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随着钢铁行业的发展,我国铁矿石的需求量逐渐增加,而国内铁矿石资源却很难满足发展需要,导致我国铁矿石对外依存度逐年增加。另一方面,由于选矿技术的不断进步,排放的铁尾矿品位越来越低、粒度越来越细,且堆存量逐年增加,巨大堆存量引发的一系列环境、安全等问题已成为人们关注的焦点。为了解决铁尾矿大量堆存的问题,同时缓解国内铁矿石需求的压力,铁尾矿再选逐渐进入人们的视线。对于铁尾矿的再选,目前主要采用磨矿后强磁选、重选以及它们与浮选的联合工艺,但这些工艺方法回收指标普遍不高,且工艺流程复杂,往往是预选、磨矿、磁选、重选和浮选的多种组合。鉴于此,为解决现有再选工艺所存在的问题,依据铁尾矿的工艺矿物学特征,本文提出一种能有效实现铁尾矿再选的新工艺,即“进一步细磨-药剂作用(选择性分散絮凝)-高冲次高梯度磁选”,并研究了主要因素的影响,分析了相关原因,同时探讨了新工艺的机理,以期对铁尾矿的再选利用提供重要参考。本文以昆钢上厂铁尾矿为对象,首先利用X-射线衍射仪、EDS等现代分析测试仪器并结合化学分析手段对其进行了工艺矿物学研究,结果表明:原矿(原尾矿)中铁含量仅16.56%,其中71.24%以弱磁性的赤铁矿的形式存在,26.74%为无法回收的硅酸铁矿物;脉石矿物主要为石英,有价矿物赤铁矿与脉石矿物毗邻连生,或呈微细粒分散嵌布其中;原矿粒度较细,-74μm粒级占比高达91.98%,-45μm粒级占比达82.73%;铁主要集中于-45μm的粒级中,该粒级中铁的分布率为86.34%,由于赤铁矿复杂的嵌布特征,导致其单体解离度仅为38.47%。总体来看,原尾矿属低品位微细粒难选铁尾矿。根据脉石矿物与赤铁矿的密度及磁性差异,进行了离心重选、磁化焙烧-弱磁选、高梯度磁选探索试验,结果表明,三种工艺流程中高梯度磁选的效果最好,且在此流程中细磨、加药作用、提高冲次均可大幅度提高磁选指标。在此基础上,并依据尾矿的工艺矿物学特征,提出了“进一步细磨-药剂作用-高冲次高梯度磁选”新工艺。在新工艺试验研究中,首先考察了磨矿细度的影响,结果表明,提高细度能增加赤铁矿的单体解离度,最佳磨矿细度以95%-45μm为宜;对细磨好的矿浆进行“药剂作用”(选择性分散絮凝)处理,将赤铁矿与脉石矿物充分分散后,选择性絮凝微细粒赤铁矿物颗粒,增大其尺寸,在后续的磁选阶段增加作用在赤铁矿颗粒上的分选力,药剂作用的最佳条件为:搅拌速度800rpm、搅拌时间6min、YL-1用量800g/t;对已经絮凝好的矿浆进行高冲次高梯度磁选试验,强水流可增加对脉石矿物的冲洗力,高冲次能减少非磁性矿粒的机械夹杂和因表面力作用而粘附在磁性矿物表面的概率,适合的磁场强度、聚磁介质尺寸可提高吸附在聚磁介质上的赤铁矿数量,最佳条件为:水流速度6L/min;脉动冲次320次/min;一段磁选场强0.7T、二段磁选场强0.8T;聚磁介质为1.5mm。在上述最佳条件下,采用所推荐的新工艺,可获得铁品位59.46%、回收率50.13%的磁选精矿。对YL-1分散机理的研究表明,硅酸钠中起主要分散作用的是SiO(OH)3-,而硫酸铵的加入可以使溶液中SiO(OH)3-组分增加,同时由于硫酸铵本身对矿泥具有一定的分散作用,所以两者混合使用能产生正协同的分散效果,此外非离子型聚丙烯酰胺在水解过程中产生的H+同样能促进SiO(OH)3-的生成,因此YL-1的具有较好的分散效果。对YL-1絮凝机理的研究表明,YL-1对微细粒赤铁矿的颗粒的絮凝作用明显优于对石英颗粒的絮凝,YL-1对分散后的石英的表面电位几乎没有影响但是却能显著提高赤铁矿的表面电位,说明YL-1对赤铁矿的选择性较强。