骆斌斌，朱一民，仝丽娟，李艳军，孙传尧

(1.东北大学，辽宁 沈阳110819；2.北京矿冶研究总院，北京100044)

目前，铁矿石选矿厂反浮选流程作业广泛采用脂肪酸类捕收剂，其极性基团羧基在捕收过程中借助静电吸附、键合作用及生成的羧酸盐沉淀，固着在矿物颗粒表面上，而非极性烃基则朝外使其疏水起到捕收作用[1-2]。脂肪酸类捕收剂不仅能够捕收赤铁矿，而且在有Ca2+或Ba2+等离子活化作用下，也能够捕收石英及硅酸盐矿物。然而脂肪酸类捕收剂在低温条件下存在明显的不足：水溶性差、分散性差[3-4]。故在应用脂肪酸类捕收剂时，矿浆温度一般要求较高，这不仅增加了选矿成本，而且还浪费了大量的能源，与国家提倡的可持续性发展与能源政策背道而驰[5]。

为了克服脂肪酸类捕收剂的弱点，本文对其进行了探索性地改性试验研究。在脂肪酸α位碳原子位置上引入极性胺基基团，开发出一种新型铁矿浮选药剂DMP-3，并以此为捕收剂对鞍钢齐大山选矿厂混合磁选精矿进行了浮选试验研究，探讨其在铁矿石反浮选作业中应用的可能性，并为开发新型铁矿反浮选捕收剂、创新铁矿反浮选工艺流程奠定基础[6]。

1 试验

1.1 试样

试验矿样为鞍钢集团齐大山选矿厂混合磁选精矿，TFe品位为43.29%，粒度组成-0.074mm粒级含量为78.26%，-0.037mm粒级含量占20.35%。为进一步了解矿样性质，对其进行了XRD分析及XRF多元素分析。

由图1XRD图谱可知，试验矿样中含铁矿物主要为赤铁矿和磁铁矿，脉石矿物主要为石英。表2 XRF多元素分析结果显示，矿样中主要元素为Fe、Si，少量的Mg、Ca、Al、Mn以及微量的Na、S和K。

1.2 试验方法

试验采用XFGⅡ-50实验室用充气挂槽浮选机。称取100 g矿样于400 mL浮选槽中，加入240mL自来水，浮选机的搅拌速度2200r/min，矿浆先搅拌3min，以5% HCl或5% NaOH溶液调节矿浆的pH值，搅拌3min，再加入抑制剂淀粉，搅拌3min，最后加入捕收剂DMP-3，再搅拌3min，最后浮选刮泡4min，精选前调节矿浆至适宜pH，并加入捕收剂DMP-3，将所得产品经过滤、烘干、称重、取样，产品试样送化验，并计算产率和回收率。浮选试验流程如图2所示。

图1 矿样XRD分析结果

表1 矿样XRF多元素分析结果

组分Fe2O3SiO2MgOCaOAl2O3MnONa2OSO3K2O含量wt%56.9737.891.990.980.910.710.270.120.16

图2 浮选试验流程

2 试验结果与讨论

针对鞍钢齐大山选矿厂混合磁选精矿的浮选试验，本文采用反浮选试验流程，考察新型胺代改性捕收剂DMP-3对实际矿物的浮选特性。

2.1 矿浆pH值对浮选指标的影响

试验条件：浮选温度30℃，固定淀粉用量800g/t，活化剂CaO用量0g/t，捕收剂DMP-3用量400g/t，以矿浆pH值为条件变量，考察其对浮选指标的影响，试验结果如图3所示。

图3 矿浆pH值对浮选指标的影响

由图3可知，随着矿浆pH值的升高，精矿铁品位及回收率都相应上升，表明矿浆pH值对浮选精矿指标起到决定性的作用。当矿浆pH值为11.50时，二者均达到最好的效果，此时精矿铁品位为61.04%，回收率90.74%，尾矿品位10.94%。综合考虑，确定矿浆pH值为11.50。

2.2 抑制剂用量对浮选指标的影响

试验条件：浮选温度30℃，矿浆pH值11.50，固定活化剂CaO用量0g/t，捕收剂DMP-3用量400g/t，以抑制剂淀粉用量为条件变量，考察其对浮选指标的影响，试验结果如图4所示。

图4 抑制剂用量对浮选指标的影响

由图4中曲线可知，抑制剂淀粉用量过低，对含铁矿物的抑制效果不佳，会造成精矿产品铁回收率过低且品位提高不明显的结果；不断增加淀粉用量，金属回收率有所提高，伴随精矿铁品位不断下降。综合考虑精矿铁品位及回收率指标，淀粉用量以600g/t为宜，此时精矿铁品位为63.04%，回收率为88.04%，尾矿品位为12.04%。

