安徽某铁矿选矿工艺试验研究.pdf

2 0 0 8 年第6 期有色金属 选矿部分3 9 安徽某铁矿选矿工艺试验研究 杜淑华1 ，潘邦龙2 1 ．安徽省地质实验研究所，合肥2 3 0 0 0 1 ；2 ．安徽建筑工业学院环境工程学院，合肥 2 3 0 0 6 5 摘 要安徽某铁矿全铁含量3 0 ．1 4 ％，其中磁性铁1 3 ．4 0 ％。硅酸铁1 3 ．8 7 ％。通过详细的选矿工艺研究。试验 最终确定采用一2 m m 原矿预选抛尾单一弱磁流程，得铁精矿品位6 5 ．6 0 ％、对全铁回收率4 7 ．4 2 ％的指标。进一步将铁 精矿通过反浮选方法探索生产超级铁精矿，最终获得部分品位7 0 ．6 1 ％、回收率1 7 ．6 3 ％的超级铁精矿和部分品位 6 4 ．1 6 ％、回收率2 9 ．7 9 ％的普通铁精矿。 关键词预选抛尾；单一弱磁；反浮选；超级铁精矿 中图分类号T D 9 5 1 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 8 0 6 - 0 0 3 9 0 4 我国铁矿资源以贫矿为主，绝大部分需经选矿 富集后才能使用，且矿物嵌布粒度细、含杂质硫、 磷、S i O 高，全国铁矿石平均品位仅3 3 ％，比世界 铁矿石平均品位低1 l ％⋯。安徽省矿产资源丰富， 铁矿位居全国第五位，其中大部分属于鞍山式沉积 变质型铁矿，以磁铁矿石为主。本文研究的安徽某 铁矿也为沉积变质型矿石，矿石类型以角闪铁闪石 英磁铁矿为主。主要有用矿物为磁铁矿，伴生矿物 有少量的菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿和黄铁矿等，其 他不具备回收利用价值的铁主要以硅酸铁形式存 在。脉石矿物主要有角闪石、铁闪石、石英，少量 石榴石、黑云母、长石、阳起石，微量磷灰石，均 是含铁硅酸盐矿物。 1矿石性质 1 ．1 原矿多元素分析 原矿多元素化学分析结果见表1 。由表1 可 见，矿石除含铁外，杂质组分主要为硅、铝及钙镁 碳酸盐矿物，矿石中有害杂质硫、磷的含量低。 表l原矿多元素化学分析结果 T a b l e1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ％ 堕坌里 曼生 旦曼 竺 Q 翌鲤皇Q 垒 塑 堑堡 质量分数3 0 ．1 42 0 ．5 82 4 ．5 30 ．3 00 ．0 8 12 ．7 7 2 ．9 44 6 ．8 42 ．8 7 2 ．3 0 1 ．2 原矿铁物相分析 物相分析结果表明，该矿石磁| 生铁含量1 3 ．4 0 ％， 其分布率为4 3 ．8 6 ％，赤铁矿和褐铁矿两者含量 表2原矿铁物相分析结果 T a b l e2A n a l y s i sr e s u l t so fi r o np h a s eo fr u n - o f - - m i n eo r e ％ 铁物相磁性铁硅酸盐中铁碳酸盐中铁赤铁矿褐铁矿黄铁矿总铁 含量 1 3 ．4 01 3 ．8 7 2 ．2 00 ．6 40 ．3 00 ．1 43 0 ．5 5 分布率4 3 ．8 64 5 ．4 07 ．2 02 ．0 9O ．9 8O ．4 61 0 0 ．0 o ．9 4 ％，其分布率为3 ．0 7 ％。不可回收利用的硅酸 铁含量为1 3 ．8 7 ％，其分布率为4 5 ．4 0 ％。 2 试验结果与讨论 2 ．1 磨矿细度试验 根据矿石性质，矿石中的有用铁主要以磁铁矿 的形式存在，嵌布粒度一般较细，结晶粒度范围为 0 ．0 5 ～0 ．2 0 m m ，该矿石在单一场强磁选就可得到高 品位的铁精矿，回收率随矿石的磨矿细度变细而降 低，因为磨矿细度越细，磁铁矿相互间的磁力就减 弱，当水流的冲力大于磁场的磁力时，就会丢失在 尾矿中。为了寻找合适的原矿磨矿细度，进行了不 同磨矿细度试验。试验采用一次粗选磁选工艺流 程，粗选磁场强度为1 3 5 ．2 8 k M m ，试验采用 中4 0 0 m m 2 4 0 m m 湿式鼓型弱磁选机，试验结果见 表3 。 表3 磨矿细度试验表明 1 随着磨矿细度增 加，磁选铁精矿品位提高，产率和回收率下降。 