CN101274306A - 一种多金属菱铁矿全浮选选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多金属菱铁矿全浮选选矿方法，针对原矿含硫较高，伴生有价元素铜的菱铁矿矿石，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Fe≥38％，铁回收率75～80％，硫含量低于0.20％的菱铁矿精矿指标，得到铜品位≥18％，回收率≥70％的铜精矿，硫品位≥45％，回收率≥70％的硫精矿。本发明中利用专门的菱铁矿捕收剂进行捕收，可以使菱铁矿的表面和SP捕收剂的发生强烈的物理化学吸附，可以实现菱铁矿与其它非目的矿物的有效分离。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种多金属菱铁矿全浮选选矿方法，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，属于矿物加工工程铁矿石的选矿技术领域，。
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。由于菱铁矿嵌布粒度相当细、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％；捷克德那尼选矿厂通过磁选—浮选的联合工艺流程，铁精矿品位仅35％左右。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％。国内外至今尚无单一的菱铁矿工业利用的实践，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的成本，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，同时含有有害元素硫磷比较高，浮选时容易混入菱铁矿精矿中，很难得到符合冶炼要求的菱铁矿精矿。因此，将全浮选工艺利用在菱铁矿选矿的意义是十分重大的。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种多金属菱铁矿全浮选选矿方法，针对原矿含硫较高，伴生有价元素铜的菱铁矿矿石，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Fe品位≥38％，铁回收率75～80％，硫含量低于0.20％的菱铁矿精矿指标，得到铜品位≥18％，回收率≥70％的铜精矿，硫品位≥45％，回收率≥70％的硫精矿。本发明中利用专门的菱铁矿捕收剂进行捕收，可以使菱铁矿的表面和捕收剂的发生强烈的物理化学吸附，可以实现菱铁矿与其它非目的矿物的有效分离。
本发明按以下几个步骤完成：
(1)将原料矿石菱铁矿破碎至-3mm以下并混匀，再以液固重量比＝1∶2，的比例进入球磨机磨成粒度为-0.074mm占75％～95％，-0.100mm占100％以上的矿浆；
(2)铜硫混合浮选，铜硫粗选：用六偏磷酸钠调浆，其用量为600～800g/t矿石，搅拌3～5min，乙黄药300～500g/t矿石，搅拌3～5min，戊黄药200～400g/t矿石，搅拌3～5min，2#油30～50g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡3～6min；铜硫扫选：用六偏磷酸钠调浆，其用量为300～400g/t矿石，搅拌3～5min，乙黄药150～250g/t矿石，搅拌3～5min，戊黄药100～200g/t矿石，搅拌3～5min，2#油15～25g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡3～6min；
(3)铜硫分离浮选活性炭脱药200～400g/t矿石，搅拌5～10min，加入石灰3000～6000g/t矿石，调整pH值＝12～14，搅拌3～6min，2#油20～40g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
(4)铜精选I：石灰3000～6000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油20～40g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选II：石灰2000～4000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选III：石灰1500～3000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选IV：石灰800～1500g/t矿石，搅拌3～6min，2#油5～15g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
(5)硫精选I：硫酸调整pH值＝3～5，乙黄药200～400g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；硫精选II：硫酸调整pH值值＝3～5，乙黄药100～200g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～20g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
(6)菱铁矿粗选阶段：活性炭脱药200～400g/t矿石，搅拌5～10min，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400～800g/t矿石，搅拌3～6min，硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，加入淀粉作为抑制剂，其用量为500～800g/t矿石，搅拌3～6min，加入SP型捕收剂，其用量400～800g/t矿石，搅拌3～6min，加入2#油作为起泡剂，其用量为10～40g/t矿石，搅拌3～6min，充气并刮泡，将泡沫产品进入下一段反浮选降硫磷作业；
