试谈硼铁矿的浮选分离选矿技术

2018-05-05徐佩利

中国资源综合利用 2018年2期

徐佩利

（辽宁东方测控集团，辽宁丹东 118000）

某硼铁矿属于新型接触交代镁质矽卡岩多金属矿床，其中包含的矿物元素种类较多，有铁、硼、镁和铀等，并且储量丰富。从当前该矿区已探明开采矿物资源情况来看，铁矿石的资源储量在我国总铁矿资源中占比较大，此外，B2O3资源的储量也达到2 000万t[1]。另外，在社会经济发展与工业生产开展中，铁和硼的用途都十分广泛，再加上我国矿产资源储备有限，需求日益提升，上述拥有丰富金属矿产资源的某硼铁矿，具有很大的开采利用与研究价值。本文以该硼铁矿为例，在对其矿区矿物组成与特征分析的基础上，通过试验分析，对浮选分离选矿技术在该硼铁矿的应用进行研究。

1 硼铁矿选矿技术应用现状

随着国内硼铁矿区的发现，硼铁矿综合利用与选矿技术的研究越来越多，并且取得了较为突出的进展。结合当前国内硼铁矿选矿综合利用技术来看，常见的技术方式主要包括湿法分离以及火法分离、磁选/浮选分离与各种技术手段综合利用下的新工艺形式等。其中，湿法分离工艺是以酸碱盐溶液进行硼铁矿溶解后，从浸出液中进行硼酸提取，然后对浸渣进行磁选获取铁精矿，实现硼铁分离选取，该工艺在硼铁矿选矿中已经有较为广泛的应用和研究。而火法分离则是通过高温条件进行矿石金属或金属氧化物提取，由于工艺流程简单并且选矿分离的设备需求也比较简单，其在实际应用中经济效益相对突出。此外，磁选/悬浮分离工艺也是硼铁矿选矿中常见的一种工艺技术，需要注意的是，这种工艺方法进行单一磁选的效果较差，选取的铁精矿中硼含量较高，且铁品位较低。

2 硼铁矿的浮选分离选矿技术研究

上述硼铁矿包含多种含量储备较高、规模较大的矿物资源，其中以硼、铁、镁资源含量与储备最为丰富，其中还包含较高TFe、B2O3、MgO等物质，存在多元素共生特征[2]。矿区矿石中的有用矿物质含量以及脉石矿物类型相对较多，粗略统计，该矿区的矿物类型在60种以上，其中，硼镁石以及磁铁矿是矿区含量较高、规模较大的有用矿物。此外，其中还包含蛇纹石、斜硅镁石等多种脉石矿物，以及晶质铀矿等微量矿物，它们都是工业生产与社会经济建设发展所需的矿物。

2.1 硼铁矿浮选分离选矿技术

根据该硼铁矿的矿物组成，本文所提出的硼铁矿浮选分离选矿技术，是以现有金属矿产资源分离选取工艺联合应用为基础的一种浮选分离选矿方法。其中，现有的金属矿产分离选取工艺，主要是指以磁选-重选-分级实现矿产分离选别的方法，该方法的工艺流程如图1所示。该工艺进行矿产分离选别，是通过三段磨矿联合三次弱磁选实现铁、硼、铀以及以蛇纹石为主的镁精矿分离获取，从而达到选矿目的。

图1 现有金属矿产的磁选-重选-分级选别工艺流程

根据该工艺的实际应用与研究情况，一般情况下，应用该工艺进行选矿分离时，对于一段磨矿，其参数设置多以-200目60%～65%水平为主，二段磨矿参数设置以-200目达到95%水平为主，三段磨矿的参数则以-320目96%为主。此外，当磨矿粒度为-200目95%时，铁精矿的品位一般达到55.85%左右；磨矿粒度为-320目96%时，铁精矿品位一般为60.4%；磨矿粒度为-400目98%时，铁精矿品位达到63%的指数水平。磁选尾矿中，蛇纹石的选矿指标一般为60%左右，而硼镁石选矿指标则在30%，不透明矿物分离选别指标约为5%。

值得注意的是，开采矿石中，晶质铀矿与硼镁石中所含矿产的比重分配差异较大，同时矿石结构复杂，其中包含的矿物含量差异较大。因此，在进行这类矿石的分离选矿时，通过重选进行铀精矿分离回收后，针对尾矿再次重选。重选过程中可以根据硼镁石的质脆易碎特点，使用旋流器分离出硼精矿，完成选矿工作。

上述硼铁矿中，矿物以磁铁矿、硼镁石、蛇纹石三种类型为主，并且达到某一矿区矿物总含量在94%的标准，由此可见，该矿区中硼铁矿矿物资源的储备以及含量之丰富[3]。需要注意的是，上述三类矿物总含量最为丰富的矿产资源，其在矿石结构中表现出来的受浸染粒度都比较细，再加上硼镁石以及蛇纹石本身容易发生泥化的特点，在进行选矿分离过程中，其工艺技术要求十分严格。本文以悬浮分离选矿技术作为该硼铁矿的矿产分离与选别使用技术。图2即为本文采用的差步浮选技术的工艺流程。

图2 差步浮选技术的工艺流程

2.2 试验验证与结果分析

根据上述的硼铁矿浮选分离选矿技术及其工艺流程，笔者对该硼铁矿矿石进行取样并对其中所含化学成分进行分析，结果如表1所示。

表1 某硼铁矿矿石化学成分及含量结果

根据上述分析结果，以每吨使用1 kg的5%浓度六偏磷酸钠和十二胺（其用量为变量，其用量与化学成分品位、矿产回收率关系如图3所示）作为试剂，设置浮选温度为25℃，进行试验分析后显示，十二胺用量应为60 g/t。同理，以每吨使用60 g浓度为1%的十二胺，将六偏磷酸钠用量设置为变量，即可通过试验得出本次试验中六偏磷酸钠的使用量为3 kg/t。如图4所示，即为六偏磷酸钠用量试验的结果。图4中，1表示的是回收率，2为化学成分的品位变化。

图3 十二胺用量与化学成分品位、矿产回收率关系

图4 六偏磷酸钠与化学成分品位、矿产回收率关系

在通过上述方式确定本次试验的试剂用量后，人们就可以按照硼铁矿的浮选分离选矿工艺流程对上述矿石中所需矿产实现选取。通过试验分析，笔者得出以下结果：浮选分离选矿技术在硼铁矿矿产分离选取应用中，对铁精矿、硼精矿指标结果产生影响的关键因素是磨矿细度，在磨矿细度为-360目95%情况时，其铁精矿指标为58.5%；试验中十二胺与六偏磷酸钠试剂用量分别为3 kg/t与60 g/t；以细磨-浮选-磁选为主的浮选分离选矿工艺，在上述试验条件下，根据工艺流程进行试验论证，结果显示铁精矿品位为58.5%时，其矿产回收率达到84%，而B2O3品位在12%时，矿产回收率能够达到72%。由此可见，细磨-浮选-磁选为主的浮选分离选矿工艺在硼铁矿选矿应用中具有可行性。