赤鐵礦是我國(guó)主要的鐵礦資源，由于普遍存在的細(xì)、雜等問(wèn)題，赤鐵礦一直是我國(guó)鐵礦選礦的薄弱環(huán)節(jié)，為此國(guó)家組織了4次科技攻關(guān)。赤鐵礦選礦經(jīng)過(guò)攻關(guān)后，在工藝流程的改進(jìn)、選別設(shè)備的更新與選礦藥劑的開發(fā)等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到明顯改善。
唐山及周邊地區(qū)埋藏著大量可開采的赤鐵礦，過(guò)去由于技術(shù)、設(shè)備等因素所限，未將這部分礦石開發(fā)，但隨著礦產(chǎn)資源的貧乏和選礦新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展，若能將其有效回收，必將極大地提高本地區(qū)的資源利用事，產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。受企業(yè)委托，本研究通過(guò)對(duì)唐山某地低貧赤鐵礦系統(tǒng)的選礦試驗(yàn)研究，確定階段磨礦一弱磁選一強(qiáng)磁選一反浮選為選礦原則流程，獲得了較好的分選指標(biāo)。
1 礦石性質(zhì)
1.1 礦石主要物質(zhì)組成
試驗(yàn)用礦樣總共取約300 kg．礦樣具有較好的代表性。經(jīng)破碎至-2 mm后混勻縮分作為試驗(yàn)礦#o試樣的多元素化學(xué)分析、鐵物相分析結(jié)果分別見表1、表2所示。
從表1可知，礦樣全鐵品位為21.90%，其中有害元素硫、磷含量分別為0.009%和0.024%。
1.2 礦石主要工藝礦物學(xué)特征
從表2可知，赤、褐鐵礦中的鐵占到礦樣全鐵含量的68.59%．磁鐵礦中的鐵占18.49%．碳酸鐵、藏化鐵和硅酸鐵在礦樣中也有少量分布。
該鐵礦屬于鞍山式鐵礦，為沉積變質(zhì)巖，礦石類型主要為赤鐵石英巖和磁鐵石英巖兩類。淺層以赤鐵石英巖為主，深層過(guò)渡為磁鐵石英巖．赤鐵礦石比磁鐵礦石品位略高。脈石礦物以石英為主，其次為陽(yáng)起石、閃石礦物、磷灰石包裹體及少量普通角閃石和輝石等；微量礦物有磷灰石、黃鐵礦、黃銅礦，另外還有后期蝕變的綠泥石、碳酸鹽和黑云母等礦物。
礦石構(gòu)造以條帶狀為主，伴有揉皺狀構(gòu)造。石的結(jié)構(gòu)以粒狀變晶結(jié)構(gòu)及交代結(jié)構(gòu)為主，在鐵礦物條帶中磁鐵礦呈半自形—自形變晶結(jié)構(gòu)，顆粒大小不均勻；而在石英中的磁鐵礦包裹體尉呈細(xì)小的自晶形結(jié)構(gòu)。磁鐵礦周邊及解理裂隙中發(fā)生氯化交代作用，形成邊緣交代、網(wǎng)狀和殘留體結(jié)構(gòu)。
1.3 原礦粒度分析試驗(yàn)
取-2mm原礦100g用標(biāo)準(zhǔn)套篩進(jìn)行干式振動(dòng)篩分，對(duì)各粒度級(jí)別進(jìn)行稱重并取樣化驗(yàn)。結(jié)果見表3。
從表3可看出，在各個(gè)粒級(jí)中鐵的品位變化不大．0.6~2 mm粒級(jí)中鐵的分布相對(duì)集中。
2 試驗(yàn)方案
從原礦性質(zhì)分析可知，礦石中主要有用礦物是赤、褐鐵礦和少量的磁鐵礦，脈石礦物以石英為主，因此該鐵礦的選礦主要是石英和鐵礦物的分離。根據(jù)該鐵礦原礦性質(zhì)，并借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)成熟的選別工藝和設(shè)備，擬定了階段磨礦、弱磁選一強(qiáng)磁選-反浮選方案。工藝原則漉程圖見圖1。
3 試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 一段磨礦、弱磁選一強(qiáng)磁選試驗(yàn)
3.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)
對(duì)原礦樣進(jìn)行不同時(shí)間磨礦，將磨礦后產(chǎn)品用濕式弱磁選機(jī)進(jìn)行弱磁選試驗(yàn)。一段磨礦細(xì)廑試驗(yàn)結(jié)果見表4。
從表4可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦品位得到逐步提高，尾礦晶位有所上升。這是因?yàn)樵谀サV過(guò)程中，礦石不斷泥化，細(xì)泥品位較高又較難回收，磨礦越細(xì)，細(xì)泥流失也越多。為減少二段磨礦作業(yè)的處理能力，兼顧一段選別指標(biāo)，選取一段磨礦細(xì)度-0.074 mm占67.54%。
3.1.2 弱磁選尾礦強(qiáng)盛選試驗(yàn)
經(jīng)弱破選后，可以回收一部分磁鐵礦，可是大量的赤、褐鐵礦損失于尾礦中，必須將弱磁選的尾礦作強(qiáng)破選試驗(yàn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度0. 85 T，試驗(yàn)結(jié)果見表5。
