自然界中褐鐵礦絕大部分以2Fe2O3.3H2O形態(tài)存在，呈非晶質、隱晶質或膠狀體，外表顏色呈黃褐色、暗褐至褐黑色，弱至中磁性。褐鐵礦的富礦很少，含鐵量低于磁鐵礦和赤鐵礦，并且多數含有大師礦泥，不經過選礦不能直接用于冶煉，屬于難選礦石。但是，隨著市場對鋼鐵需求量增加和價格上漲，對褐鐵礦進行選別研究顯得日益重要。目前褐鐵礦選礦工藝主要有：①單一重選工藝，因褐鐵礦礦物密度變化大，導致鐵回收率低，資源浪費嚴重。②單一濕式強磁選工藝，對細粒級礦泥選別效果較差。③單一浮選工藝，包括正浮選和反浮選，重點需解決的問題是細粒級礦泥的影響。④選擇性絮凝浮選，借助淀粉、腐殖酸鹽等對褐鐵礦選擇性絮凝，再通過脫泥或反浮選除硅酸鹽礦物。隨著褐鐵礦選礦工藝研究的發(fā)展，出現了眾多類型的聯合流程，包括強磁選-正浮選-強磁選流程，強磁選-胺反浮選流程，還原焙燒-磁選-浸出流程等。針對某地褐鐵礦礦石特性，采用強化分散-強磁選工藝獲得了品位的54.12%、回收率為62.16%的鐵精礦。
1、礦石性質
礦樣工藝礦物學分析表明，原礦中含鐵礦物主要為褐鐵礦和赤鐵礦；脈石礦物主要為高嶺石、伊利云母，以及少量的方解石和鈣鎂礦物。該礦石多元素分析分析和鐵物相分析結果分別見表1和表2。
2、選別方案試驗
2.1、重選流程試驗
原礦中硅酸鹽類礦物和含鐵礦物密度、硬度差異較大，應具備較好的重力分選條件，因此進行了重選試驗。將原礦磨至75%-0.074mm，采用刻槽搖床進行分選，調節(jié)好沖程、沖次、床面傾角、水量和給礦量等條件，得到的試驗結果見表3。
從表3可見，重選工藝得到的鐵精礦品位和回收率都較低，表明礦石經重選難以達到較好的分選指標。其原因是原礦經磨礦后，鐵礦物的粒度兩極分化嚴重，部分細粒鐵礦物損失在尾礦中。
2.2、單一浮選試驗
原礦中的含硅礦物主要是難浮的高嶺石和伊利云母，易泥化而對后續(xù)浮選影響較大，因此需經預先篩分脫除。本次試驗擬訂了預先篩分-磨礦-陽離子反浮選和預先篩分-磨礦-陰離子正浮選工藝。試驗結果表明，預先篩分-磨礦-陰離子正浮選工藝得到了較高品位的鐵精礦。試驗結果見表4，流程見圖1和圖2。
從表4可知，兩種流程中陰、陽離子捕收劑的消耗量都很大，充分說明礦石容易泥化。經預先篩分脫泥后，仍有部分礦泥進入浮選作業(yè)，增加了藥劑的消耗。比較而言，預先篩分-磨礦-陰離子正浮選試驗達到了比較理想的指標，但其流程復雜，藥劑消耗量過大，鐵回收率較低，細粒鐵礦石經預先篩分隨礦泥損失較嚴重。而陽離子藥劑十二胺的捕收能力和分選性均較差，不能有效分離硅酸鹽礦物，可能是受到了礦泥的影響。總而言之，試驗結果表明，單一浮選方案難以得到理想綜合指標。
2.3、選擇性絮凝試驗
為了減少硅酸鹽礦泥對后續(xù)試驗的影響，同時考查絮凝脫泥工藝的可行性，進行了選擇性絮凝試驗。通過初步確定的磨礦細度和碳酸鈉用量，逐個改變水玻璃、PD用量，*終確定了脫泥試驗的*佳條件。*佳試驗結果見表5，*佳工藝條件見流程圖3。