(7)菱铁矿精选选阶段：精选I：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量400～600g/t矿石，同时搅拌3～6min，SP捕收剂200～400g/t矿石，搅拌3～5min，加入2#油10～30g/t矿石，搅拌3～6min充气刮泡，将泡沫产品进入下一段精选作业。精选II：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量200～400g/t矿石，同时搅拌3～6min，加入2#油10～20g/t矿石，搅拌3～6min充气刮泡，将泡沫产品进入下一段精选作业。精选III：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量100～300g/t矿石，同时搅拌3～6min，加入2#油5～10g/t矿石，充气刮泡，泡沫产品经过脱水干燥后得菱铁矿精矿。
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。
与公知技术相比的优点及积极效果
针对多金属菱铁矿采所采用的全浮选工艺流程，获得了金属铁品位＞39％，回收率75～80％，硫含量＜0.15％的菱铁矿精矿；铜品位＞18％，回收率＞71％的铜精矿；硫品位＞39％，回收率＞75％，硫含量＜0.15％的硫精矿。实现了菱铁矿与其它矿物的有效分离，为利用我国较为丰富的菱铁矿资源提供了有效的选矿方法。
四、附图说明：
图1是本发明的菱铁矿全浮选工艺流程。
五、具体实施方式
实施例一：原料来自昆明钢铁集团有限责任公司上厂王家滩菱铁矿，伴生有价元素铜需要考虑综合回收利用，根据矿物分析该菱铁矿是典型镁锰菱铁矿，原矿含TFe27～29％，含硫原矿物含量分析见表1，原矿化学成分分析见表2，采用图1全浮选工艺流程，将原料破碎至-3mm以下，混匀，再以液固重量比＝1∶2，的比例进入球磨机磨矿，磨矿细度为-0.074mm占90％；
铜硫混合浮选，铜硫粗选：用六偏磷酸钠调浆，其用量为600/t矿石，搅拌3～5min，乙黄药400g/t矿石，搅拌3～5min，戊黄药400g/t矿石，搅拌3～5min，2#油40g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡3～6min；铜硫扫选：用六偏磷酸钠调浆，其用量为200g/t矿石，搅拌3～5min，乙黄药200g/t矿石，搅拌3～5min，戊黄药100～200g/t矿石，搅拌3～5min，2#油20g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡3～6min；
铜硫分离浮选活性炭脱药300g/t矿石，搅拌5～10min，加入石灰4000g/t矿石，调整pH值＝12～14，搅拌3～6min，2#油30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
铜精选：铜精选I：石灰3000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选II：石灰2000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油20g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选III：石灰1500g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选IV：石灰800g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
硫精选：硫精选I：硫酸调整pH值＝3～5，乙黄药200g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；硫精选II：硫酸调整pH值值＝3～5，乙黄药100g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
菱铁矿粗选阶段活性炭脱药200g/t矿石，搅拌5～10min，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500g/t矿石，搅拌3～6min，硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，加入淀粉作为抑制剂，其用量为600g/t矿石，搅拌3～6min，加入SP型捕收剂，其用量800g/t矿石，搅拌3～6min，加入2#油作为起泡剂，其用量为30g/t矿石，搅拌3～6min，充气并刮泡，将泡沫产品进入下一段反浮选降硫磷作业；
菱铁矿精选I：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量600g/t矿石，同时搅拌3～6min，SP捕收剂400g/t矿石，搅拌3～5min，加入2#油20g/t矿石，搅拌3～6min充气刮泡，将泡沫产品进入下一段精选作业。精选II：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量300g/t矿石，同时搅拌3～6min，加入2#油10g/t矿石，搅拌3～6min充气刮泡，将泡沫产品进入下一段精选作业。精选III：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量200g/t矿石，同时搅拌3～6min，加入2#油10g/t矿石，充气刮泡，泡沫产品经过脱水干燥至含水率为5％以下的菱铁矿精矿。
可以得到回收率为：菱铁矿精矿中Fe 75.98％，铜精矿Cu 72.59％，硫精矿S82.85％。所用选矿设备：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)一昆明茨坝矿山机械厂制造、螺旋分级机Φ2000mm、旋流器Φ150mm。
表1原矿物含量分析
| 矿物 | 菱铁矿 | 赤褐铁矿 | 磁铁矿 | 硅酸铁 | 脉石及其它 |
| 含量(％) | 50.46 | 4.57 | 0.27 | 6.57 | 38.13 |
表2原矿化学成分分析
| 项目 | Fe | S | P | As | Cu | Mn | MgO | SiO2 |
| 含量(％) | 29.98 | 1.87 | 0.048 | 0.008 | 0.22 | 6.16 | 10.54 | 22.12 |
表3流程选矿指标
实施例二：原料来自陕西某地的菱铁矿，伴生有价元素铜需要考虑综合回收利用，根据矿物分析该菱铁矿是典型镁锰菱铁矿，原矿含TFe30％左右，含硫原矿物含量分析见表4，原矿化学成分分析见表5，采用图1全浮选工艺流程，