從表5可知，經(jīng)過(guò)一段磨礦、弱磁選一強(qiáng)磁選試驗(yàn)，將精礦合并后精礦產(chǎn)串為52.38%．品位為36.33%．回收率為86.89%。
3.2 二段磨礦、強(qiáng)磁選試驗(yàn)
將弱磁選粗精礦和強(qiáng)磁選精礦進(jìn)行二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)．磁感應(yīng)強(qiáng)度0.85T．結(jié)果見表6。
從表6可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，鐵精礦品位稍有上升，回收率稍有下降。考慮到后續(xù)浮選的指標(biāo)要求，應(yīng)盡量使赤鐵礦有較高的單體解理度。因此確定二段磨礦細(xì)度為97. 70qo．此時(shí)鐵精礦品位為56.02%．回收率為73.93%．產(chǎn)率為47.75%。
3.3 反浮選試驗(yàn)
參考國(guó)內(nèi)外赤鐵礦選礦資料，結(jié)合以往試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，選用氫氯化鈉為pH值調(diào)整捌，淀粉為抑制劑，活性氯化鈣為活化劑，RA-715為捕收荊對(duì)品位為56.02%的二段強(qiáng)磁選精礦進(jìn)行反浮選試驗(yàn)。對(duì)上述4種藥劑分別進(jìn)行藥劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖2所示。
3.3.1 調(diào)整劑用量試驗(yàn)在淀粉用量為1200 g/t．氧化鈣用量為l 000晷／t時(shí)，捕收荊RA -715用量為1500g／t的條件下，改變NaOH的用量分別為900g/t、1250 l/t、1600 l/t、1950 g／t進(jìn)行pH調(diào)整劑用量試驗(yàn)，結(jié)果見表7。
從表7可見．NaOH用量為1600 l/t時(shí)，反浮選精礦品位達(dá)多最大值，為65.19%．因此選擇NaOH用量為1600g/t。
3.3.2 抑制劑用量試驗(yàn)
調(diào)整劑采用淀粉，用量分別為800g/t、1 000 l/L、l 200 g/t、l 400 g/t，固定磨礦細(xì)度- 200目占97.70%．其它藥劑用量見表備注所示。
抑制劑淀粉用量對(duì)鐵精礦產(chǎn)率和鐵品位影響較大。隨著淀粉用量從800g／l增加到l000g／1．精礦鐵回收率由83.19%降到82.24%．精礦鐵品位上升到64.27%。當(dāng)?shù)矸塾昧繛?200 l/t時(shí)，精礦鐵品位65.34%．鐵回收率82.28%。因此，綜合指標(biāo)選擇抑制劑淀粉用量1200 g/t較為合適。
3.3.3 活化劑用量試驗(yàn)
活化劑采用氯化鈣，用量分別為800 g/t、1000 l/t、1200g/t、l400們周定磨礦細(xì)度-200目97.7%。
3.3.4 捕收劑用量試驗(yàn)
捕收劑采用RA -715．用量分別為900g/t、1200g／l、1500g/t、1800 g/t．固定磨礦細(xì)度-200目97.7%。
從表9可看出，隨著捕收荊用量的增加，精礦的鐵品位呈上升趨勢(shì)，鐵精礦產(chǎn)率下降。當(dāng)捕收劑用量為1500g/t時(shí)，反浮選選別指標(biāo)較好，繼續(xù)加大捕收劑用量，鐵精礦品味下降。因?yàn)椴妒談㏑A-715中含有起泡刑，當(dāng)用量較大時(shí)礦漿泡沫較多，使部分鐵夾雜在泡沫中被浮選出來(lái)，造成鐵精礦品味下降。綜合考慮鐵品位和鐵產(chǎn)率的關(guān)系，當(dāng)捕收劑用量1500 g／t時(shí)為最佳條件。
3.4 開路流程試驗(yàn)
條件試驗(yàn)結(jié)果表明．對(duì)于精礦采用一次桓選只能獲得含鐵65%的鐵輔礦，為提高精礦的鐵品位，因此擬定的開路流程為一次粗選、二次精選流程。
4 全流程試驗(yàn)
在上述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終確定采用二段磨礦、多次破選，一次粗浮選、二次精浮選的選別流程，數(shù)質(zhì)量流程如圖4所示。
5 結(jié)論
(1)該鐵礦屬于鞍山式鐵礦，為沉積變質(zhì)巖，礦石類型主要為赤鐵石英巖和磁鐵石英巖兩類。脈石礦物以石英為主，其次為陽(yáng)起石、閃石礦物、磺灰石包裹體及少量普通角閃石和輝石等；
(2)本研究通過(guò)對(duì)該赤鐵礦系統(tǒng)的選礦試驗(yàn)研究，確定階段騫礦、弱磁選一強(qiáng)磁選一反浮選為選礦原則流程。試驗(yàn)結(jié)果表明，在原礦全鐵品位21.90%．一段磨礦細(xì)度-200目67.54%，二段磨礦細(xì)度-200目97.7%．量佳磁選和反浮選條件下．可以獲得鐵精礦產(chǎn)率22.97%、品位65.80%、回收率69.01%的良好分選指標(biāo)。