一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法

摘要

本发明公开了一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法，它包括以下工艺、步骤：采用阶段磨矿——阶段磁选抛尾选矿工艺生产出铁精矿品位TFe62％-66％的磁选精矿；对磁选精矿采用阳离子捕收剂反浮选工艺，获得阳离子捕收剂反浮选铁精矿及中矿；对阳离子捕收剂反浮选获得的中矿采用阴离子捕收剂反浮选工艺，获得阴离子捕收剂反浮选铁精矿；阳离子捕收剂反浮选铁精矿、阴离子捕收剂反浮选铁精矿合并获得最终的高质量铁精矿。本发明具有铁精矿品位高、铁回收率高、细粒铁矿物损失小、选矿能耗低、药剂消耗量小的优点，可以缓解细粒级精矿由于添加淀粉造成的过滤困难的工业难题，大大优化精矿过滤作业，不仅可用于磁铁矿石的选别，也可用于赤铁矿等弱磁性铁矿物的选别。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁矿石的选矿方法，具体地说是涉及一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法，适用于石英型磁铁矿石的选别，特别适用于细粒嵌布的石英型贫磁铁矿石的选别，以生产出高质量的铁精矿。

背景技术

我国铁矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”，平均铁品位32％，比世界平均品位低11个百分点。其中97％的铁矿石需要选矿处理，并且复杂难选的红铁矿占的比例大，约占铁矿石储量的20.8％。

磁铁矿石选矿一直是铁矿石选矿的主体，在我国铁精矿产量中，主要是磁铁矿精矿。目前磁铁矿选矿技术主要有采用单一弱磁选的阶段磨矿——阶段弱磁选别工艺，当部分脉石矿物嵌布粒度较粗时，可在粗磨阶段，抛除已单体解离的脉石，为节能增产创造良好条件。粗精矿再磨，可大大节省下段磨矿机容积。对细粒嵌布磁铁矿，采用多段磨矿，多次选别，在这种流程中引入细筛再磨工艺，可以在较粗的磨矿粒度条件下，分出部分高品位的铁精矿，进一步减少粗精矿的再磨矿量，防止高品位精矿过磨，减少金属流失。为了提高铁精矿品位，有的选矿厂采用了弱磁选精选设备，如磁选柱等弱磁选精选设备。

中国专利CN101130177公开了一种低品位铁矿石选矿工艺及其选矿设备，其选矿工艺包括粗破碎、一次细破碎、干选筛分、球磨、分料机分料、磁选、高频筛分、过滤，有下述步骤：矿料二次筛分，筛分出的粗矿进行二次细破碎，细料进行湿式粗选，选出的细料送入分料机分料，再进行磁选、高频筛分、过滤。选矿设备包括粗破碎机、细破碎机、干选筛分机、贮料仓、球磨机、分料机、磁选机、高频筛、过滤机，在贮料仓和分料机之间增设一套湿式粗选机组，包括依次联接的传送带、二次筛分机、湿式细破碎机、湿式筛分机和湿式粗选机。与同等规模的现有工艺和设备相比，选别同等低品位的铁矿石，在同样电耗的条件下，产量可以提高1-2倍，从而充分利用低品位铁矿石资源。但这种选矿工艺及设备不适合细粒嵌布的石英型贫磁铁矿石的选矿，而且铁精矿中铁的回收率低，一般小于70％，铁精矿品位低，TFe小于64％，杂质含量高，不适合冶金工业精料方针和节能环保的要求。

对细粒嵌布的贫磁铁矿石，采用联合流程，目前国内外多采用弱磁选——反浮选流程，用弱磁选抛出大量尾矿，对磁选精矿用反浮选进一步提高精矿铁品位。主要工艺有：

选矿工艺一：阶段磨矿-阶段弱磁选-阳离子捕收剂反浮选；

选矿工艺二：阶段磨矿-阶段弱磁选-阴离子捕收剂反浮选。

选矿工艺一采用阳离子捕收剂反浮选的优点有：第一，阳离子捕收剂反浮选药剂制度简单，仅使用阳离子捕收剂就可以实现脱硅的目的；第二，阳离子捕收剂具有良好的耐低温性能，可在10℃左右实现工业生产；显然，采用阳离子捕收剂反浮选工艺可以节省大笔加温费用，降低生产成本。

