CN101264465A - 一种单一菱铁矿全浮选选矿方法 - Google Patents

一种单一菱铁矿全浮选选矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单一菱铁矿全浮选选矿方法，属于矿物加工工程铁矿石的选矿技术领域。针对单一的菱铁矿矿石同时伴生有少量的赤褐铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿等矿石采用全浮选工艺流程，先将原料破碎至－3mm以下并混匀，按液固重量比为1∶2的比例磨矿至粒度为－0.074mm占75％～95％，经一次粗选三次精选作业可以获得品位TFe≥38％，铁回收率75～86％的菱铁矿精矿。本发明所提供的全浮选工艺流程是利用菱铁矿捕收剂进行捕收，可以使菱铁矿和捕收剂的表面发生强烈的物理化学吸附，实现菱铁矿与其它矿石的有效分离。

Description

一种单一菱铁矿全浮选选矿方法
一、技术领域：
本发明涉及一种单一菱铁矿全浮选选矿方法，属于矿物加工工程铁矿石的选矿技术领域，特别适应以菱铁矿为主，伴生有赤褐铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿等的选矿方法。
二、背景技术：
在已经探明的铁矿储量中，菱铁矿(包括单一菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱褐铁矿等共生)虽然占世界储量不到10％，但是，有预测表明，在世界铁矿潜在资源中，菱铁矿占40％以上，。我国菱铁矿资源较为丰富，其储量居世界前列，总量达18.34亿吨左右。由于菱铁矿堪布粒度相当细、成分复杂、品位低，铁主要以碳酸盐的形式赋存，部分菱铁矿因Mg2+和Mn2+替代Fe2+形成类质同象而为镁、锰菱铁矿，且赋存于赤褐铁矿和磁铁矿中。褐铁矿品位低，复杂难选，铁品位和回收率较难提高，同时在磨矿过程中容易产生泥化现象，影响选矿指标。目前，菱铁矿、褐铁矿及伴生复杂低品位铁矿是公认的选矿难题。为充分开发以菱铁矿为主的低品位菱铁矿资源，在国外，对菱铁矿类型的选矿常采用常规的物理选矿工艺，如重选、强磁选、浮选、焙烧等单一的或部分组合的选别流程。在上世纪五、六十年代东欧的几个国家建有半工业规模的菱铁矿选矿厂，但都存在技术经济指标普遍偏低，如有焙烧工艺的乌克兰巴卡尔选矿厂，精矿品位最高只能达到53％；又如捷克德那尼选矿厂通过磁选一浮选的联合工艺流程，铁精矿品位仅35％左右。如德国西格尔兰德处理含锰菱铁矿，铁精矿品位50％，回收率62.8％(见含氧化镁的碳酸盐铁矿石的选矿工艺[J].国外金属矿选矿，1975，7：4652)。国内外至今尚无单一的菱铁矿工业利用的实践，即便是大冶铁矿、酒钢铁矿能在铁矿石的选别流程中综合回收一部分伴生的菱铁矿，也只能得到含铁35％左右的菱铁矿精矿。
菱铁矿属于碳酸盐类型矿物，经过焙烧后其铁品位提高比较大，菱铁矿的焙烧工艺虽然可以得到铁品位较高的铁精矿，但会带来两次焙烧(一次磁化焙烧，一次烧结)成本很高，如果用常规的物理选矿方法将铁品位富集至39％左右，再将该产品经过球团烧结后可以将铁品位提高到55％左右，这样可减少一次焙烧所带来的焙烧成本，相应的经济效益提高；同样强磁选工艺所带来的电耗、水耗都很大，成本也比较高，也很难实现实际的产业化。目前，菱铁矿的全浮选工艺还没有实际的成功经验，主要是受到菱铁矿浮选捕收剂较难选择的影响。
三、发明内容：
本发明是提供一种一种单一菱铁矿全浮选选矿方法，针对单一的菱铁矿矿石同时伴生有少量的赤褐铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿等矿石采用全浮选工艺流程，可以获得品位TFe≥38％，铁回收率75～86％的菱铁矿精矿指标。本发明所提供的全浮选工艺流程是利用菱铁矿捕收剂进行捕收，可以使菱铁矿和捕收剂的表面发生强烈的物理化学吸附，可以实现菱铁矿与其它矿石的有效分离。
本发明的菱铁矿全浮选流程分为以下几个步骤：
(1)原料碎磨：将菱铁矿原料破碎至-3mm以下，并混匀，按液固比R(q∶Q)＝1∶2，的比例加入球磨机磨矿，磨矿粒度为-0.074mm占75％～95％，-0.100mm占100％。
(2)浮选阶段：对菱铁矿进行一次粗选三次精选作业。菱铁矿粗选：用六偏磷酸钠作为调整剂调浆，提高矿浆的分散度，其用量为300～600g/t，搅拌3～6min，硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，加入淀粉用量作为抑制剂，其用量为500～800g/t，搅拌3～6min，加入SP型菱铁矿高效捕收剂，其用量400～800g/t，搅拌3～6min，加入2#油作为起泡剂，其用量为10～40g/t，搅拌3～6min，充气并刮泡，得泡沫产品I，进入下一段精选作业；菱铁矿精选I：硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量300～500g/t，同时搅拌3～6min，加入2#油10～30g/t，搅拌3～6min充气刮泡，得泡沫产品II进入下一段精选作业；菱铁矿精选II：硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量200～400g/t，同时搅拌3～6min，加入2#油10～20g/t，搅拌3～6min充气刮泡，得泡沫产品III进入下一段精选作业，菱铁矿精选III：硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量100～300g/t，同时搅拌3～6min，加入2#油5～10g/t，充气刮泡，泡沫产品经过脱水干燥后得菱铁矿精矿产品。
所述SP型捕收剂已在申请号为200810058134.3的专利申请中公开，其配方和制作工艺如下：
原料：十二胺S1，混合胺S2，醚胺S3，环烷酸{CnH2n-1COOH}S4，硫酸P1，盐酸P2，苛性钠P3，
重量配比为：S＝十二胺S1∶混合胺S2∶盐酸P2＝20～40∶20～40∶80～20P＝醚胺S3∶环烷酸S4∶苛性钠P3∶硫酸P1＝10～30∶20～50∶10～20∶60～10，SP＝S∶P＝10～80∶90～20，
