CN112090578A - 一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法，分别采用一段磨矿－分级－一段弱磁选、一段弱磁选精矿浓缩脱水、二段磨矿—分级、二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选、二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将获得的二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩、反浮选作业，最终获得TFe>72.0％、SiO2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿及TFe>70.7％高纯铁精矿。本发明反浮选作业捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1经加热改性处理。本发明方法具有选矿工艺流程灵活可变、稳定可靠、适用性强、高效节能。浮选药剂制度简单，来源广泛、用量小、选择性较好，而且对环境十分友好等优异性能。

Description

一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法
技术领域
本发明属于铁矿石选矿技术领域，尤其是涉及一种采用商品级磁铁矿精矿加工超纯铁精矿的选矿方法，特别适合于TFe在66.5％～68.9％的优质商品级磁铁矿精矿制备TFe>72.0％、SiO2含量≤0.20％的超纯铁精矿。
背景技术
超纯铁精矿通常要求TFe品位大于72.0％，SiO2等杂质(酸不溶物)含量小于0.2％，是铁基矿物新材料重要的原料来源，可用于生产粉末冶金、磁性材料、超纯铁及洁净钢基料等。
虽然我国铁矿资源丰富，但是适合加工超纯铁精矿的资源非常有限，主要分布在辽宁、安徽、山西、福建、四川、山东等省少数地区。为实现超级铁精矿原料的高效和准确筛选、减少重复试验造成的浪费、缩短开发周期，《金属矿山》2018第2期发表的《基于原料矿物学基因特性的超级铁精矿制备评价体系》及专利《一种普通铁精矿制备超级铁精矿可行性的判定方法》(CN107271438A)一文创新性地提出了根据原料工艺矿物学特性来判断其是否适合制备超级铁精矿的新思路。但是，实际生产前仍需通过选矿工艺试验加以验证。
目前，超纯铁精矿加工普遍工艺流程为磨矿-磁选-反浮选工艺，少数采用选矿预富集与碱溶相结合的物理-化学联合方法。2017年《第十一届中国钢铁年会论文集--S01.炼铁与原料》发表的《超级铁精矿制备试验研究》一文中，采用预选抛尾-阶段磨矿-阶段磁选-反浮选流程，扩大连续试验获得了TFe品位为72.19％、回收率为25.57％的超纯铁精矿和TFe品位为71.82％、回收率为68.65％的高纯铁精矿。该工艺反浮选前未经脱磁处理，获得的超纯铁精矿回收率偏低。《现代矿业》2016第11期发表的《辽宁某普通铁精矿深加工制备超纯铁精矿试验》一文，预选精矿细磨至-0.030mm90％后，经弱磁选—电磁精选—反浮选提纯可获得铁品位为71.91％、SiO2含量为0.23％、酸不溶物为0.21％的超纯铁精矿，由于未采用阶段磨矿，导致精矿铁品位不高。《一种利用普通品位铁矿制备超纯铁精矿粉的方法》(CN104673993A)，将通过物理方法预富集的铁精矿与10～40wt％氢氧化钠溶液在体积比为1∶4混合反应，反应釜中物料的加热温度为160～180℃，搅拌速度为60～120r/min，压力为0.25～0.5MPa，反应时间为0.5～2.5h，然后过滤、洗涤，得到TFe品位69.0％～71.5％的超纯铁精矿粉，该工艺对设备要求高，不利于大规模生产，且精矿铁品位仍不够理想。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种工艺流程适应性强、易于生产现场改造和规模化生产且TFe品位高、杂质含量低的采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法，制备的超纯铁精矿中TFe>72.0％、SiO2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％。
为实现本发明的上述目的，本发明先后对国内几种优质商品级磁铁精矿加工超纯铁精矿进行了大量的实验室试验并进行扩大连选试验，研究结果发现：(1)适宜的磨矿粒度及粒度组成尤其重要，磁选精矿粒度组成对浮选指标产生重要影响；(2)磁选过程及入浮前有必要脱磁处理，可有效解决磁团聚对磁选、浮选指标的影响；(3)反浮选过程宜分段平稳给药，避免中矿反富集现象。为此，本发明一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法采用的工艺为：
(1)一段磨矿－分级作业：将TFe含量在66.5％～68.9％范围的磁铁矿精矿给入一段磨矿－分级作业，磨矿采用球磨机，分级溢流粒度控制在-0.076mm占90％～95％范围，磨矿质量浓度控制在60％～70％范围。
(2)一段弱磁选作业：将步骤(1)的分级机溢流给入一段弱磁选作业，排出一段弱磁选尾矿，获得一段弱磁选精矿，所述的一段弱磁选作业采用永磁筒式磁选机，磁场强度为127.39～159.24kA/m。
(3)一段弱磁选精矿浓缩脱水作业：对步骤(2)获得的一段弱磁选精矿进行浓缩脱水，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在40％～50％；
