根据目前国内外对磁铁矿的选矿研究现状,针对福建某贫磁铁矿微细嵌布难选的问题进行大量的选矿试验,以及对其选别机理进行了探讨,得出如下结论:
1、研究的矿石为福建某超贫磁铁矿,该磁石嵌布粒度较细,属于难选矿石。该矿石主要金属矿物为磁铁矿,含有少量的赤褐铁和硅酸铁,脉石矿物主要是石英。粗精矿中主要矿物磁铁矿的解离度为59.27%,黄铁矿和赤铁矿的解离度分别为64.94%和27.78%。
2、通过对该粗精矿的研究,首先采用粗精矿直接选加盟试验,无论是重选还是磁选,效果都不理想。精矿品位都在57%左右,即使精选多次效果依然不理想。
3、粗精矿分级磁选试验:将粗精矿进行分级,筛下产物(-0.074mm)采用筒式磁选机进行选别,经过一粗二精,最终精矿品位为62.95%,分级(-0.074mm)效果不好。因此将分级的筛孔尺寸调整为0.056mm进行试验研究,粗选采用筒式磁选机,场强为0.06T,精选采用磁选柱,确定试验最佳条件为:给矿浓度40%;场强5.97kA/m;上升水流的流量为180ml/s。此时铁精矿品位为65.46%,作业回收率为82.28%,该铁精矿指标达到要求。粗选尾矿进行扫选丢尾,场强为0.12T,尾矿品位为6.39%,回收率为1.34%,可以直接去尾。
4、中矿再磨磁选试验:中矿包括:分级筛上产物(+0.056mm),精选尾矿以及扫选精矿。+0.056mm粒级较大,产率为30%左右,所以需要对中矿进行磨矿,再磨细度为90%时,选别效果最好,再磨后磁选流程为一次粗选两次精选,其中粗选场强为0.06T,第一次精选采用筒式磁选机,场强为0.04T,第二次精选采用磁选柱,条件为场强5.97kA/m,上升水流的流速为180ml/s。此时精矿品位达到了65.73%,粗选尾矿进行扫选丢尾,场强为0.12T,此时尾矿的品位为6.78%,回收率为2.56%。
5、全磁选闭路试验:试验的选别流程共分为两段:第一段为一次粗选(0.06T)一次粗选(磁选柱)一次扫选(0.12T);第二段为中矿再磨后进行一次粗选(0.06T)两次精选(其中一次采用筒式磁选机,场强为0.04T)一次扫选(0.12T),最终综合精矿品位为65.30%,回收率为96.06%;综合尾矿的品位为6.11%,回收率为3.94%。
6、反浮选试验:反浮选分别进行了单因素、以及各因素正交调优试验,最终确定反浮选的药剂制度为NaOH用量为400g/t。浮选闭路试验结果表明:最终精矿品位为68.97%,回收率为98.25%;尾矿品位为16.39%,回收率为1.75%,尾矿品位仍然较高,不能直接抛尾,须返回经选扫选段进行扫选。
7、机理研究:首先分别对磁选机、磁选柱的工作原理进行了探讨,重点介绍了磁选柱的结构、磁场特性以及工作原理。根据对磁远柱的原理分析,磁选柱对于磁铁矿精矿再精选有着很好的效果,可以在原来的基础上品位提高2~6个百分点。然后对浮选药剂机理进行了分析,Zeta电位研究表明:当矿浆在碱性环境下时,石英表面Si-O-Ca(OH)+与硫酸化油酸离子作用,生成Si-O-CaOOC-RSO4Ca-O-Si,该反应更加容易进行,所以Si-O-Ca(OH)+减少更多,说明捕收剂必须在碱性环境下才能有好的效果。
8、推荐流程:经过大量试验研究,以及根据该选厂的实际情况,推荐全磁选流程:第一段为一次粗选(0.06T)一次精选(磁选柱)一次扫选(0.12T);第二段为中矿再磨后进行一次粗选(0.06T)两次精选(其中一次采用筒式磁选机,场强为0.04T、另一次采用磁选柱)一次扫选(0.12T)。全磁选流程操作简单,可以利用选厂现有的磁铁矿选矿设备,一定程度上节省了改造成本,精矿品位可以达到65.30%,回收率为96.06%。另外,建议磁选精矿采用反浮选流程再提铁降杂,制取高纯铁精矿,虽然前期成本较高,但所取得的经济效益不容忽视,这也将是未来铁精矿发展的必须趋势。