所述的十二胺纯度≥96％，混合胺纯度≥95％，盐酸重量百分浓度≥35％；硫酸重量百分浓度≥95％，苛性钠纯度≥96％，醚胺纯度≥98％，环烷酸纯度≥98％。
所述的上述配方制备SP捕收剂，按以下方法完成：
S的配制方法：按照重量配比先将盐酸P2平分成两分，将其中一份与十二胺S1搅拌混匀并陈化20min，另一份与混合胺S2搅拌混匀并陈化20min，再将两者混匀搅拌5min在常温常压下静置陈化20min后即可；P的配制方法：按照重量配比先将醚胺S3和环烷酸S4混匀静置陈化5min，得混合物，再将混合物与苛性钠P3混合后与硫酸P1混匀，同时搅拌混匀静置陈化10min；SP的配制方法：按照重量配比将S和P相加搅拌混匀，静置20min后待温度降低至室温即得捕收剂产品。
与公知技术相比本发明具有的优点及积极效果：针对单一的菱铁矿矿石同时伴生有少量的赤褐铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿等矿石采用全浮选工艺流程，可以获得品位TFe≥38％，铁回收率75～86％的菱铁矿精矿指标。本发明所提供的全浮选工艺流程是利用了菱铁矿捕收剂进行捕收，可以使菱铁矿和捕收剂的表面发生强烈的物理化学吸附，可以实现菱铁矿与其它矿石的有效分离。
四、附图说明：
图1是本发明的工艺流程
五、具体实施方式
实施例一：菱铁矿试样来自云南某地区，该菱铁矿原矿中硫、磷、砷均不超标，矿石中主要回收的元素是铁，其它元素没有达到综合回收的价值。原矿矿物含量见表1，原矿化学成分分析见表2。采用图1的全浮选工艺流程，菱铁矿破碎至-3mm以下，并混匀，按液固比＝1∶2，的比例加入球磨机磨矿，磨矿粒度为-0.074mm占85.38％，浮选药剂制度：(1)菱铁矿粗选：六偏磷酸钠300g/t，搅拌4min，硫酸调pH＝5～6，搅拌4min，SP捕收剂600g/t，搅拌3min，淀粉600g/t，搅拌3min，2#油40g/t搅拌3min，充气并刮泡(2)菱铁矿精选I：淀粉300g/t，搅拌3min，2#油20g/t搅拌3min，充气并刮泡(3)菱铁矿精选II：硫酸调pH＝5～6，淀粉200g/t，搅拌3min，2#油15g/t，搅拌3min，充气并刮泡(4)菱铁精选III：硫酸调pH＝5～6，搅拌3min，淀粉100g/t，搅拌3min，2#油6g/t，搅拌3min，充气并刮泡。泡沫产品经过脱水干燥至水分重量百分含量为5％以下，得菱铁矿精矿产品。所达到的指标见表4。
所用选矿设备为：球磨机Φ900×1800mm、颚式破碎机Φ10×50mm和Φ3×30mm、自吸式浮选机(单槽容积为3m3)-昆明茨坝矿山机械厂制造、螺旋分级机Φ2000mm、旋流器Φ150mm。
表1原矿矿物含量
  矿物   菱铁矿   赤褐铁矿   磁铁矿   硅酸铁   脉石及其它
  含量(％)   52.17   2.64   0.42   1.98   42.99
表2原矿化学成分分析
  项目   Fe   S   P   As   SiO2
  含量(％)   26.89   0.02   0.031   0.002   18.12
表3流程选矿指标
  产物名称   产率(％)   铁品位(％)   铁回收率(％)
  菱铁精矿   57.23   39.01   83.00
  尾矿   42.77   10.69   17.00
  给矿   100.00   26.90   100.00
实施例二：菱铁矿试样来自云南某地区，该菱铁矿原矿中硫、磷、砷均不超标，矿石中主要回收的元素是铁，其它元素没有达到综合回收的价值。原矿矿物含量见表4，原矿化学成分分析见表5。采用图1的全浮选工艺流程，磨矿粒度为-0.074mm占88.78％，浮选药剂制度：(1)菱铁矿粗选：六偏磷酸钠400g/t，硫酸调pH＝5～6，SP捕收剂700g/t，淀粉600g/t，2#油40g/t充气并刮泡(2)菱铁矿精选I：淀粉400g/t，2#油20g/t充气并刮泡(3)菱铁矿精选II：硫酸调pH＝5～6，淀粉200g/t，2#油15g/t，充气并刮泡(4)菱铁精选III：硫酸调pH＝5～6，淀粉200g/t，，2#油6g/t，充气并刮泡。指标见表6。
表4原矿矿物含量
  矿物   菱铁矿   赤褐铁矿   磁铁矿   硅酸铁   脉石及其它
  含量(％)   55.22   1.88   0.21   3.99   38.70
表5原矿化学成分分析
  项目   Fe   S   P   As   SiO2
  含量(％)   28.96   0.032   0.028   0.006   23.99
表6流程选矿指标
  产物名称   产率(％)   铁品位(％)   铁回收率(％)
  菱铁精矿   60.17   40.02   83.15
  尾矿   39.83   12.35   16.85
  给矿   100.00   28.96   100.00
实施例三：菱铁矿试样来自甘肃某地区，该菱铁矿原矿中硫、磷、砷均不超标，矿石中主要回收的元素是铁，其它元素没有达到综合回收的价值。原矿矿物含量见表7，原矿化学成分分析见表8。采用图1的全浮选工艺流程，磨矿粒度-0.074mm占81.68％，浮选药剂制度：(1)菱铁矿粗选：六偏磷酸钠400g/t，硫酸调pH＝5～6，SP捕收剂700g/t，淀粉600g/t，2#油40g/t充气并刮泡(2)菱铁矿精选I：淀粉400g/t，2#油20g/t充气并刮泡(3)菱铁矿精选II：硫酸调pH＝5～6，淀粉200g/t，2#油15g/t，充气并刮泡(4)菱铁精选III：硫酸调pH＝5～6，淀粉200g/t，2#油6g/t，充气并刮泡。选矿指标见表9。
表7原矿矿物含量
  矿物   菱铁矿   赤褐铁矿   磁铁矿   硅酸铁   脉石及其它
  含量(％)   56.18   2.13   0.98   3.67   37.04
表8原矿化学成分分析
  项目   Fe   S   P   As   SiO2
  含量(％)   29.98   0.012   0.038   0.0052   21.88
表9流程选矿指标
  产物名称   产率(％)   铁品位(％)   铁回收率(％)
  菱铁精矿   60.66   41.06   82.99
  尾矿   39.34   12.97   17.01
  给矿   100.00   30.01   100.00