2 当磨矿细度为一7 4 斗m8 0 ％时，铁精矿品位 6 5 ．1 5 ％，回收率4 7 ．0 7 ％，该条件下品位和回收率 指标较好。 3 磁选尾矿铁品位变化不明显，且含 量较高，应进行不同磁场强度的磁选试验。 收稿日期2 0 0 8 _ 0 7 - 0 9 作者简介杜淑华 1 9 7 9 一 ，女，工程师，硕士，主要从事选矿及资源综合利用方面的研究。 万方数据 4 0 有色金属 选矿部分2 0 0 8 年第6 期 表3不同磨矿细度磁选试验结果 T a b l e3R e s u l to ft h em a g n e t i cs e p a r a t i o nt e s t sb y v a r i o u sg r i n d i n gf i n e n e s s ％ 2 ．2 粗选磁场强度试验 在磨矿细度一7 4l xm8 0 ％的条件下，进行粗选 磁场强度试验，试验结果见表4 。 表4磁场强度试验结果 T a b l e4R e s u l to ft e s t sw i t hm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t h ％ 由表4 不同磁场强度试验表明 1 粗选磁场 强度由8 7 ．5 3 k M m 提高到1 5 1 ．2 0 k M m ，铁精矿回收 率从4 5 ．7 0 ％提高到4 7 ．1 0 ％。 2 精矿的品位在 6 5 ．3 5 ％～6 4 ．8 0 ％之间变化，但变化的幅度不是很 大，说明该铁矿在一定的磁场强度下就基本选别出 来。尾矿中损失的铁都超过2 0 ％。 3 为了提高精 矿回收率，需考虑采用湿式低场强弱磁选得到高品 位的精矿，然后尾矿再用高场强处理，以尽可能回 收尾矿中的铁。弱磁选最佳磁场强度选择为 1 3 5 ．2 8 k M m 。 2 ．3 弱磁尾矿强磁选试验 一段弱磁铁精矿品位6 5 ．1 5 ％，回收率 4 7 ．0 7 ％，为了提高回收率，对一7 4 斗m 8 0 ％的弱磁 尾矿在磁感应强度o ．4 T 条件下进行强磁选试验， 以便尽可能地回收丢弃在尾矿中的弱磁性铁矿石。 尾矿经强磁选后铁品位2 5 ．8 5 ％，品位提高了 5 ．6 5 ％，对T F e 回收率6 ．2 1 ％，说明强磁选难以达 到合格铁精矿的指标要求。 2 ．4 强磁精矿反浮选试验 反浮选对去除铁精矿中的少量杂质矿物十分有 效，原理是通过浮选药剂调节铁矿物和脉石矿物表 面的可浮性，并充分利用二者之间的密度差，实现 高效分离。阴离子反浮选药剂制度中共包括氢氧化 钠、淀粉、石灰和捕收剂等四种药剂；阳离子反浮 选药剂制度中共包括碳酸钠、淀粉和捕收剂三种药 剂[ 引。为了提高强磁精矿的品位，对含铁2 5 ．8 5 ％ 的强磁精矿进行了反浮选试验，浮选药剂为R A 系 列阴离子捕收剂，此药剂的捕收性能和选择性能都 比较好，已广泛应用于鞍钢和齐大山选矿厂。通过 试验可知，反浮选后铁精矿品位由2 5 ．8 5 ％提高到 2 7 ．1 5 ％，说明强磁精矿中含铁矿物主要是角闪石、 铁闪石等硅酸盐矿物，反浮选对提高铁精矿品位效 果不显著，难以达到合格铁精矿的指标要求。也说 明弱磁尾矿损失的2 0 ％以上的铁主要是硅酸铁，硅 酸铁含量高是导致尾矿回收率高的主要原因。 2 ．5 弱磁尾矿重选试验 考虑到有些铁矿物如碳酸铁、赤铁矿虽然磁 性较弱，但其与脉石矿物的密度有一定差异，尝 试用重选来回收。对弱磁尾矿进行摇床重选试验 后精矿品位达到2 8 ．4 0 ％，对T F e 回收率3 ．3 2 ％， 选别指标也较差。说明弱磁尾矿中主要含铁矿物 铁闪石、角闪石和碳酸铁的密度相差不大，所以重 选精矿品位低。 2 ．6 预先抛尾单一弱磁试验 对弱磁尾矿进行强磁和重选后的选别指标均不 理想，从以上试验和物质组分得到启发，考虑粗磨 抛尾工艺。磨矿能耗在选矿过程中占有相当大的比 重，占选厂总能耗的6 0 ％～7 0 ％，因此降低能耗是 提高矿山经济效益的重要途径[ 3 】。由矿石性质可 知，磁铁矿的嵌布粒度为0 ．0 5 0 ．