《武汉工程大学学报》 2012年9期
30-33
出版日期：2012-10-10
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
新型捕收剂常温反浮选铁矿石的试验
0引言世界上铁矿富矿资源日益减少，我国的铁矿资源普遍具有“贫、细、杂”及弱磁性铁矿石多等特点\[1\]，21世纪以来，中国钢铁工业进入了快速发展时期，对铁精矿的需求逐年急剧上升.自1998年以来，铁矿提铁降硅工作在全国迅速展开，铁矿选矿新技术、新工艺得到迅猛的发展，特别在铁矿阴离子反浮选上，各高等院校研究机构及相关企业不断研制开发新浮选药剂并应用于生产实践中\[2-4\].唐钢司家营铁矿是我国大型铁矿山之一，其前部以氧化铁矿为主，在加温浮选达到稳定、合格的生产指标后，进一步提出了降低浮选温度、减少能耗、缩减生产成本的技术改造要求.实现铁矿常温浮选，关键是克服传统加温药剂水溶性、选择性差、对温度敏感的缺点，通过对捕收剂分子结构中引入活性基团或添加增效剂途径是现行两种有效的方法\[5\].1矿石性质司家营铁矿属于鞍山式铁矿，以赤铁矿为主，其次为磁铁矿、假象赤铁矿；脉石矿物主要为石英，含有微量黄铁矿、黄铜矿、绿泥石等矿物.矿石化学多元素分析及铁物相分析结果见表1、表2.表1矿石化学多元素分析
Table 1Multielements analysis of ore
氧化矿元素TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3MnOSPw/%29.143.6853.150.220.662.810.940.0120.032原生矿元素TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3SFeK2OSPNa2Ow/%26.4311.5850.401.732.2662.9825.81.50.0960.0640.4表2铁矿物物相分析
Table 2Phase analysis of iron ore
物相TFeFe3O4FeCO3FeSiO3假、半假象赤铁矿赤、褐铁矿氧化矿w/%29.146.340.350.402.2019.89分布率/%100.0021.621.201.377.5568.26物相TFeFe3O4FeCO3FeSiO3FeSFeO原生矿w/%26.8122.850.772.040.131.02分布率/%1.3785.232.877.610.483.81常温反浮选小型试验的试样取现场浮选车间的给矿，TFe的含量为40%左右，杂质主要以石英为主，含量达30％以上，是此次主要分离对象.2试验方法2.1试验设备及药剂试验设备：XFD型单槽式浮选机；药剂：NaOH、CaO、淀粉、常温捕收剂(武汉工程大学与武汉祥辉选矿技术有限公司研制).2.2试验过程选用0.5 L单槽浮选机，各浮选产品分别烘干、称重、制样、分析化验各样品TFe含量，计算产率及回收率.3试验结果与分析目前，国内铁矿阴离子捕收剂反浮选采用的是脂肪酸（皂），由于此类捕收剂在水中溶解分散不好，不耐硬水，以致需要加温浮选，浮选温度一般为（35±5） ℃.常常消耗大量的燃煤，且产生大量的CO2气体，影响环境，同时增加了选矿成本.为了降低浮选的温度，需要对脂肪酸类捕收剂加以改进，以提高浮选性能.3.1反浮选粗选药剂用量的确定采用单一因素试验法进行浮选药剂条件试验，研究常温下（浮选温度为25 ℃）反浮选粗选NaOH、淀粉、CaO用量对浮选指标的影响，试验的流程如图1.通常影响选别效果的主要因素是矿浆溶液酸碱度、抑制剂、活化剂以及捕收剂的用量.确定的最佳药剂制度和工艺条件为：NaOH 1 500 g/t，CaO 650 g／t、淀粉 550 g／t.图1浮选试验流程图
Fig.1Flowsheet of flotation process3.2粗选和精选捕收剂用量对浮选的影响通过对脂肪酸捕收剂在羧酸α位引入其他负电性基团，并复配一定量的表面活性剂，获得了常温浮选捕收剂，从而达到降低浮选温度的效果.为了研究此捕收剂的性能效果，对司家营强磁精矿进行常温浮选试验，在条件试验所确定的最佳药剂用量下，进行粗选捕收剂用量试验，浮选温度为25 ℃，试验流程见图2，试验结果见表3.图2粗选捕收剂用量试验流程图
