吴文红 吴承优 王秋林 陈国岩

(1.鞍钢集团矿业设计研究院有限公司；2.长沙矿冶研究院有限责任公司；3.关宝山矿业有限公司)

鞍钢关宝山铁矿属于贫氧化矿，具有嵌布粒度细、矿物组成复杂、分选难度大等特点[1]，工业上采用脂肪酸类捕收剂对其弱磁加强磁选混磁精矿进行反浮选生产，然而该浮选生产工艺的全铁回收率较低，并且还需通过燃煤加温矿浆至35℃以上。这种加温浮选工艺不仅增加浮选作业能耗成本，而且难以适应国家对企业节能减排和环境保护方面的要求[2-3]，特别是对于东北地区的选矿厂，其环境温度较低而加温浮选能耗较大。因此，为了降低选矿厂的浮选能耗成本，提高选矿厂技术经济指标，同时解决相应的环境问题，研发高效、高选择性、耐低温、节能环保的铁矿浮选药剂具有重大意义[4]。

为此，针对关宝山铁矿的加温浮选生产现状，研究尝试采用长沙矿冶研究院研发的高效低温浮选捕收剂，在矿浆温度为20 ℃的条件下对关宝山铁矿进行反浮选试验，为高效开发利用关宝山铁矿，实现节能环保、降本增效提供技术依据。

1 试样性质

试验矿样为关宝山铁矿现场生产流程中的混磁精(入浮给矿)，其化学多元素分析结果见表1，粒度分析结果见表2。经镜下鉴定和X射线衍射分析研究表明，试样中有用矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿，次为少量的褐铁矿和菱铁矿；脉石矿物主要是石英，还有少量的绿泥石、云母和长石。

表1 试样化学多元素分析结果 %

元素TFeFeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgO含量47.788.4158.9628.460.430.110.35元素MnONa2OK2OPSC烧失含量0.190.0270.0220.0170.0690.582.84

表2 试样粒度分析结果

2 试验设备与药剂

试验室试验设备为标准筛，XFD系列浮选机，电炉，温度计，洗瓶，秒表，移液管，真空过滤机，电热干燥箱等。

试验室试验药剂为分析纯氢氧化钠，浓度2.0%；工业品氧化钙，固体粉末；工业品苛化淀粉SD，浓度2.0%；长沙矿冶研究院研制的低温高效捕收剂CY-57，配制成质量浓度2.0%待用。

3 浮选试验

对给矿样以自来水进行调浆后，依次加入NaOH调整剂、SD抑制剂、CaO活化剂和CY-57捕收剂进行1粗1精的低温反浮选条件试验，粗选浓度约为35%，粗选时间为5 min，精选时间为3 min，试验工艺流程见图1。

图1 浮选条件试验工艺流程

3.1 NaOH用量试验

试验中添加NaOH主要用于调整矿浆的pH值，改变矿物表面电位，影响药剂在不同矿物上的吸附。在浮选温度为20 ℃，抑制剂SD用量为700 g/t，CaO用量为450 g/t，捕收剂CY-57用量为粗选650 g/t+精选100 g/t的条件下，考查不同NaOH用量对分选效果的影响，试验结果见图2。

由图2可见，随着NaOH用量的增加，精矿铁品位降低，而精矿铁回收率增大，pH值过高不利于铁矿的浮选；综合考虑品位和回收率，确定适宜的NaOH用量为600 g/t。

图2 NaOH用量试验结果

3.2 SD用量试验

在浮选温度为20 ℃、NaOH用量为600 g/t、CaO用量为450 g/t、捕收剂CY-57用量为粗选650 g/t+精选100 g/t的条件下，考查不同SD用量对分选效果的影响，试验结果见图3。

图3 SD用量试验结果

由图3可见，在SD用量较低时，精矿铁品位较高而铁回收率较低；随着SD用量的增加，精矿铁品位降低，精矿铁回收率增大。综合考虑，确定SD用量为700 g/t较为适宜。

3.3 CaO用量试验

在浮选温度为20 ℃、NaOH用量为600 g/t、SD用量为700 g/t、捕收剂CY-57用量为粗选650 g/t+精选100 g/t的条件下，考查CaO用量对分选效果的影响，试验结果见图4。

图4 CaO用量试验结果

由图4可见，随着CaO用量的增加，浮选精矿铁品位和回收率均增大；当CaO用量大于450 g/t后，精矿铁品位和回收率均减小；可见CaO对脉石矿物的选择性活化作用明显，但CaO用量过大将不利于铁矿分选；综合考虑，确定适宜的CaO用量为450 g/t。