2.3 DMP-3用量对浮选指标的影响

试验条件：浮选温度30℃，矿浆pH值11.5，固定淀粉用量600g/t，活化剂CaO用量0g/t，以捕收剂DMP-3用量为条件变量，考察其对浮选指标的影响，试验结果如图5所示。

图5 DMP-3用量对浮选指标的影响

由图5可知，捕收剂DMP-3用量从0g/t增加到600g/t的过程中，精矿铁品位明显由60.01%提升至63.40%，回收率伴随则有一定趋势的下降。综合考虑，确定DMP-3用量为600g/t，此时精矿铁品位为63.40%，回收率为90.27%，尾矿品位为10.92%。

2.4 活化剂用量对浮选指标的影响

试验条件：浮选温度30℃，矿浆pH值11.50，固定淀粉用量600g/t，捕收剂DMP-3用量600g/t，以活化剂CaO用量为条件变量，考察其对浮选指标的影响，试验结果如图6所示。

图6 活化剂(CaO)用量对浮选指标的影响

由图6数据可知，随着活化剂CaO用量由0g/t增加到200g/t的过程中，浮选精矿铁品位从63.40%下降至59.00%，说明活化剂CaO的加入造成浮选分选效果的显著变差，同时也表明捕收剂DMP-3在捕收石英及硅酸盐矿物时，具有无需活化的优点，在实际浮选生产中可降低选厂活化剂费用。

2.5 浮选温度对浮选效果的影响

试验条件：矿浆pH值为11.50，固定淀粉用量600g/t，捕收剂DMP-3用量600g/t，以浮选矿浆温度为条件变量，考察其对浮选指标的影响，试验结果如图7所示。

图7 浮选温度对浮选效果的影响

图7中数据显示，矿浆温度对该新型捕收剂DMP-3浮选性能还是有一定影响的。当温度为15℃时，精矿铁品位60.80%；温度上升至35℃时，精矿铁品位为64.10%，说明温度的增加在一定程度上提高了浮选精矿的产品质量。同时，图中结果也证明在低温条件下，该新型捕收剂DMP-3就已具有较好的分选能力，这在一定程度上验证了该药剂DMP-3的捕收与分选性能。综合考虑浮选精矿铁品位、回收率的基础上，确定浮选矿浆温度为30℃，此时精矿铁品位为63.81%，回收率为89.71%，尾矿品位为10.02%。

2.6 开路、闭路试验

在条件试验的基础上，进行实验室浮选开路试验。试验条件为：浮选温度30℃，粗选矿浆pH值为11.5，淀粉用量600g/t，CaO用量0g/t，捕收剂DMP-3用量600g/t，精选矿浆pH值为11.5，捕收剂DMP-3用量300g/t，浮选开路、闭路试验结果见表2、图8所示。

表2 开路浮选试验结果

图8 浮选闭路试验数质量流程

由浮选闭路数质量流程图可以看出，浮选铁精矿产率57.39%、铁品位65.84%、回收率为89.58%，尾矿产率为42.61%、铁品位为10.32%、回收率10.42%，试验结果良好。

3 结论

1)新型捕收剂DMP-3可成功应用于鞍钢齐大山选矿厂混磁精矿反浮选过程中，在浮选温度30℃，-0.037mm粒级含量达到20.35%，矿浆pH

值11.50，淀粉用量600 g/t，捕收剂DMP-3用量为600 g/t时取得较好的分选效果，经一次粗选可获得精矿铁品位为63.81%、铁回收率为89.71%的优良指标。

2)开、闭路试验结果表明，DMP-3是铁矿石反浮选的有效捕收剂，对齐大山混合磁选精矿经一次粗选、一次精选可获得精矿铁品位为65.4%、回收率为89.58%，尾矿铁品位为10.32%的分选指标。

3)试验证明新型捕收剂DMP-3具有无需活化，药剂用量少，低温活性好的特点。

[1] 刘静，张建强，刘炯天. 铁矿浮选药剂现状综述[J].中国矿业，2007，16(2)：106-108.

[2] 孙炳泉. 铁矿石浮选技术综述[J].中国矿业，2009，18(zk)：30-35.

[3] 刘动. 反浮选应用于铁精矿提铁降硅的现状及展望[J].金属矿山，2003(2)：38-42.

[4] 骆华宝，王永基，胡达骧，等. 我国铁矿资源状况[J].地质论评，2009(6)：885-891.

[5] Richard R. Kl impel，刘和庆.选矿药剂[J].国外金属矿选矿，1991(2)：31-35.

[6] 王淀佐. 浮选药剂作用原理及应用[M].北京：冶金工业出版社，1982.