但常用的阳离子捕收剂十二胺也存在明显的不足：浮选过程中泡沫量大、粘度高且消泡难、流动性差，导致后续操作难度大；十二胺选择性差，矿物分选效果受到很大的影响。

选矿工艺二采用阴离子捕收剂反浮选，阴离子捕收剂具有选择性强的特点，且在阴离子捕收剂反浮选作业中，共有氢氧化钠、淀粉、氧化钙、捕收剂等四种药剂在矿浆中发生作用，药剂种类多，在过程中可以通过多个变量实现浮选作业的控制。药剂种类的增多，使得浮选过程的针对性更强。

但是阴离子捕收剂反浮选工艺药剂品种多、药剂制度复杂、消耗量大，而且矿浆要加温至30℃左右，这也增加了作业成本，特别是北方冬季的情况下，能耗消耗很高。此外，使用淀粉作为铁矿物的抑制剂，也导致了精矿过滤难，给后续作业带来了很大的困难。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术上存在的上述缺陷，提供一种不降低精矿品位和回收率、有利于精矿过滤的低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法。

为实现本发明之目的，本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法通过以下技术方案来实现。

本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法包括以下工艺、步骤：

(1)对破碎后的铁矿石原矿经过一段磨矿-分级-一段弱磁选工艺，获得一段弱磁选粗精矿，并抛出尾矿；

(2)一段弱磁选粗精矿经过预先分级-二段磨矿-二段弱磁选得二段弱磁选粗精矿，并抛出尾矿；

(3)二段弱磁选粗精矿经过预先分级-三段磨矿-三段弱磁选粗选、四段弱磁选精选得TFe62％-66％磁选精矿，并抛出尾矿；

(4)对上述TFe62％-66％的磁选精矿采用阳离子捕收剂反浮选工艺，获得阳离子捕收剂反浮选铁精矿及中矿；

(5)对阳离子捕收剂反浮选获得的中矿采用阴离子捕收剂反浮选工艺，获得阴离子捕收剂反浮选铁精矿，并排出尾矿；

(6)阳离子捕收剂反浮选铁精矿、阴离子捕收剂反浮选铁精矿合并获得最终的高质量铁精矿。

所述阳离子捕收剂反浮选采用一次粗选、一次精选为宜，阴离子捕收剂反浮选采用一次粗选、一次精选和二至三次扫选为宜。

上述浮选作业的药剂制度为(所有药剂添加量均为对浮选给矿的干矿量计)：

阳离子捕收剂反浮选仅使用捕收剂一种胺类捕收剂，如采用十二胺一种药剂，或醚胺一种药剂。粗选十二胺用量为30～80g/t，精选十二胺用量为10～30g/t。

阴离子捕收剂反浮选的粗选采用氢氧化钠为PH调整剂、玉米淀粉为抑制剂、石灰为活化剂，捕收剂采用脂肪酸盐或改性脂肪酸盐；所述PH调整剂用量为500～1500g/t，抑制剂用量为500～1500g/t、活化剂用量为100～600g/t，捕收剂用量为100～600g/t。

阴离子反浮精选作业再添加100～300g/t PH调整剂、100～300g/t捕收剂，反浮扫选作业再添加100～300g/t PH调整剂。

所述的预先分级采用旋流器、高频细筛组合工艺为佳；

上述一段至四段弱磁选的磁感应强度范围为0.1～0.25特斯拉为宜。

上述药剂用量、磁感应强度、磨矿粒度等参数的具体值，皆可以根据矿石性质，通过实验室实验结果确定。

所述一段磨矿的分级排矿粒度为-0.076mm占40％～60％，二段磨矿的分级排矿粒度为-0.076mm占75％～95％，三段磨矿的分级排矿粒度为-0.043mm75～95％。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

①对于低品位磁铁矿采用阶段磨矿-阶段磁选抛尾工艺，可以提前抛出合格的尾矿，大幅度降低后续磨矿、选矿量，节约能耗。

②对获得的TFe62％-66％的磁选精矿首先采用阳离子捕收剂反浮选可以得到大部分合格铁精矿，这一部分精矿由于作业中没有添加淀粉，会大大优化过滤作业。

③阳离子捕收剂反浮选产生的中矿采用阴离子捕收剂反浮选，在得到一小部分铁精矿的同时，可以降低最终尾矿的品位，保证精矿回收率。

④进入阴离子捕收剂反浮选作业的矿量少，可以大大减少药剂使用量，节约成本。

⑤与背景技术中的选矿工艺一比较，由于增加了对阳离子捕收剂反浮选中矿的阴离子捕收剂反浮选作业，可大大降低浮选尾矿品位，提高精矿回收率。

⑥与背景技术中的选矿工艺二比较，由于阳离子捕收剂反浮选预先获得了大部分铁精矿，减少了进入阴离子捕收剂反浮选作业的矿量，因此减少了阴离子捕收剂反浮选药剂用量，也大大节约了对浮选矿浆加温的能源消耗。

