国外某悬浮焙烧—磁选高铝铁精矿降铝试验_朱一民.pdf

国外某悬浮焙烧磁选高铝铁精矿降铝试验 朱一民 1， 2 王燕 1， 2 张婧 2 谷晓恬 1， 2 李艳军 1， 2 （1. 东北大学资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳110819； 2. 辽宁省难采选铁矿石高效开发利用技术工程实验室， 辽宁 沈阳110819） 摘要国外某铁矿石经悬浮焙烧磁选得到的铁精矿TFe含量为64.50、 Al2O3含量为5.95， 主要铁矿物 是磁铁矿， 少量赤铁矿。为解决其Al2O3含量较高的问题， 研制了一种新型阴离子捕收剂DTL-1， 通过改变浮选温 度、 矿浆pH值、 捕收剂DTL-1用量对悬浮焙烧磁选后的高铝铁精矿样进行脱铝试验。结果表明 在温度25 ℃、 pH 值 8.0、 捕收剂 DTL-1 用量 50 g/t 的条件下， 采用 1 粗 3 精 1 扫的浮选闭路试验流程， 最终获得了 TFe 品位 66.40， TFe回收率87.81， Al2O3品位4.90的浮选铁精矿产品。浮选铁精矿产品中粒度较大的磁铁矿颗粒中包 裹着细粒的氧化铝矿物， 在优先确保铁的回收率前提下， 部分含铝铁氧化物进入铁精矿， 因而也造成了铁精矿中 铝含量较高的情况。 关键词高铝铁矿石脱铝捕收剂浮选性能 中图分类号TD923文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -08-058-05 DOI10.19614/ki.jsks.201908011 Aluminum Reduction Test of a High Alumina Iron Concentrate from Suspension Roasting-Magnetic Separation Abroad Zhu Yimin1， 2Wang Yan1， 2Zhang Jing2Gu Xiaotian1， 2Li Yanjun1， 22 （1. College of Resource and Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China； 2. Technical Engineering Laboratory of High Efficient Exploitation and Utilization of Refractory Iron Ore in Liaoning， Shenyang 110819， China） AbstractThe content of TFe and Al2O3in an iron concentrate from suspension roasting-magnetic separation abroad was 64.50 and 5.95 respectively，main iron mineral is magnetite，little hematite. In order to solve the problem of high Al2O3 content in the concentrate， a new type of anionic collector DTL-1 was developed. Aluminium remove experiment was conduct- ed on high-alumina iron concentrate after suspension roasting-magnetic separation via changes of flotation temperature，pH value and the dosage of collector DTL-1. Results indicated that， flotation temperature was 25 ℃， the pH was 8.0 and collector DTL-1 dosage was 50 g/t，through one roughing three cleaning one scavenging closed circuit flotation process，flotation con- centrate with TFe grade of 66.40， TFe recovery of 87.81， Al2O3grade of 4.90 was