范喜杰 王子揚 鈕展良 徐冬林 侯 英 吳前鋒 蓋 壯
(1.鞍鋼集團鞍千礦業有限責任公司;2.遼寧科技大學礦業工程學院;3.鞍山鋼鐵集團有限公司齊大山選礦廠)
鐵礦資源是我國國民經濟發展的戰略資源,我 國的鐵礦資源儲量巨大,但鐵礦石“貧、細、雜”的特點決定了其開發和利用的難度較高[1-4]。鞍千選礦廠采用重選、磁選和浮選長而復雜的工藝進行鐵礦石選別,由于近幾年鐵礦石開采深度增加,礦石性質發生了一些變化,出現了重選精礦品位低、浮選精礦提質困難、浮選尾礦鐵品位較高等問題[5-9]。在鐵礦的選別工藝中,反浮選是其最重要的一步,其過程直接影響精礦的回收率和品位[10-11]。浮選過程是一個比較復雜的物理化學過程,受到許多因素的影響[12-13]。為此,以鞍千混合磁選精礦為研究對象,對選別工藝參數和藥劑制度進行優化,考察活化劑、抑制劑和捕收劑用量等對浮選效果的影響,以提高最終精礦質量,為鞍千鐵礦石的高效利用及降低尾礦損失提供依據,改善選礦工藝指標。
試樣為鞍鋼集團鞍千礦業有限責任公司的浮選給礦,將浮選給礦晾曬去除水分,應用移堆法和環堆法進行混勻、縮分、制樣。礦樣X 射線熒光光譜分析(XRF)及X射線衍射分析(XRD)結果見表1、圖1。
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由表1 和圖1 可知,礦樣中的有用元素為鐵,有害雜質S和P含量較低,SiO2含量較高,主要的有用礦物為赤鐵礦和磁鐵礦,主要的脈石礦物為石英。
浮選試驗采武漢洛克粉磨設備制造有限公司生產的RK/FDⅢ-1.5型溫控單槽浮選機,浮選機轉速為2 000 r/min,礦漿溫度為35℃,礦樣添加量為500.0 g,試驗工藝流程見圖2。
赤鐵礦石反浮選藥劑種類較多,抑制劑、活化劑和捕收劑用量的變化都會影響浮選效果,針對赤鐵礦反浮選藥劑抑制劑用量、活化劑用量、捕收劑用量及常規捕收劑和新型捕收劑浮選效果進行研究。
2.1.1 抑制劑用量試驗
調整礦漿pH 值為11.5,固定活化劑CaO 用量400 g/t,捕收劑TD-Ⅱ用量760 g/t,進行抑制劑淀粉用量試驗,結果見圖3。
由圖3 可見,隨著淀粉用量的增加,精礦鐵品位降低,鐵回收率增加;綜合考慮,確定淀粉用量為1 200 g/t,此時精礦鐵品位為63.35%,鐵回收率為74.36%。
2.1.2 活化劑用量試驗
調整礦漿pH 值為11.5,固定抑制劑淀粉用量1 200 g/t、捕收劑TD-Ⅱ用量760 g/t,進行活化劑CaO用量試驗,試驗結果見圖4。
由圖4 可見,隨著活化劑CaO 用量的增加,精礦鐵品位先升高后趨于平緩,鐵回收率降低;綜合考慮,活化劑用量選擇500 g/t,此時精礦鐵品位為63.35%,鐵回收率為74.36%。
2.1.3 捕收劑用量試驗
固定礦漿pH值為11.5、抑制劑淀粉用量1 200 g/t、活化劑CaO 用量500 g/t,進行捕收劑TD-Ⅱ用量試驗,試驗結果見圖5。
由圖5 可見,隨著捕收劑TD-Ⅱ用量的增加,精礦鐵品位升高,鐵回收率大幅降低;綜合考慮,捕收劑用量選擇800 g/t,此時精礦鐵品位為63.22%,鐵回收率為77.24%。
2.1.4 精選捕收劑用量試驗
固定粗選礦漿pH 值為11.5,抑制劑淀粉用量1 200 g/t、活化劑CaO 用量500 g/t、捕收劑TD-Ⅱ用量800 g/t,進行精選捕收劑TD-Ⅱ用量試驗,試驗結果見圖6。
由圖6 可見,隨著精選捕收劑TD-Ⅱ用量的增加,精礦鐵品位升高,鐵回收率降低;為了保證浮選精礦鐵品位大于68%,精選捕收劑用量需要大于300 g/t;當捕收劑用量為400 g/t 時,精礦鐵品位為69.88%,與精選捕收劑用量300 g/t 相比,回收率顯著降低;綜合考慮,精選捕收劑用量選擇300 g/t。
2.2.1 HYIC捕收劑用量試驗
固定礦漿pH值為11.5、抑制劑淀粉用量1 200 g/t、活化劑CaO 用量500 g/t,進行新型捕收劑HYIC 用量試驗,試驗結果見圖7。
由圖7可見,隨著捕收劑HYIC用量的增加,精礦鐵品位升高,鐵回收率降低;綜合考慮,粗選HYIC 捕收劑用量選擇800 g/t,此時浮選精礦鐵品位為63.88%,鐵回收率為79.05%。
2.2.2 2種捕收劑浮選效果對比
常規捕收劑TD-Ⅱ和新型捕收劑HYIC 對浮選效果的影響見圖8。
由圖8 可見,HYIC 捕收劑的浮選效果要優于常規捕收劑TD-Ⅱ的浮選結果,故采用新型捕收劑HYIC作為最終捕收劑。
針對常規捕收劑TD-Ⅱ和新型捕收劑HYIC 分別開展閉路試驗,試驗結果見表2。
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由表2 可知,捕收劑HYIC 所獲得的浮選精礦產率、鐵品位、鐵回收率分別比捕收劑TD-Ⅱ所獲得的精礦指標高0.91,0.05,1.31個百分點。
鞍鋼集團鞍千選礦廠固定礦漿pH 值為11.5,當抑制劑淀粉用量1 200 g/t、活化劑CaO用量500 g/t、捕收劑用量800 g/t、精選捕收劑用量300 g/t 時,采用常規捕收劑TD-Ⅱ,閉路試驗可獲得精礦鐵品位68.20%、鐵回收率88.73%的選別指標;采用HYIC 捕收劑,閉路試驗可獲得精礦鐵品位68.25%、鐵回收率90.04%的選別指標。新型捕收劑HYIC 所獲得的浮選精礦產率、鐵品位、鐵回收率分別比常規捕收劑TD-Ⅱ所獲得的精礦指標高0.91,0.05,1.31 個百分點,使用HYIC 捕收劑可以強化鞍千反浮選工藝的浮選效果。