附图说明

图1为本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法的阶段磨矿——阶段磁选抛尾选矿原则工艺流程图。

图2为本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法的阳离子——阴离子分步反浮选原则工艺流程图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图，对本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法作更详细的描述。

以国内某磁铁矿选矿为例，其矿物组成比较简单，金属矿物主要为磁铁矿，含量为25～35％，其次为假象赤铁矿，少量褐铁矿以及微量黄铁矿、黄铜矿。脉石矿物主要为石英，含量为40～50％，其次为透闪石、阳起石、普通角闪石以及少量铁闪石、绿泥石、云母、斜长石和方解石等。

矿石中的含硅酸铁矿物有阳起石、透闪石和少量普通角闪石。含硅酸铁矿物高的为铁闪石，多分布于夹层、围岩中的铁闪片岩、表外矿石或磁铁铁闪片岩内。

采用图1所示的本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法的阶段磨矿——阶段磁选选矿原则工艺流程图、图2所示的本发明一种低品位磁铁矿石生产高质量铁精矿的选矿方法的阳离子——阴离子分步反浮选原则工艺流程图，其工艺、步骤如下：

(1)阶段磨矿——阶段磁选抛尾

磁铁矿石经破碎至-20mm，给入一段球磨机中进行一段磨矿，球磨机排矿经过螺旋分级机分级，螺旋分级机的返砂再返回一段磨矿，螺旋分级机的溢流(粒度-0.076mm占40～60％)经一段弱磁选进行选别，得到一段磁选粗精矿，抛除合格尾矿；一段磁选粗精矿经过水力旋流器预先分级、旋流器沉砂经二段磨矿后再给入水力旋流器分级，旋流器溢流(-0.076mm占75～95％)给入二段弱磁选，获得二段弱磁选精矿；二段弱磁选精矿再经水力旋流器和三段磨矿的磨矿-分级组合工艺得到的旋流器溢流(-0.043mm75～95％)给入三段和四段弱磁选，得到弱磁选精矿，。

一段至四段弱磁选采用湿式永磁筒式磁选机，其磁感应强度为0.1～0.25特斯拉。

经过阶段磨矿——阶段磁选抛尾工艺流程，获得的磁选铁精矿品位为65.5±0.5％、SiO₂含量8％左右，且SiO₂含量波动比较大，如果直接销售，用户意见较大。

(2)磁选铁精矿进行阳离子捕收剂反浮选。

将磁选铁精矿给入阳离子捕收剂反浮选搅拌槽，加十二胺30～80g/t，搅拌后给入浮选机，经一次粗选、一次精选，精选加十二胺10～30g/t。反浮选槽内为合格的阳离子捕收剂反浮选铁精矿，粗选和精选泡沫为中矿进行阴离子捕收剂反浮选。

(3)阳离子捕收剂反浮选中矿进行阴离子捕收剂反浮选。

阳离子捕收剂反浮选中矿用泵给入阴离子捕收剂反浮选搅拌槽，其中加调整剂氢氧化钠500～1500g/t、抑制剂玉米淀粉500～1500g/t、活化剂石灰200～600g/t、阴离子捕收剂MH(一种改性脂肪酸盐，市场上购买的)100～600g/t，搅拌后给入浮选机，经一次粗选、一次精选、二次扫选。精选加MH100～300g/t、氢氧化钠100～300g/t；一次扫选加氢氧化钠100～300g/t。反浮精选槽内产品为合格精矿，二次扫选泡沫为浮选尾矿，一次扫选槽内产品返回阴离子捕收剂反浮选搅拌槽。本实施例中，玉米淀粉作为絮凝剂，又作为抑制剂，在水中苛化后配成3％浓度使用。氢氧化钠作为PH调整剂，配成20％浓度使用。

在实际应用中，反浮扫选的次数可根据所处理矿石情况、铁精矿质量要求进行增减；浮选中矿返回方式也可根据所处理矿石情况选择集中返回或顺序返回。

获得的最终铁精矿TFe69.2％，SiO₂含量为3.75％，总回收率82％％的优质铁精矿粉。

就申请人所知，到目前为止，还没有在铁矿石选矿工艺流程中采用阳离子捕收剂反浮选、阴离子捕收剂反浮选的阳离子-阴离子分步反浮选的先例。