褐鐵礦傳統的選礦方法主要為洗礦-重選、強磁選和磁化焙燒等,隨著對鐵礦石需求量和質量要求的提高以及選礦技術的進步,褐鐵礦的浮選開始得到重視和應用。
浮選分為正浮選和反浮選兩種工藝流程。
正浮選工藝一般在堿性礦漿條件下進行,堿性礦漿可以增強石英表面的電負性,不利于陰離子捕收劑與石英的結合,從而抑制石英的上浮。然后加捕收劑與含鐵礦物結合,將鐵礦物捕收到泡沫中。
反浮選工藝則正好相反,它是將脈石礦物捕收到泡沫中,而將鐵礦物留在浮選槽中。
常用的陰離子捕收劑NP有硬脂酸、油酸、烷基磺酸鹽。常用的陽離子捕收劑有垸基胺類和季銨鹽類藥劑。進行浮選試驗時,藥劑的配制非常關鍵。淀粉常配制成苛性后再使用。十二胺之類的胺的捕收劑水溶性很差,所以要采用鹽酸化處理后才能配制成溶液。油酸類捕收劑也需要添加一定的苛性鈉配制成油酸鹽使用。褐鐵礦浮選的抑制劑選用比較關鍵,淀粉是使用最多的褐鐵礦抑制劑,其他抑制劑還包括氯化木質素、腐殖酸鹽。
新疆某褐鐵礦石,全鐵品位45%以上,礦石中主要金屬礦物為褐鐵礦,其次為赤鐵礦、少量磁鐵礦;脈石礦物以透閃石和角閃石為主,其次為透輝石、石榴子石,少量黑云母、方解石、綠泥石和綠簾石。進行了正浮選和反浮選的試驗研究。
正浮選試驗以石油磺酸鈉為捕收劑,從原礦中浮出鐵礦物。磨礦后先進行脫泥,然后采用一粗一掃一精閉路流程,在磨礦細度-200目占85%-90%、礦漿pH為6.5、溫度28℃、濃度25%、脫泥分散劑CaCO3用量1.5kg/t、石油磺酸鈉用量粗選、精選和掃選分別3.5kg/t、0.5kg/t和0.5kg/t的條件下,獲得鐵精品位56.74%、回收率62.08%。
反浮選試驗以NaOH為礦漿pH調整劑、淀粉為鐵礦物抑制劑、石灰為脈石礦物活化劑、塔爾油為脈石礦物捕收劑進行反浮選,在最佳條件pH為11.5、淀粉用量0.8kg/t、石灰0.1kg/t、塔爾油0.8kg/t(磨礦細度同正浮選)下,獲得的鐵精礦品位為52.2%、回收率54.54%。反浮選指標不如正浮選。
浮選法選別褐鐵礦,影響選別的重要因素是細粒級礦泥。礦泥因粒度細,難以對著氣泡表面形成單獨的礦化泡沫層浮出,而易于附著粗粒表面。當粗粒褐鐵礦表冒附著脈石礦泥時,其選擇性與可浮性顯著下降。礦泥比表面及表面能(活性)大,一是能吸附(消耗)大量浮選藥劑,造成礦漿油藥多,黏性大,降低了易浮礦竊的選擇性與可浮性;二是水化能力強,一旦礦泥黏附于氣泡,則氣泡表面的水化膜不易脫除,從而給精礦的濃縮、過濾帶來嚴重困難,導致回收率下降。浮選處理褐鐵礦時脫泥就成為比較重要的一環。
除了脫泥之外,強化分散也是處理礦泥的主要工藝。通過加人碳酸鈉、水玻璃和六偏磷酸鈉等分散劑,可以高度分散礦泥,將它們對浮選的影響降低。廣東某褐鐵礦,根據礦石共生關系簡單的特點,采用強化礦漿分散、陽離子反浮選脫硅新工藝,即采用碳酸鈉用量為1250g/t和水玻璃用量為600g/t,實現礦漿的強化分散。在磨礦細度為-200目80%、十二胺用量200g/t、浮選時間18min的條件下,選別該褐鐵礦石獲得鐵精礦鐵品位59.25%、鐵回收率為83.42%的較好指標。
為了克服礦泥的不利影響,近年來發展起來一種選擇性絮凝-浮選新工藝。其特點是:借助某種僅對褐鐵礦起絮凝作用的、長鏈高分子化合物(如淀粉、腐殖酸鹽等)的極性基,通過靜電及其他力,使礦泥中褐鐵礦“橋聯”,形成絮凝體或絮團,而后脫泥或反浮選石英等硅酸鹽。絮凝得到的鐵品位高,濃縮、過濾性能好。如某褐鐵礦礦泥,含鐵化40.67%,-37µm占87.38%,礦漿中加入氫氧化鈉和硅酸鈉,維持pH為10左右,然后加入腐殖酸鈉,充分攪拌后,反浮選石英,槽內精礦鐵品位達55.55%,回收率77.61%。
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