3.4 CY-57用量试验

在浮选温度为20 ℃、NaOH用量为600 g/t、SD用量为700 g/t、CaO用量为450 g/t的条件下，考查不同CY-57用量对分选效果的影响，试验结果见图5。

图5 CY-57用量试验结果

由图5可见，随着CY-57用量的增加，浮选精矿铁品位增大，而精矿铁回收率降低；综合考虑，确定适宜的CY-57用量为粗选650 g/t+精选100 g/t。

3.5 温度适应性试验

首先，在浮选温度为20 ℃，NaOH用量为600 g/t，抑制剂SD用量为700 g/t，CaO用量为450 g/t，捕收剂CY-57用量为粗选650 g/t+精选100 g/t的最佳条件下进行浮选，可获得精矿产率为51.78%，全铁为品位66.10%，回收率为72.08%的分选指标。接着，依次升高浮选温度并适当调整药剂用量(见表3)进行浮选试验，考查浮选药剂在不同浮选温度条件下的适应能力，试验结果见图6。

表3 不同浮选温度条件下的药剂用量

由图6可见，浮选温度从20 ℃上升至25 ℃，适当减少CY-57用量即可取得相近的分选指标；浮选温度从25 ℃上升至35 ℃，适当减少NaOH和CY-57用量即可取得相近的分选指标。由此可知，捕收剂CY-57具有耐低温、捕收能力强、分选效率高等优点，在浮选温度发生变化时，只需适当调整药剂用量即可获得理想的分选指标。

3.6 闭路试验

在条件试验和开路试验的基础上，采用1粗1精3扫，扫选1、2中矿顺序返回，扫选3中矿超前返回的工艺流程，分别在浮选温度为20 ℃和35 ℃的条件下进行了CY-57捕收剂的反浮选闭路试验，闭路试验工艺流程见图7，试验结果见表4。

图7 闭路试验工艺流程

浮选温度/℃药剂用量/(g/t)产品名称产率/%全铁品位/%铁回收率/%20NaOH:600,SD:700,CaO:450,CY-57:400+50精矿59.7365.7982.89尾矿40.2720.1417.11给矿100.0047.41100.0035NaOH:400,SD:700,CaO:450,CY-57:140+30精矿60.0265.4582.38尾矿39.9821.0117.62给矿100.0047.68100.00

由表4可知，采用高效低温捕收剂CY-57进行浮选试验，在浮选温度为35 ℃的条件下可获得精矿产率为60.02%，全铁品位为65.45%，回收率为82.38%的分选指标；在浮选温度为20 ℃的低温条件下，也可实现该混磁精矿的高效分选，从而获得精矿产率为59.73%，全铁品位为65.79%，回收率为82.89%的良好分选指标，与浮选温度为35 ℃时的分选指标相当。该研究结果能够为高效开发利用关宝山铁矿，实现选矿厂节能环保、降本增效的目的提供可靠的技术支撑和保障。

4 结 论

(1)将高效低温CY-57捕收剂应用于鞍钢关宝山铁矿进行反浮选条件试验，在浮选温度为20℃，NaOH用量为600g/t，抑制剂SD用量为700g/t，CaO用量为450g/t，捕收剂CY-57用量为粗选650g/t+精选100g/t的最佳条件下，可达到精矿产率为51.78%，全铁品位为66.10%，回收率为72.08%的分选指标。

(2)在浮选温度从20 ℃上升至35 ℃时，只需适当调整浮选药剂用量即可获得相近的分选指标，说明CY-57捕收剂具有耐低温、捕收能力强、分选效率高等优点。

(3)采用高效低温捕收剂CY-57进行浮选闭路试验，在浮选温度为20 ℃的低温条件下可实现高效分选的目标，可获得精矿产率为59.73%，全铁品位为65.79%，回收率为82.89%的良好指标，与35 ℃时的分选指标相当。

[1] 王陆新，周惠文，张宏艺.关宝山难选赤铁矿石可选性工业试验研究[J].矿业工程，2005 (1):31-34.

[2] 罗良飞，陈 雯，李文风.铁矿阴离子低温反浮选试验研究[J].矿冶工程，2011，31(4):34-36.

[3] 常庆伟.新型高效低温捕收剂在某铁矿反浮选脱硅中的应用[J].金属矿山，2016(12):109-112.

[4] 唐雪峰.难处理赤铁矿选矿技术研究现状及发展趋势[J].现代矿业，2014(3):14-19.