2 0 m m ，而矿石 中脉石粒度比磁铁矿粗，在粗磨条件下有大量脉石 单体解离，故考虑在较粗的磨矿粒度下，尽早丢弃 合格尾矿，从而降低二段磨矿量，节约能耗。 原矿一2 m m 精矿尾矿I 图1 不同磨矿细度预选抛尾试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fp r e c o n c e n t r a t i o nt a i l i n gd i s c a r d i n g o fv a r i o u sg r i n d i n gf i n e n e s s 万方数据 2 0 0 8 年第6 期杜淑华等安徽某铁矿选矿工艺试验研究4 l 表5不同磨矿细度预选抛尾试验指标 T a b l e5R e s u l to fp r e c o n c e n t r a t i o nt a i l i n g d i s c a r d i n g o fv a r i o u sg r i n d i n gf i n e n e s s％ 不同细度抛尾精 矿 尾矿l 尾 矿Ⅱ ／- 7 4 1 x m 产率品位同收率产率品位叫收率产率品位回收率 一段1 7 两段8 22 1 ．6 2 6 5 ．6 04 7 ．4 23 6 ．0 1 2 0 ．7 52 4 ．9 8 4 2 ．3 71 9 ．5 02 7 ．6 0 一段4 5 两段9 01 8 ．9 4 6 9 ．0 54 4 ．8 81 1 ．9 8 2 1 ．0 5 8 ．6 56 9 ．0 81 9 ，6 04 6 ．4 7 8 原矿- 2 m m 占1 7 ％ 由表5 数据可知，预选抛尾流程精矿品位 6 5 ．6 0 ％，回收率4 7 ．4 2 ％，与一段磨矿单一弱磁选 指标接近，且尾矿Ⅱ品位1 9 ．5 0 ％低于磨后磁选尾 矿品位，说明原矿在细碎至一2 m m 条件下预选抛除 的4 2 ．3 7 ％的尾矿是合格尾矿，去除这部分尾矿可 以减少二段磨矿机的循环负荷并提高磨矿效率，只 有原来5 7 ．6 3 ％的矿量进入后续作业。经过预选抛 尾后。入选品位由3 0 ．1 4 ％提高到3 7 ．5 8 ％，最终精 矿达到了合格产品的指标要求。说明该矿样在磨矿 前进行细碎预选抛尾处理是合理也是必须的。 2 ．7 超级铁精矿探索试验 超级铁精矿一般是指S i O 含量小于2 ％，T F e 含量接近7 0 ％的铁精矿，就S i O 含量来说，用于 生产海绵铁作为炼钢原料要求小于2 ％即可[ 4 1 。 超级铁精矿是一种很有发展潜力的新型原料，用 途很广。超级铁精矿在粉末冶金中用来生产优质 的还原铁粉，还原铁粉可以用在汽车制造业、催 化剂等领域；用含F e 6 9 ％左右的铁精矿还原生产 海绵铁，比一般铁精矿生产的海绵铁轧制的钢材 性能更好；超级铁精矿还用于生产高档永磁铁氧 体，是目前永磁材料中用量最大、产量最高的产 品；超级铁精矿经细磨后制成的氧化铁红是高梢 磁性材料及涂料工业的重要原料；另外超级铁精 矿还可以作化工工业催化剂、选煤重介质加重质、 橡胶添加剂等[ 5 1 。 鉴于超级铁精矿的以上各种优点以及目前铁精 矿销售情况好转的前提下，对一2 m m 原矿预选抛尾 后的铁精矿用反浮选方法探索生产超级铁精矿，其 探索流程见图2 ，浮选药剂有N a O H 、淀粉、C a O 、R A 。 表6弱磁精矿反浮选试验结果 T a b l e6R e s u l to fr e v e r s ef l o m t i o no fw e a km a g n e t i c c o n c e n t r a t e％ 精 抛尾弱磁精矿 精矿Ⅲ精矿Ⅳ 图2 弱磁精矿反浮选流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fr e v e r s ef l o t a t i o no fw e a km a g n e t i c c o n c e n t r a t e 弱磁精矿反浮选后铁精矿I 和铁精矿Ⅱ累计品 位为6 4 ．1 6 ％，S i O 的累计品位为7 ．9 0 ％，硫累计品 位0 ．1 0 ％，磷累计品位0 ．