Claims (3)

1、一种单一菱铁矿全浮选选矿方法，其特征在于按以下步骤完成：将菱铁矿原料破磨后进行一次粗选三次精选作业，粗选：用六偏磷酸钠作为调整剂调浆，提高矿浆的分散度，其用量为300～600g/t，搅拌3～6min，硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，加入淀粉作为抑制剂，其用量为500～800g/t，搅拌3～6min，加入SP型菱铁矿捕收剂，其用量400～800g/t，搅拌3～6min，加入2#油作为起泡剂，其用量为10～40g/t，搅拌3～6min，充气并刮泡，得泡沫产品I，进入下一段精选作业；精选泡沫产品I：硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量300～500g/t，同时搅拌3～6min，加入2#油10～30g/t，搅拌3～6min充气刮泡，得泡沫产品II进入下一段精选作业；精选II：硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量200～400g/t，同时搅拌3～6min，加入2#油10～20g/t，搅拌3～6min充气刮泡，得泡沫产品III进入下一段精选作业；菱铁矿精选III：硫酸调pH＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量100～300g/t，同时搅拌3～6min，加入2#油5～10g/t，充气刮泡，泡沫产品经过脱水干燥后得菱铁矿精矿产品。
2、根据权利要求1所述的单一菱铁矿全浮选选矿方法，其特征在于：所述的破磨是将菱铁矿原料破碎至-3mm以下并混匀，按液固重量比为1∶2的比例加入球磨机磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的占75％～95％，-0.100mm占100％。
3、根据权利要求1所述的单一菱铁矿全浮选选矿方法，其特征在于：所述的脱水干燥是将泡沫产品干燥至水分重量百分含量为5％以下。
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