某難選高磷赤褐鐵礦的選礦新工藝研究

1、礦石性質(zhì)

云南某鐵礦石的主要礦物為赤鐵礦和褐鐵礦，還有少量磁鐵礦；脈石礦物主要為方解石、綠泥石、石英等。主要元素分析結(jié)果及我想分析結(jié)果見表1和表2。

該鐵礦原礦含鐵品位達到42.66%，有害元素硫和砷含量較低，有害元素磷的含量高達0.586%，鐵主要以赤褐鐵礦的形態(tài)存在，磷礦物與鐵礦物相互浸染，主要呈粒狀分布于赤鐵礦和褐鐵礦中，嵌布粒度極細，屬于非常難選的鐵礦石。

2、選礦試驗研究

對現(xiàn)場采集的礦樣進行了常規(guī)的破碎、篩分、堆環(huán)取樣，粒度為-2mm。分別做了單一流程（強磁選、重選、直接浮選）和聯(lián)合流程（分級磁選、分級重選、磁-浮/浮-磁聯(lián)合選別和磁-重/重-磁聯(lián)合選別）的選礦試驗，但選別效果都不好，均沒有得到較好指標的鐵精礦，精礦中磷的含量也不能降到0.2%以下。為此，改變思路，決定先用還原焙燒的方法把原礦還原為磁鐵礦，再用磁選方法選出鐵精礦，再用浸出的方法將鐵精礦中的磷降到0.2%以下。

2.1、還原焙燒試驗

2.1.1、焙燒溫度試驗

以焦炭為還原劑，將粒度為-1mm（用量為5%）的焦炭與-2mm的原礦分別在900，950，1000，1050，1100℃下還原焙燒20min，然后磨至-200目占100%，在磁選電流為2A條件下進行磁選，試驗結(jié)果見圖1。

由圖1可知，焙燒溫度太低時，還原不夠充分，鐵精礦的品位和回收率都較低，而焙燒溫度太高又會引起過還原，同樣影響鐵精礦的品位和回收率。焙燒溫度為980~1000℃時，鐵精礦的品位和回收率較好，所以我們確定焙燒溫度為1000℃。

2.1.2、還原劑用量試驗

將原礦與焦炭混合，焦炭用量分別為2%，5%，8%，10%，15%，在1000℃下還原焙燒20min，然后磨至-200目占100%，在磁選電流為2A條件下進行磁選，試驗結(jié)果見圖2。

由圖2可以看出，還原劑焦炭的用量以8%為宜，此時焙燒礦的磁選鐵精礦指標較好。

2.1.3焙燒時間

焙燒時間太短，反應沒有完全進行，會降低精礦品位和回收率；焙燒時間太長，會消耗大量的熱能，同時使反應生成物的磁性大大降低，影響后續(xù)的磁選效果。因此焙燒時間的試驗也是極其重要的。將-2mm的原礦與-1mm焦炭混合，焦炭用量為8%，在1000℃下分別還原焙燒10，20，30，40，50min，然后磨至-200目占100%，在磁選電流為2A條件下進行磁選，結(jié)果見圖3。

由圖3可以看出，還原焙燒時間以30min為宜，此時鐵精礦的品位和回收率最好。

2.2、磁選試驗

2.2.1、磁場強度試驗

將破碎到-2mm的原礦添加用量為8%的焦炭，在1000℃下焙燒30min，然后磨至-200目占100%，分別在磁選電流1.5，2.5，3.5，4.5A下進行磁選，結(jié)果見圖4。

由圖4可以看出，磁選電流宜為2.5A，此時的精礦品位為61.77%，回收率為68.25%。

2.2.2、磨礦細度試驗

將破碎到-2mm的原礦添加用量為8%的焦炭，在1000℃下焙燒30min，然后分別磨至-200，-300，-400，-500目占90%，在磁選電流為2.5A條件下進行弱磁選，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5可以看出，磨礦細度越細，鐵礦物單體解離越充分，精礦鐵品位越高，但磨礦細度太細導致磁選時鐵的損失嚴重。根據(jù)試驗結(jié)果，確定適宜的磨礦細度為-300目占90%。在以上條件下，可得到磷含量0.42%、硫含量0.008%、二氧化硅含量5.18%、精鐵礦品位61.94%，回收率70.88%的技術指標。

2.3、鐵精礦降磷試驗

通過還原焙燒-磁選可以得到品位為61.94%，回收率為69.88%的鐵精礦。焙燒對降磷有一定的作用，磷的含量由原來的0.59%降到了0.42%，但還沒有達到工業(yè)標準，因此后續(xù)試驗的重點放在降磷的工藝上。

2.3.1、浮選降磷試驗

該鐵礦所含的磷礦物與欠缺礦緊密共生，浸染于氧化鐵礦物顆粒邊緣，并有少量磷存在于鐵礦石及鐵質(zhì)粘土的晶格中，在焙燒過程中，部分磷礦物因反應與鐵礦物分離開，但仍有部分磷的礦物留在磁選精礦中，造成精礦的磷含量超標，故需對鐵精礦做降磷試驗。試驗使用氧化石蠟皂作捕收劑，水玻璃作抑制劑，碳酸鈉作pH調(diào)整劑，2#油作起泡劑，采用一粗一掃的浮選流程。

試驗結(jié)果顯示，泡沫產(chǎn)品與槽內(nèi)產(chǎn)品的鐵品位及磷含量沒有明顯差別，說明采用浮選方法對該礦石仍然沒有效果，該礦采用浮選降磷效果很差，且鐵損失較大，回收率降低。

2.3.2、浸出降磷試驗

用無機酸和有機酸制成除磷浸出劑，對鐵精礦進行了浸出劑濃度、浸出時間和浸出液固比的試驗研究。試驗結(jié)果依次見圖6~圖8。

由圖6可知，隨著浸出劑濃度的增加，精礦鐵品位和磷含量變化都不明顯。從圖7和圖8可知，精礦鐵品位隨著浸出時間和浸出液固比的增加而提高，磷含量則逐漸降低。根據(jù)試驗結(jié)果，確定浸出劑濃度為10%，浸出時間為8min，浸出液固比為2:1。在該條件下，所得鐵精礦產(chǎn)品的指標為：鐵品位62.32%，磷含量0.198%，鐵回收率66.84%。

3、結(jié)論

（1）云南某鐵礦石鐵礦物主要以赤褐鐵礦形式存在，磷含量達0.586%，礦物嵌布粒度微細，用常規(guī)物理選礦方法獲得符合冶煉要求的鐵精礦。

（2）通過大量試驗，確定用還原焙燒-磁選-浸出工藝流程處理該礦石，獲得了精礦鐵品位62.32%、磷含量0.198%、鐵回收率66.84%的較好選別指標。

（3）研究提出的焙燒-磁選-酸浸工藝為類似難處理微細粒高磷赤褐鐵礦的開發(fā)利用提供了新思路。

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