(4)二段磨矿—分级作业：将步骤(3)获得的浓缩底流给入二段磨矿—分级作业，二段磨矿采用立式搅拌磨机，分级采用旋流器，旋流器分级溢流粒度控制在-0.038mm占85％～95％，立式搅拌磨机的磨矿质量浓度控制在50％～60％；
(5)二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选作业：将步骤(4)获得的分级溢流进行二段弱磁选粗选，获得二段弱磁选粗选精矿，排出二段弱磁选粗选尾矿；对二段弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入二段弱磁选精选，获得二段弱磁选精选精矿，排出二段弱磁选精选尾矿；二段弱磁选粗选、二段弱磁选精选皆采用永磁筒式磁选机；二段弱磁选粗选的磁场强度为143.31～159.24kA/m，二段弱磁选精选的磁场强度为95.54～127.39kA/m。
(6)二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将步骤(5)获得的二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在30％～40％；
(7)反浮选作业：将步骤(6)获得的浓缩底流给反浮选作业，反浮选作业采用一次粗选、两次精选开路流程，获得浮选槽底TFe>72.0％、SiO2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿，浮选泡沫为TFe>70.7％高纯铁精矿。反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶0.9～4∶1.1经加热改性处理制成；药剂制度为：粗选捕收剂用量50g/t～60g/t，精选Ⅰ捕收剂用量20g/t～30g/t，精选Ⅱ捕收剂用量10g/t～20g/t。
进一步优化的条件为：步骤(7)反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加80～100℃热水加热处理改性制成。
与现有技术相比，本发明一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法具有如下优点：
(1)采用球磨和立式搅拌磨组合磨矿灵活可变，球磨磨矿粒度接近大多数商品级铁精矿磨矿粒度，工艺改造时可酌情考虑是否需要增加球磨设备，立式搅拌磨磨矿粒度均匀，易于控制，同时占地面积小，高效节能。
(2)二段磁选精选前后分别脱磁处理，避免磁团聚对磁选、浮选过程的影响，有利于提高分选指标。
(3)浮选药剂制度简单，捕收剂A采用十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加热处理改性制成，原材料来源广泛、用量小、选择性好，而且对环境十分友好。
(4)选矿工艺流程简单，稳定可靠，适用性强。根据商品级磁铁精矿入选品位和分选难易程度，可获得超纯铁精矿中TFe品位高达72.10％～72.19％，SiO2含量0.18％～0.20％，酸不溶物0.15％～0.17％。同时，还可以获得TFe品位70.86％～71.12％的高纯铁精矿。
附图说明
图1为本发明一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法的原则工艺流程图。
具体实施方式
为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法做进一步详细说明。
实施例1
国内某商品级磁铁精矿TFe品位为67.84％，主要杂质SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量分别为5.20％、0.36％、0.028％、0.024％，其它杂质元素含量较低。
该矿样采用阶段磨矿、阶段磁选-反浮选工艺选别，首先经一段球磨、分级、磁选，螺旋分级机溢流粒度为-0.076mm占90％，磁选磁场强度为143.31kA/m，获得的磁选精矿再采用立式搅拌磨和水力旋流器组成的磨矿分级系统，旋流器溢流粒度为-0.038mm占95％，经二段磁选一次粗选、一次精选，粗选磁场强度为143.31kA/m，粗选精矿脱磁处理后再精选，精选磁场强度为95.54kA/m，精选精矿脱磁处理后进行浓缩，浓缩底流给入反浮选系统，反浮选流程为一次粗选、两次精选，捕收剂A粗选用量50g/t，精选Ⅰ用量20g/t，精选Ⅱ用量10g/t。最终获得了浮选槽底TFe品位72.15％，SiO2含量0.20％，酸不溶物0.17％，铁回收率39.68％的超纯铁精矿。同时，还获得了浮选泡沫TFe品位71.03％，铁回收率59.42％的高纯铁精矿。
实施例2
国内某商品级磁铁精矿TFe品位为66.72％，主要杂质SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量分别为6.18％、0.68％、0.28％、0.22％，其它杂质元素含量较低。
该矿样采用阶段磨矿、阶段磁选-反浮选工艺选别，首先经一段球磨、分级、磁选，螺旋分级机溢流粒度为-0.076mm占95％，磁选磁场强度为159.24kA/m，获得的磁选精矿再采用立式搅拌磨和水力旋流器组成的磨矿分级系统，旋流器溢流粒度为-0.038mm占90％，经二段磁选一次粗选、一次精选，粗选磁场强度为159.24kA/m，粗选精矿脱磁处理后再精选，精选磁场强度为127.39kA/m，精选精矿脱磁处理后进行浓缩，浓缩底流给入反浮选系统，反浮选流程为一次粗选、两次精选，捕收剂A粗选用量60g/t，精选Ⅰ用量30g/t，精选Ⅱ用量20g/t。最终获得了浮选槽底TFe品位72.10％，SiO2含量0.18％，酸不溶物0.17％，铁回收率44.34％的超纯铁精矿。同时，还获得了浮选泡沫TFe品位70.86％，铁回收率54.01％的高纯铁精矿。