obtained. There is fine-grained alumi- na minerals wrapped in relatively coarse magnetite particles of flotation iron concentrate products. On the premise of ensuring the recovery of iron，some aluminum-containing iron oxides enter into the iron concentrate，resulting in the high content of aluminum in the iron concentrate. KeywordsHigh alumina iron ore， Dealumination collector， Flotation perance 收稿日期2019-06-04 基金项目国家自然科学基金项目 （编号 51474055， 51774069， 51674066） 。 作者简介朱一民 （1964） ， 女， 教授， 博士， 博士研究生导师。 总第 518 期 2019 年第 8 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 518 August 2019 我国铁矿石资源储量虽大， 但97左右都是贫 矿， 嵌布粒度细， 杂质矿物复杂。高铝铁矿石是典型 的复杂难选铁矿石， 但因价格低廉且在国内外有着 巨大的储量， 因此在优质铁矿日渐减少的情况下， 其 作为矿石资源还是具有一定开发价值的 ［1-2］。东北大 学自主研制的 “预富集悬浮焙烧磁选” 新工艺在 国内外很多地区被用于处理品位偏低且成分复杂的 劣质铁矿石， 均获得了不错的试验效果 ［3］。研究发 现， 在烧结矿中Al2O3含量过高， 会导致烧结矿还原粉 化性能恶化， 使高炉透气性变差， 且熔点较高、 脱硫 能力下降、 焦比升高、 放渣困难， 但是当烧结矿中存 在少量的Al2O3时， Al2O3可以促进铁氧化物的生成， 有 矿物工程 58 ChaoXing 利于烧结矿的氧化 ［4-8］。因此对于悬浮焙烧磁选后 的铁矿样进行适当脱铝至关重要。 B.Das等 ［9］研究了印度某高铝铁矿石， 他们进行 铁铝分离的设备是水力旋流器， 获得的铁精矿TFe品 位64、 Al2O3品位3.5， 使得TFe品位提高了7个百 分点、 Al2O3品位降低了4.8个百分点。M.P.Srivastava 等 ［10］研究发现， 虽然可以采用重选法对原矿预先分 级以促进铁铝分离， 但是由于高铝铁矿石的粒度较 细， 使得铁回收率较低， 分选指标不理想。东北大学 自主合成了一种对高铝铁矿石捕收效果较好的新型 阴离子脱铝捕收剂DTL-1， 以其为捕收剂对悬浮焙烧 磁选后的高铝铁矿样进行脱铝试验研究， 确定合 理的浮选分离流程， 通过浮选方法实现铁铝分离， 将 为铁铝分离研究提供新的思路。 1试验材料与试验方法 1. 1试样制备 取国外某铁矿石进行悬浮焙烧磁选试验， 对 磨细至-0.074 mm 含量为 90的矿样在还原温度 560 ℃、 CO浓度30、 焙烧时间25 min的条件下进行 悬浮焙烧试验， 焙烧产品在磁场强度79.62 kA/m的条 件下进行磁选试验， 最后获得了悬浮焙烧磁选后 的高铝铁矿样， 对其进行X射线衍射分析和化学多元 素定量分析。结果见图1、 表1。 由图1可知， 悬浮焙烧磁选后的高铝铁矿样中 的主要铁矿物是磁铁矿， 同时其中还存在着少量的 赤铁矿。由表1可知， 悬浮焙烧磁选后的高铝铁矿 样中TFe含量为64.50， Al2O3含量为5.95， 可见该 矿样中铝元素含量相对较高。 1. 2试验药剂 试验所用捕收剂为东北大学实验室自制含 C O、 CO多基团阴离子脱铝捕收剂DTL-1， pH调 整剂为浓度为5的NaOH溶液 （分析纯） 和浓度为2 的HCl溶液 （分析纯） ， 抑制剂为玉米淀粉 （工业纯） 。 1. 3试验方法 悬浮焙烧磁选后的高铝铁矿样的浮选试验采 用的是XFDIV0.5型浮选机。将200.0 g矿样加于0.5 L 浮选槽中， 并向其中加300 mL水于刻线处， 以1 992 r/min的转速搅拌3 min， 然后依次分别加入pH调整 剂、 抑制剂、 捕收剂， 每次加药后搅拌3 min， 刮泡时间 6 min， 将刮出的泡沫产品和槽底产品分别烘干后称 重， 并计算产率， 化验TFe品位及Al2O3品位， 计算TFe 回收率和铝的脱除率。 