1 0 ％，可以作为普通铁精 矿；精矿Ⅲ和精矿Ⅳ累计品位为7 0 ．6 1 ％ 大于 7 0 ％ ，S i O 的累计品位为l - 5 1 ％ 小于2 ％ ，硫 累计品位0 ．0 8 ％，磷累计品位0 ．0 1 7 ％，所以精矿 Ⅲ和精矿Ⅳ作为一个产品即超级铁精矿，用来直接 还原生产海绵铁。 2 ．8 经济评价 由试验结果可知该铁矿的选矿比接近5 l ， 预选抛尾单一弱磁定为方案一，预选抛尾单一弱磁 一反浮选定为方案二。矿山按年处理原矿量1 0 0 万t 计算。经估算，采矿成本为4 9 ．9 0 元／t 。方案一选 矿加工费4 5 ．3 3 元／t ，方案二选矿加工费5 3 ．3 3 元／t 。 根据选矿比折算到铁精矿制造成本，再加上管理等 费用，两种方案成本分别是4 9 1 ．1 5 元／t 和5 2 0 ．1 5 元／t 。 方案一产出普通铁精矿2 1 ．6 2 万妇，铁精矿按 1 0 0 0 元／t 计算，年销售收入2 1 6 2 0 万元，其中年 利润总额1 0 2 2 3 ．0 2 万元，年税后利润6 8 4 9 ．4 2 万 元。方案二产出超级铁精矿7 ．5 6 万妇，按1 5 0 0 元／t 计算，年销售收入11 3 4 0 万元，另外一部分普通铁 精矿1 4 ．0 6 万如，按8 0 0 元／t 计算，年销售收入 1 1 2 4 8 万元，累计收入2 2 5 8 8 万元，年利润总额 1 0 5 2 9 ．1 9 万元，年税后利润7 0 5 4 ．5 6 万元。 由计算比较，试验生产超级铁精矿产生的经济 效益比只生产普通铁精矿所产生的经济效益高 2 0 5 ．1 4 万元，投资回收期缩短。项目建成后可解决 当地人就业问题，并为国家和地方增加税收收入， 这对于稳定社会，带动地方经济发展起到积极的 作用。 万方数据 4 2 有色金属 选矿部分2 0 0 8 年第6 期 3结语 1 安徽某铁矿化学物相分析结果表明，矿石 中有害杂质硫、磷的含量低，属于酸性矿石。 2 该铁矿全铁含量3 0 ．1 4 ％，其中磁性铁含量 1 3 ．4 0 ％，占4 3 ．8 6 ％，硅酸铁含量1 3 ．8 7 ％，占 4 5 ．4 0 ％。这部分硅酸铁矿物无法回收利用，是造成 选矿回收率低的主要原因。 3 试验采用一2 r a m 原矿预选抛尾单一弱磁选 一反浮选流程，最终获得部分品位7 0 ．6 1 ％、回收率 1 7 ．6 3 ％的超级铁精矿和部分品位6 4 ．1 6 ％、回收率 2 9 ．7 9 ％的普通铁精矿。 4 通过对该矿山技术经济初步评价可知，超 级铁精矿的生产将年创效益2 0 5 ．1 4 万元以上，效 益显著。这表明增加超级铁精矿的生产在经济上是 合理的。 参考文献 [ 1 ] 赵军伟，张克仁．加强我国铁矿资源的节约与高效利用[ J ] ． 矿产保护与利用，2 0 0 8 ， 2 5 一l O ． [ 2 ] 全文欣，张彬，庞玉荣，等．我国铁矿选矿设备和工艺的进 展[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 6 ， 2 8 - 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c o n c e n t r a t ei St a k e nb yr e v e r s e f l o t a t i o n ．A tl a s tt h eg r a d eo ft h es u p e r i r o n c o n c e n t r a t ei S7 0 ．6 1 ％w i t ha r e c o v e r yo f1 7 ．6 3 ％．t h eo t h e r m a g n e t i cc o n c e n t r a t ei s6 4 ．16 ％w i t har e c o v e r yo f2 9 ．