实施例3
国内某商品级磁铁精矿TFe品位为68.20％，主要杂质SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量分别为4.53％、0.27％、0.024％、0.020％，其它杂质元素含量较低。
该矿样采用阶段磨矿、阶段磁选-反浮选工艺选别，首先经一段球磨、分级、磁选，螺旋分级机溢流粒度为-0.076mm占95％，磁选磁场强度为143.31kA/m，获得的磁选精矿再采用立式搅拌磨和水力旋流器组成的磨矿分级系统，旋流器溢流粒度为-0.038mm占90％，经二段磁选一次粗选、一次精选，粗选磁场强度为127.39kA/m，粗选精矿脱磁处理后再精选，精选磁场强度为95.54kA/m，精选精矿脱磁处理后进行浓缩，浓缩底流给入反浮选系统，反浮选流程为一次粗选、两次精选，捕收剂A粗选用量55g/t，精选Ⅰ用量25g/t，精选Ⅱ用量15g/t。最终获得了浮选槽底TFe品位72.19％，SiO2含量0.18％，酸不溶物0.15％，铁回收率41.29％的超纯铁精矿。同时，还获得了浮选泡沫TFe品位71.12％，铁回收率57.62％的高纯铁精矿。
捕收剂A用量为相对于给入浮选作业的干矿量。
研究表明，本发明捕收剂A采用十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加热处理改性制成，使用效果显著。如果仅仅采用十二胺作为捕收剂，仅能够获得TFe71.5％～71.8％、SiO2含量0.22％～0.25％、酸不溶物0.20％～0.23％的准超纯铁精矿，无法获得TFe>72.0％、SiO2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿。

Claims (4)

1.一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法，将TFe在66.5％～68.9％范围的磁铁矿精矿给入一段磨矿－分级作业，磨矿采用球磨机，分级溢流粒度控制在-0.076mm占90％～95％范围，磨矿质量浓度控制在60％～70％范围；将分级机溢流给入一段弱磁选作业，排出一段弱磁选尾矿，获得一段弱磁选精矿，所述的一段弱磁选作业采用永磁筒式磁选机，磁场强度为127.39～159.24kA/m，其特征在于对获得的一段弱磁选精矿采用以下工艺进行分选：
(1)一段弱磁选精矿浓缩脱水作业：对获得的一段弱磁选精矿进行浓缩脱水，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在40％～50％；
(2)二段磨矿—分级作业：将步骤(1)获得的浓缩底流给入二段磨矿—分级作业，二段磨矿采用立式搅拌磨机，分级采用旋流器，旋流器分级溢流粒度控制在-0.038mm占85％～95％，立式搅拌磨机的磨矿质量浓度控制在50％～60％；
(3)二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选作业：将步骤(2)获得的分级溢流进行二段弱磁选粗选，获得二段弱磁选粗选精矿，排出二段弱磁选粗选尾矿；对二段弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入二段弱磁选精选，获得二段弱磁选精选精矿，排出二段弱磁选精选尾矿；
(4)二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将步骤(3)获得的二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在30％～40％；
(5)反浮选作业：将步骤(4)获得的浓缩底流给反浮选作业，反浮选作业采用一次粗选、两次精选开路流程，获得浮选槽底TFe>72.0％、SiO2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿，浮选泡沫为TFe70.7％高纯铁精矿。
2.如权利要求1所述的一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法，其特征在于：在步骤(3)中，二段弱磁选粗选、二段弱磁选精选皆采用永磁筒式磁选机；二段弱磁选粗选的磁场强度为143.31～159.24kA/m，二段弱磁选精选的磁场强度为95.54～127.39kA/m。
3.如权利要求2所述的一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法，其特征在于：步骤(5)反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶0.9～4∶1.1经加热改性处理制成；药剂制度为：粗选捕收剂用量50g/t～60g/t，精选Ⅰ捕收剂用量20g/t～30g/t，精选Ⅱ捕收剂用量10g/t～20g/t。
4.如权利要求3所述的一种采用磁铁矿精矿制备超纯铁精矿的选矿方法，其特征在于：步骤(5)反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加80～100℃热水加热处理改性制成。
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