2试验结果及讨论 2. 1DTL-1用量试验 图 2 所示为在浮选温度 25 ℃、 矿浆自然 pH 值 （6.86） 、 浮选机转速1 992 r/min、 不添加玉米淀粉的条 件下， 捕收剂DTL-1用量对高铝铁矿样浮选指标的 影响。 由图2可知 在DTL-1用量从25 g/t增加到200 g/t 的过程中， TFe品位逐渐上升， 同时TFe回收率逐渐 下降； 随着DTL-1用量的增加， Al2O3品位逐渐降低， 铝的脱除率逐渐升高。综合考虑， 当DTL-1用量为 50 g/t 时浮选效果最佳， 此时粗精矿 TFe 品位为 65.36， 回收率为87.20， Al2O3品位为5.61， 铝的 朱一民等 国外某悬浮焙烧磁选高铝铁精矿降铝试验2019年第8期 59 ChaoXing 脱除率为19.60。 2. 2矿浆pH值试验 图3所示为在浮选温度25 ℃、 DTL-1用量50 g/t、 浮选机转速1 992 r/min、 不添加玉米淀粉的条件下， 矿浆pH值对高铝铁矿样浮选指标的影响。 由图3可知 在矿浆pH值逐渐升高的过程中， TFe品位先降低后升高再降低， 而TFe回收率先降低 后升高； Al2O3品位先降低后升高， 铝的脱除率变化不 明显。综合考虑， 当矿浆pH值为8.0时浮选指标最 佳， 此时粗精矿 TFe 品位为 65.57， TFe 回收率为 88.24， Al2O3品位为5.26， 铝的脱除率为20.05。 2. 3浮选温度试验 图4所示为在浮选pH值为8.0、 捕收剂DTL-1用 量为50 g/t、 浮选机转速1 992 r/min、 不添加玉米淀粉 的条件下， 浮选温度对高铝铁矿样浮选指标的影响。 由图4可知 在浮选温度升高的过程中， TFe品位 和TFe回收率均升高， 但幅度不大； Al2O3品位和铝的 脱除率均降低， 幅度也不大。综合考虑， 选择浮选温 度为25 ℃， 此时， 粗精矿TFe品位为65.50， TFe回 收率为 84.61， Al2O3品位为 5.63， 铝的脱除率为 22.20。 2. 4玉米淀粉用量试验 图5所示为在浮选pH值为8.0、 浮选温度25℃、 捕 收剂DTL-1用量为50 g/t、 浮选机转速1 992 r/min的条 件下， 抑制剂玉米淀粉的用量对浮选指标的影响。 由图5可知 随着玉米淀粉用量的升高， TFe品位 先升高后降低， TFe回收率先升高后降低； Al2O3品位 不断升高， 而铝的脱除率先小幅升高后降低。综合 金属矿山2019年第8期总第518期 60 ChaoXing 由图 6 可知， 浮选闭路试验可获得 TFe 品位 66.40， TFe回收率87.81， Al2O3品位4.90的浮选 铁精矿产品， 此时铝的脱除率为26.69。 铁矿石中的含铝矿物在悬浮焙烧后变成铝的氧 化物 ［11］， 由浮选铁精矿产品光学显微镜分析可知， 浮 选铁精矿产品中粒度较大的磁铁矿颗粒中包裹着细 粒的氧化铝矿物， 在优先确保铁的回收率的前提下， 部分含铝的铁氧化物进入铁精矿， 因而也造成了铝 的回收率不高的情况。另外结合产品的元素面扫描 结果和EDS能谱分析结果可知， 铝矿物中含有铁， 铁 矿物中含有铝， 二者相互嵌布， 紧密共生， 赋存关系 十分复杂， 这部分铁铝通过机械选矿无法实现分离， 使得最终浮选闭路试验所获得的铁精矿产品中Al2O3 品位很难继续降低。 3结论 （1） 国外某铁矿石经悬浮焙烧磁选铁精矿TFe 含量为64.50、 Al2O3含量为5.95， 主要铁矿物是磁 铁矿， 少量赤铁矿， 矿样中铝元素含量相对较高。 （2） 在粗选捕收剂DTL-1用量为50 g/t， 矿浆pH 值为8.0， 浮选温度为25 ℃条件下， 不添加抑制剂玉 米淀粉， 采用1粗3精1扫的浮选闭路试验流程， 最终 获得了TFe品位66.40， TFe回收率87.81， Al2O3品 位 4.90的浮选铁精矿产品， 此时， 铝的脱除率为 26.69。铝矿物中含有铁， 铁矿物中含有铝， 二者相 互嵌布， 紧密共生， 赋存关系十分复杂， 这部分铁铝 通过机械选矿无法实现分离， 使得最终浮选闭路试 验所获得的铁精矿产品中Al2O3品位很难继续降低。 参 考 文 献 袁祥奕， 刘牡丹. 高铝铁矿资源综合利用现状 ［J］ . 现代矿业， 2017 （2） 110-113. 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