磨礦細度為75%-0.074mm，在磨礦過程中添加3000g/t碳酸鈉和2000g/t水玻璃時，礦漿可以良好分散。據已有研究文獻報道，褐鐵礦的零電點基本在6左右，而硅酸鹽礦物的零電點則在2~4，當pH值在4~6之間時，褐鐵礦和脈石礦物之間將產生異象凝聚現象。當3000g/t的碳酸鈉加入后，可以調整礦漿的pH值到8.5~10之間，導致不同礦物表面均帶負電，從而使其良好分散。PD是一種陰離子型淀粉，在礦漿中會優(yōu)先吸附在表面負電性相對更低的鐵礦物表面形成選擇性絮團，從而達到分離鐵礦物的目的。但從表5可看出，采用選擇性絮凝仍難以顯著提高精礦鐵的品位，僅提高約3個百分點。
2.4、選擇性絮凝-強磁選流程試驗
在磨礦細度75%-0.074mm、碳酸鈉3000g/t、水玻璃2000g/t、PD絮凝劑200g/t的條件下，擬定了選擇性絮凝-強磁選粗選-強磁選精選和選擇性絮凝-強磁選-反浮選試驗方案，試驗結果見表6，試驗流程見圖4、圖5和圖6。
從表4看見，單一強磁選工藝明顯好于強磁選-浮選聯合工藝，原礦經絮凝脫泥后經過一次強磁選粗選（1.5T）一次強磁選精選（0.9T），可得到品位53.43%，回收率66.99%的鐵精礦。強磁選的富集效率和回收率遠遠好于浮選，說明鐵礦石中有用礦物和脈石礦物存在較大的磁性差異，強磁選是分離兩者的有效方法。選擇性絮凝-強磁選-反浮選試驗中，1231比十二胺表現出較好的分選性，仍但不能得到理想分選指標，說明這種礦石即便在脫泥后，進行陽離子反浮選，有用礦物（鐵礦物）也難以得到富集分離。鐵礦物嵌布粒度細、難解離，選擇性絮凝過程中加入的水玻璃水解后形成的HSiO3-、H2SiO3吸附在礦泥表面使其親水而受到抑制，這些原因可能導致了陽離子反浮選工藝的分選變差。因此，對于這種類型的褐鐵礦，采用單一強磁選應該是*有效的方法。
2.5、強化分散-磁選流程試驗
上述試驗結果表明，單一磁選方案具有較大的優(yōu)勢。為了進一步考察脫泥因素對單一強磁選的影響，進行了不脫泥，強化分散和強磁選流程試驗。
試驗結果證明，通過強化礦漿分散、不脫泥，強磁選仍能得到理想的指標。為此，對強化礦漿分散-強磁選方案進行了進一步優(yōu)化，試驗結果見表7，試驗流程分別見圖7和圖8。
通過優(yōu)化試驗，確定*佳的磨礦細度為85%-0.074mm，磁選給料濃度為20%，流程結構為一次粗選、一次掃選、兩次精選。試驗獲得了精礦品位54.12%、鐵回收率62.16%的良好指標。綜合以上試驗結果，對于試驗處理的褐鐵礦，*佳工藝為強化分散-強磁選工藝。
3、結論
（1）該鐵礦石有用礦物為褐鐵礦和赤鐵礦，脈石礦物為高嶺石等硅酸鹽類礦物，屬于難選礦石。礦石中有用礦物和脈石礦物間存在較大磁性差異，通過強磁選方法可以得到較理想的分選指標。
（2）原礦磨礦細度為85%-0.074mm時，采用碳酸鈉和水玻璃分散礦漿，采用一次粗選（H=1.25T）、一次掃選（H=1.25T）、兩次粗選（H=1.0T）的強磁選工藝流程，*終可獲得鐵品位54.12%、回收率62.16%的鐵精礦，分選指標良好。
（3）原礦磨礦過程中，添加碳酸鈉和水玻璃分散劑強化礦漿分散，是提高強磁選分離效率的關鍵技術。
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