7 9 ％． K e yw o r d s p r e c o n c e n t r a t i o nf o rt a i l i n gd i s c a r d i n g ；s i n g l el o wi n t e n s i t ym a g n e t i c ；r e v e r s ef l o t a t i o n ； s u p e r - i r o n - c o n c e n t r a t e 、 饿／孓 ／乱 ／乱 卜 ／；＼ ／；＼ ／乱 ／乱 ／≈ ／乱 ／乱 ／乱 卜 ／卜 ／夺 ‘＼ ／乱 ／、 ／_ ；、 ／i 、 ／佘 ／＼ ／佘 ／、 ／佘 ／佘 ／；、 ／备 ／斗 命 ／夺 ／夺 ／兮 上接第3 5 页 T H ER E S E A R C Ho FR E D U C ET H EP Ho FT A I LW A T E RA TL E A D Z I N CM I N E G U OY u e q i n l ，M AJ i n 9 1 ，W A N GT a o s 。Z H A N GA n p u l I ．N o r t h w e s tG e o l o g i c a lI n s t i t u t eo fN o r f e 邢M e t a l s ，x i ’a n ，7 10 0 5 4 ，C h i n a ；2 ．N o r t h w e s t M i n i n ga n dG e o l o g i c a lE x p l o r a t i o nB u r e a uf o rN o n f e r r o u sM e t a l s ，X i ’a n ，7 10 0 5 4 ，C h i n a A B S T R A C T T h i st e s tb e i n go ns i t u a t i o nw h i l ed on o ts t o pp r o d u c ea n d d on o tc h a n g et h es t r u c t u r eo fp r o d u c t i o n f l o w ．D i s c o n t i n u a t i o no ff l o a t i n gc h e m i c a l si n c l u d i n gC a Oa n dE t h y lT h i oC a r b a m a t ei nr o u g h e rf l o t a t i o n ， a p p e n dZ n S 0 4a n d al i t t l e rG Yi no n et i m eo fr o u g h i n g ，s w i t c ht oG Yi nt w ot i m e r o u g h i n g ，a n d P b c l e a n i n g ；A p p e n dC u S 0 4 ，b u t y lx a n t h a t ea n dp i n ec a m p h o ro i li nP bg r a bp i c k i n g ．U s i n gG Yi n s t e a do f E t h y l 弧i oC a r b a m a t e ，p i n ec a m p h o ro i lt op i c k i n gP b ．S t o pu s eC a O 。n o to n l yk e e pt h eq u a l i t yb u ta l s o s a v e6 7 7 ．5 5t h o u s a n dR M Bp e ry e a r ．T h eP ho ft a i lw a t e rr e d u c et o7 ，m e e tr e q u i r eo fe n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n ，w i l lh a v eg r e a ts i g n i f i c a n c ef o rd e v e l o p m e n to fa ne n v i r o n m e n t - 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