一种菱铁矿、褐铁矿及菱褐铁矿共生矿等弱磁性铁矿的选矿方法

摘要

本发明涉及一种菱铁矿、褐铁矿及菱褐铁矿共生矿等低品位弱磁性铁矿的选矿方法。即单一菱铁矿、褐铁矿、菱褐共生矿等弱磁性铁矿通过回转窑磁化焙烧－磁选－反浮选流程，获得精矿品位TFe62～69％，回收率78～88％高指标的铁精矿。

说明书

技术领域：本发明属于铁矿选矿技术领域，尤其是对菱铁矿、褐铁矿及其菱褐共生矿等弱磁性矿物的选矿方法。

背景技术：在已探明的铁矿储量中，菱铁矿(包括单一菱铁矿、褐铁矿、菱褐共生矿)虽占世界铁矿储量不到10％，但是，有预测表明，在世界铁矿潜在资源中，菱铁矿占40％以上。我国菱铁矿资源较为丰富，其储量属世界前列，总量达18.34亿吨。由于菱铁矿嵌布粒度微细、成分复杂、品位低，铁主要以碳酸铁的形式存在，部分菱铁矿因Mg²⁺和Mn²⁺替代Fe²⁺形成类质同象而为镁、锰菱铁矿，且赋存于赤(褐)铁矿和磁铁矿中。褐铁矿品位低，复杂难选、加之在磨矿过程中极易泥化，精矿品位和回收率都很难提高。这两种矿是公认的低品位难选矿种。为充分开发此类矿物资源，在国外，对其菱铁矿类型的矿物选别常采用常规的分选工艺，如重选、强磁选、浮选、焙烧等单一的或部分组合的选别流程。在上世纪五、六十年代东欧的几个国家建有半工业规模的菱铁矿选矿厂，但都存在技术经济指标普遍教低，如有焙烧工艺的乌克兰巴卡尔选矿厂，精矿品位最高只能达到53％；又如捷克鲁德那尼选矿厂通过磁选-浮选的联合流程，铁精矿品位仅35％左右。如德国西格尔兰德处理含锰菱铁矿，铁精矿品位50％，回收率62.8％(见А.Ц.КвαПсковД.Т.ХохАов А.И.Ахиостциа.含氧化镁的碳酸盐铁矿石的选矿工艺[J].国外金属矿选矿，1975，7：46～51)。国内至今尚无单一的菱铁矿工业利用的实践，即便是大冶铁矿、酒钢等选矿厂能在铁矿石的选别流程中综合回收一部分伴生的菱铁矿，也只能得到含铁35％左右的产品。对于褐铁矿，由于其理论品位仅57％左右，且在磨矿过程中极易泥化，从而导致用常规的选矿方法分选时不仅精矿品位不高，而且由于泥化严重导致铁回收率低，由于上述原因，我国褐铁矿尚无大规模开采的实例，个别中小选矿厂虽有开采利用，但铁精矿品位和回收率均极低。

发明内容：为能有效的利用我国丰富的菱铁矿、褐铁矿及菱褐共生的铁矿资源，本发明是对单一菱铁矿、褐铁矿、菱褐共生矿等弱磁性铁矿进行焙烧-磁选-反浮选流程，获得精矿品位TFe 62～69％，回收率78～88％高指标的铁精矿，

上述流程的反应原理是：

菱铁矿

      

褐铁矿

      

上述流程的反应过程及设备如下：

一、焙烧阶段：

原矿经破碎后的进炉粒度：30～0mm.

