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用。