关宝山铁矿石搅拌磨细磨—磁选—反浮选试验

张淑敏袁　帅陈国岩刘　杰李艳军

（1.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819；2.鞍钢集团矿业公司关宝山铁矿，辽宁鞍山114001）

随着易选铁矿石资源的不断消耗，矿产资源普遍趋于贫细杂化，难选铁矿石资源的开发利用比例正逐年增加，其中嵌布不均的难处理铁矿石资源的开发利用备受重视[1-2]。鞍钢关宝山铁矿石属矿物嵌布关系复杂、嵌布粒度粗细不均的铁矿石，之前的研究表明，搅拌磨应用于关宝山铁矿石，能够实现铁矿物的充分解离且能耗较低[3]。为实现已解离铁矿物的高效回收，鉴于磁选—反浮选工艺提铁降硅效率高、效果好[4-6]，因此，采用搅拌磨磨矿—磁选—反浮选工艺对关宝山铁矿石开展了可选性研究，以期为关宝山铁矿石选矿工艺优化提供依据。

1　试验原料

以关宝山生产现场的二段球磨给矿为试验原料，主要化学多元素分析结果见表1，铁化学物相分析结果见表2，XRD图谱见图1。

由表1可知，原料铁品位为45.90%，主要杂质成分为SiO2，钙、镁、铝等杂质及有害元素硫、磷含量均较低。

由表2可知，原料中大部分的铁以赤（褐）铁矿或磁铁矿的形式存在，二者占总铁的91.95%，是试验的主要回收对象。

由图1可知，原料中主要有用矿物为赤铁矿和磁铁矿，其次为菱铁矿和针铁矿，铁矿物组成较复杂；脉石矿物主要为石英。

2　试验方法

（1）磨矿细度条件试验。磨矿采用SLJM-2L型搅拌磨机进行磨矿，并以之前试验[3]确定的工艺参数（料球质量比0.7、介质充填率70%、介质尺寸8 mm、搅拌转速400 r/min、磨矿浓度70%）进行磨矿细度条件试验。

（2）磁选试验。磁选试验流程见图2，弱磁选采用RK/CRS 400×300型磁选机，磁场强度为100 kA/m；强磁选采用SLon500立环脉动高梯度磁选机，磁介质为Φ2 mm棒介质，冲程为30 mm，冲次为200次/min，背景磁感应强度为0.7 T。

（3）反浮选。反浮选采用XFD0.75 L单槽浮选机，活化剂为CaO，捕收剂为RA715，RA715粗选与精选用量比为2.5∶1，试验流程见图3。

3　试验结果与讨论

3.1条件试验

3.1.1磨矿细度试验

根据图2所示的流程进行磨矿细度条件试验，结果见图4。

由图4可知，随着磨矿细度的提高，铁矿物解离度提高，磁选过程中进入精矿的连生体减少，因而混磁精矿铁品位提高；微细粒铁矿物的增多，导致无法有效回收的铁矿物也增多，因而混磁精矿铁回收率下降。-0.043 mm占85%时，混磁精矿铁品位较高，为50.73%，且回收率仍达96.03%，因此，确定原料的磨矿细度为-0.043 mm占85%。

3.1.2反浮选试验

3.1.2.1淀粉用量试验

淀粉在铁矿表面有很强的吸附能力，可在铁矿物表面形成亲水薄膜，是磁选铁精矿反浮选除杂常用的抑制剂[7]。试验固定氧化钙用量（对原料计）为750 g/t（pH=11.50）、RA715总用量为420 g/t（粗精选用量比为3∶7，下同），结果见图5。

由图5可知，随着淀粉用量的增大，反浮选精矿铁作业回收率呈先快后慢的上升趋势，淀粉用量由500 g/t增加到700 g/t，反浮选铁作业回收率由45.98%提高至92.34%，继续增大淀粉用量，作业回收率变化不大；反浮选精矿铁品位随淀粉用量的增加整体呈降低趋势，淀粉用量700 g/t时，精矿铁品位为59.34%。综合考虑，确定淀粉用量为700 g/t。

3.1.2.2氧化钙用量试验

氧化钙是磁选铁精矿反浮选中石英的有效活化剂。氧化钙在浮选矿浆中形成的Ca2+能够对石英表面产生离子活化作用，为捕收剂在石英表面的吸附创造条件[8-9]。氧化钙用量试验固定淀粉用量为700 g/t、RA715总用量为420 g/t，试验结果见图6。

由图6可知，随着氧化钙用量的增加，反浮选精矿铁品位整体呈上升趋势，铁作业回收率整体呈下降趋势。氧化钙用量为1 000 g/t时，铁品位和作业回收率均较高，综合考虑，确定氧化钙用量为1 000 g/t。

3.1.2.3RA715用量试验

RA715用量试验固定淀粉用量为700 g/t、氧化钙用量为1 000 g/t，试验结果见图7。

由图7可知，随着RA715用量的增加，反浮选精矿铁品位呈上升趋势，铁作业回收率呈下降趋势，在RA715总用量增加至455 g/t以后，铁品位趋于平稳，综合考虑，确定RA715总用量为455 g/t，即粗选和精选用量分别为325 g/t和130 g/t。

3.2反浮选开路试验

根据反浮选条件试验结果拟定了图8所示反浮选开路试验流程，试验结果见表3。

由表3可知，采用图8所示的开路流程处理矿石，可取得铁品位为66.35%、铁回收率为75.91%的反浮选铁精矿。

3.3全流程试验

在条件试验和浮选开路试验基础上进行了全流程试验，试验流程见图9，结果见表4。

由表4可知，原料采用图9所示的全流程处理，可获得铁品位为66.23%、铁回收率85.87%的铁精矿。

4　结论

（1）关宝山二段球磨给矿铁品位为45.90%，铁主要以赤（褐）铁或磁性铁的形式存在，二者占总铁的91.95%，脉石矿物主要为石英。

（2）试样在搅拌磨细磨至-0.043 mm占85%的情况下，采用1次弱磁选（磁场强度为100 kA/m）、1次强磁选（背景磁感应强度为0.7 T）、混磁精矿1粗1精3扫反浮选流程处理，反浮选中淀粉用量为685 g/t、氧化钙用量为1 000 g/t、RA715总用量为455 g/t（粗选为320 g/t、精选为135 g/t），获得了铁品位为66.23%、铁回收率85.87%的铁精矿。