焙烧设备：静态焙烧(固定层料)箱式电阻炉

          动态焙烧  能确保焙烧气氛的回转窑。

焙烧燃料：煤或气

还原剂：煤(菱铁矿不用还原剂))或CO气体

还原剂用量：煤用量为焙烧物料的0～8％；或用适量CO气体确

            保窑尾CO含量≥0.5％；

燃料：可以提供1.28～1.70GJ/吨原矿的煤或气；

焙烧温度：570℃～950℃

焙烧时间：20～150分钟

焙烧产品出炉时水淬，迅速冷却，使在焙烧过程中因菱铁矿、褐铁矿结构中CO₂、H₂O挥发而形成的温度较高的疏松焙烧矿遇冷水爆裂，从而大幅度提高焙烧矿的可磨度，达到大幅度降低磨矿费用，节能降耗的目的。

二、磁选阶段

经磁化焙烧后的产品，水淬后进入磨矿分级系统，磨矿分级后进入磁选。

对于这类矿石焙烧后相变成的人工磁铁矿，针对其矫顽力强的特点，在磨矿分级作业及磁选作业均对其磁性进行了处理，并根据不同地区焙烧矿的差异，对磁选设备的磁力分布提出调整。

生产用设备：常规磨矿、分级设备、针对人工磁铁矿矫顽力强的脱磁器、磁选机(磁场强度79～238KA/M)

三、反浮选阶段：

排除因磁性夹杂、机械夹杂而混入磁选精矿的单体脉石及连生体，进一步提高精矿品位。

搅拌时间：3～5分钟

浮选时间：24～35分钟

浮选：阳离子反浮选或阴离子反浮选

药剂制度：

阳离子反浮选，药剂制度是：胺类阳离子捕收剂109g/t。

阴离子反浮选，其药剂制度是：SD 620～700g/t，NaOH 700～960g/t，CaO 160～600g/t，RA系列阴离子捕收剂100～800g/t。

在磁精矿反浮选阶段，阴离子反浮选和阳离子反浮选同样适用。根据不同地区不同水质特点选用适宜的浮选药剂。

附图说明：图1是本发明选别流程示意图。

具体实施方式：实施例：取菱铁矿(3#样、4#样)；菱褐共生铁矿(1#样、2#样)矿样，矿石中主要矿物含量(％)分别为：

                        1#样

  矿物  菱铁矿  褐铁矿  磁铁矿  金属硫化物  脉石及其它  含量  42.1  14.5  1.8  0.3  41.3

                        2#样

   样品    磁铁矿   假象   赤铁矿  赤铁矿   褐铁矿   菱铁矿    黄铁矿    石英   绿泥石   伊利石   磷灰石    其它   大样  3.8  2.1  29.6  36.4  0.10  12.90  12.30  1.8  1.0  小样  1.0  0.8  17.0  52.7  0.10  17.60  8.50  1.3  1.0  混合样  2.4  1.45  23.3  44.55  0.10  15.25  10.40  1.55  1.0

                        3#样

  矿物  菱铁矿  磁铁矿  褐铁矿  石英  绢云母  其他  含量  41.9  3.5  0.1  47.9  5.4  1.2

                                  4#样

  矿物  菱铁矿  褐铁矿  黄铜矿  黄铁矿  石英  绢云母  绿泥石  其它  含量  55.4  0.6  0.9  3.2  19.3  5.4  4.7  0.5

所用选矿设备：

确保焙烧气氛的回转窑

球磨机Φ1500×3000mm

螺旋分级机Φ2000mm

针对人工磁铁矿矫顽力强的脱磁器；

湿式半逆流多磁极磁选机Φ1050×2400mm

旋流器Φ150mm

按上述流程示意图的选别过程，本发明分别取菱铁矿(命名为3#样、4#样)、菱褐共生铁矿(命名为1#样、2#样)进行了4组试验。其主要循环过程是：取破碎后的原矿进行还原磁化焙烧；焙烧后的产品经迅速冷却、磨矿分级进入弱磁粗选，此作业的尾矿为废弃物，其精矿进入下一步的强磁选进行精选；该磁选的尾矿与上步骤作业的弱磁粗选尾矿混合成总尾矿，强磁精矿进入下步浮选作业进行反浮选，其精矿为本发明的最终合格精矿，其尾矿在通过一次扫选作业；扫选精矿返回到前一步的反浮选精矿作业中、扫选尾矿重新返回到最初的弱磁选别作业中，以利进一步回收利用。

上述4组试验所用原矿矿物含量及选别技术参数和指标如下表：

按上述焙烧-磁选-反浮选流程及技术参数进行选别实验，其结果如下表：