Fig.2Test flowsheet of roughing collector consumption第9期罗惠华，等：新型捕收剂常温反浮选铁矿石的试验
武汉工程大学学报第34卷
表3粗选捕收剂用量试验结果
Table 3Results of roughing collector usage test
捕收剂用量
/(kg/t)产品
名称产率
γ/%品位
β/%回收率
ε/%0.4精矿60.4955.7885.07尾矿39.5114.9914.93给矿100.0039.66100.000.45精矿56.5358.0982.79尾矿43.4715.7017.21给矿100.0039.67100.000.5精矿53.8759.5780.99尾矿46.1316.3319.01给矿100.0039.62100.00此次试验结果可知：随着捕收剂用量的增加，精矿品位相应提高，回收率呈下降趋势.当捕收剂用量为0.45 kg/t时，精矿品位比用量为0.4 kg/t提高了4.14%，比用量为0.5 kg/t时精矿品位仅降低了1.48%，而回收率比用量为0.4 kg/t降低了2.28%，比用量为0.5 kg/t时回收率提高了1.80%.因此粗选捕收剂的用量0.45 kg/t为最佳.由于采用一次粗选，精矿的品位接近60%，说明粗选只能脱出部分硅酸盐矿物，还需剔除粗精矿的杂质进一步提高品位.在上述粗选条件的基础上，精选时，添加了200 g/t的CaO,研究了捕收剂用量对浮选的影响，试验的流程见图3，试验结果见表4.图3精选捕收剂用量试验流程图
Fig.3Test flowsheet of cleaning collector consumption表4精选捕收剂用量试验结果
Table 4Results of cleaning collector usage test
精选捕收剂
用量/(kg/t)产品
名称产率
γ/%品位
β/%回收率
ε/%0.4精矿43.1365.8871.83中矿10.3134.649.03尾矿46.5616.2619.14原矿100.0039.55100.000.45精矿41.9866.5670.64中矿13.8234.3912.02尾矿44.2015.5217.34原矿100.0039.55100.000.5精矿42.6566.1871.24中矿11.2234.429.75尾矿46.1316.3319.01原矿100.0039.62100.00由试验结果可知,随着精选捕收剂用量的变化，精矿品位先增加后减小，精矿产率先降低后上升.可能的原因是捕收剂用量为0.5 kg/t时，在脉石矿物表面形成多层吸附，使得部分硅酸盐矿物亲水，上浮量变小.因此精选捕收剂用量在0.45 kg/t时，精矿品位可达66.56%，回收率为70.64%. 3.3闭路流程试验根据以上确定的药剂制度（粗选NaOH为1.5 kg/t，淀粉为650 g/t，CaO为550 g/t，捕收剂为450 g/t；精选CaO为200 g/t，捕收剂为450 g/t），在25 ℃常温下进行一粗一精一扫闭路流程试验，闭路工艺流程及数质量流程图如图4、图5.图4闭路浮选试验流程
Fig.4Closed circuit flotation flowsheet图5浮选数质量流程图
Fig.5Quality and quantity flotation flowsheet在浮选温度为25 ℃时，给矿品位39.81%，经一粗一精一扫闭路循环后获得精矿品位65.79%，回收率83.01%，尾矿品位13.58%的选矿指标.4结语a. 司家营矿业公司浮选车间的磁选精矿，采用反浮选，粗选NaOH、淀粉、CaO、捕收剂用量分别为1 500 g/t、650 g/t、550 g/t、450 g/t，精选CaO、捕收剂用量分别为200 g/t、450 g/t，浮选温度25 ℃下，经过一粗一精一扫浮选闭路流程试验，获得精矿品位65.79%，尾矿品位13.58%，回收率为83.01%的选矿指标.b. 在25 ℃下进行的浮选试验可以看出，通过对脂肪酸捕收剂在羧酸α位引入其他负电性基团，并复配一定量的表面活性剂，获得的低温浮选捕收剂，水溶性较好，药剂选择性也较好，捕收能力较强.