磨矿细度在-0.074mm占85％，-0.100mm占100％以上；浮选药剂制度为：铜硫粗选：乙黄药300g/t矿石，戊黄药500g/t矿石，2#油40g/t矿石，充气刮泡3min；铜硫扫选：乙黄药200g/t矿石，戊黄药250g/t矿石，2#油20g/t矿石，充气刮泡；铜硫分离：活性炭脱药200g/t矿石，CaO 4000g/t矿石，调整pH值＝13，2#油20g/t矿石，充气刮泡；铜精选I：CaO 3000g/t矿石，调整pH值＝13，2#油30g/t矿石，充气刮泡；铜精选II：CaO 2000g/t矿石，调整pH值＝13，2#油20g/t矿石，充气刮泡；铜精选III：调整pH值＝13，CaO 1500g/t矿石，，2#油10g/t矿石，充气刮泡；铜精选IV：CaO 800g/t矿石，调整pH值＝13，2#油10g/t矿石，充气刮泡；硫精选I：硫酸调pH值＝4～5，乙黄药200g/t矿石，2#油10g/t矿石，充气刮泡；硫精选II：硫酸调pH值＝4～5，乙黄药100g/t矿石，2#10g/t矿石，充气刮泡；菱铁粗选：硫酸调pH值＝5～6，淀粉600g/t矿石，SP捕收剂700g/t矿石，2#油30g/t矿石，充气刮泡；菱铁精选I：硫酸调pH值＝5～6，，淀粉600g/t矿石，，2#油20g/t矿石，，充气刮泡；菱铁精选II：硫酸调pH值＝5～6，淀粉300g/t矿石，2#油10g/t矿石，充气刮泡；菱铁精选II：硫酸调pH值＝5～6，淀粉200g/t矿石，充气刮泡。可以得到回收率为：菱铁矿精矿Fe 76.40％，铜精矿Cu 71.99％，硫精矿S 80.20％。
表4原矿物含量分析
| 矿物 | 菱铁矿 | 赤褐铁矿 | 磁铁矿 | 硅酸铁 | 脉石及其它 |
| 含量(％) | 49.82 | 3.48 | 0.42 | 4.57 | 41.71 |
表5原矿化学成分分析
| 项目 | Fe | S | P | As | Cu | Mn | MgO | SiO2 |
| 含量(％) | 28.76 | 1.82 | 0.039 | 0.007 | 0.21 | 4.28 | 9.94 | 21.69 |
表6流程选矿指标
Claims (2)
1、一种多金属菱铁矿全浮选选矿方法，其特征在于：按以下几个步骤完成：
1)将原料菱铁矿破磨成矿浆；
2)铜硫混合浮选，铜硫粗选：用六偏磷酸钠调矿浆，其用量为600～800g/t矿石，搅拌3～5min，乙黄药300～500g/t矿石，搅拌3～5min，戊黄药200～400g/t矿石，搅拌3～5min，2#油30～50g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡3～6min；铜硫扫选：用六偏磷酸钠调浆，其用量为300～400g/t矿石，搅拌3～5min，乙黄药150～250g/t矿石，搅拌3～5min，戊黄药100～200g/t矿石，搅拌3～5min，2#油15～25g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡3～6min；
3)铜硫分离浮选：活性炭脱药200～400g/t矿石，搅拌5～10min，加入石灰3000～6000g/t矿石，调整pH值＝12～14，搅拌3～6min，2#油20～40g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
4)铜精选I：石灰3000～6000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油20～40g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选II：石灰2000～4000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选III：石灰1500～3000g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；铜精选IV：石灰800～1500g/t矿石，搅拌3～6min，2#油5～15g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
5)硫精选I：硫酸调整pH值＝3～5，乙黄药200～400g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～30g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；硫精选II：硫酸调整pH值值＝3～5，乙黄药100～200g/t矿石，搅拌3～6min，2#油10～20g/t矿石，搅拌2～4min，充气刮泡2～4min；
6)菱铁矿粗选：活性炭脱药200～400g/t矿石，搅拌5～10min，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400～800g/t矿石，搅拌3～6min，硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，加入淀粉作为抑制剂，其用量为500～800g/t矿石，搅拌3～6min，加入SP型捕收剂，其用量400～800g/t矿石，搅拌3～6min，加入2#油作为起泡剂，其用量为10～40g/t矿石，搅拌3～6min，充气并刮泡，将泡沫产品进入下一段反浮选降硫磷作业；
7)菱铁矿精选I：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量400～600g/t矿石，同时搅拌3～6min，SP捕收剂200～400g/t矿石，搅拌3～5min，加入2#油10～30g/t矿石，搅拌3～6min充气刮泡，将泡沫产品进入下一段精选作业；精选II：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量200～400g/t矿石，同时搅拌3～6min，加入2#油10～20g/t矿石，搅拌3～6min充气刮泡，将泡沫产品进入下一段精选作业，精选III：硫酸调pH值＝5～6，搅拌3～6min，淀粉用量100～300g/t矿石，同时搅拌3～6min，加入2#油5～10g/t矿石，充气刮泡，泡沫产品经过脱水干燥后得菱铁矿精矿。
2、根据权利要求1所述的一种多金属菱铁矿全浮选选矿方法，其特征在于：所述的将原料矿石菱铁矿破磨是先将其破碎至-3mm以下并混匀，再以液固重量比为1∶2，的比例进入球磨机磨矿，磨矿粒度为-0.074mm占75％～95％，-0.100mm占100％以上。
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