赤铁矿的正-反浮选研究

!"#$"%&’())* +,-.,#/0112金属矿山3456738&4总第))*期0112年第*期刘亚辉，马鞍山矿山研究院选矿研究所，硕士研究生，02)112安徽省马鞍山市湖北路9号。

孙炳泉，马鞍山矿山研究院选矿研究所，所长，教授级高级工程师，02)112安徽省马鞍山市湖北路9号。

赤铁矿的正:反浮选研究刘亚辉孙炳泉（马鞍山矿山研究院）摘要赤铁矿的有效选别对钢铁工业的发展有重大的作用。

正:反浮选对于处理贫、细、杂的赤铁矿有比较明显的优势。

通过对人工混合矿的正:反浮选流程和对淀粉已吸附了捕收剂的赤铁矿单矿物的抑制机理的研究，进一步证实了正:反浮选工艺流程是可行的。

通过试验结果可以发现正:反浮选流程处理弱磁性铁矿物有巨大的潜力。

关键词赤铁矿油酸钠淀粉正:反浮选流程!"#$%&’()*+,"-)’$)*+,"./&"0")&’&12+30")"+4*+7$.;,<.$!.-=$->?.,-（!""#$%"#&#$’(’)’*+,!(#(#-.*$*"/0%）567"*0,"5<""@@"A B$C"%"D,#,B$’-’@<"E,B$B"’#"$%’@E,F’#%$>-$@$A,-A"B’B<"G"C"H’D E"-B’@$#’-,-G%B""H$-G.%I B#/(5<"A<,#,A B"#$%B$A%’@G$#"A B I$-G$#"A B@H’B,B$’-<,C"#"E,#J,K H"%.D"#$’#$B$"%$-B#",B$->H",-$E D.#$@$"G@$-"<"E,B$B"’#"(5<"%B.G/’-B<"G$#"A B I$-G$#"A B@H’B,B$’-@H’L%<""B@’#,#B$@$A$,H H/E$M"G’#",-G’-B<"G"D#"%%$’-E"A<,-$%E’@%$-I >H"E$-"#,H’@<"E,B$B"<,C$->,G%’#K"G B’B<"A’H H"A B’#<,%@.#B<"#D#’C"G B<"@",%$K$H$B/’@B<"G$#"A B I$-G$#"A B@H’B,B$’-@H’L%<""B(8B$%@’.-G@#’EB<"B"%B#"%.H B%B<,B$B<,%>#",B D’B"-B$,H$B/$-.%$->B<$%@H’L%<""B B’B#",BL",J H/E,>-"B$A E$-"#,H%(8+%9&*$7N"E,B$B"，!’G$.E’H",B"，!B,#A<，O$#"A B I$-G$#"A B@H’B,B$’-@H’L%<""B在我国已探明的铁矿资源中，弱磁性铁矿约占铁矿总储量的P Q R，其中鞍山式贫赤铁矿占弱磁性矿的一半以上［*］，并且随着钢铁工业的发展，富矿日益枯竭，贫矿入选比例逐年增大。

因此该类型矿床的开发利用对我国钢铁工业的发展具有十分重要的意义。

目前选别弱磁性铁矿的主要方法是强磁和浮选，可以说强磁选别设备和工艺流程近几十年取得了长足的进步［0］，但是对于一些粒度嵌布较细的弱磁性铁矿石选别效果并不好，而且金属流失严重。

因此浮选被人们认为是提高贫细赤铁矿选矿指标的最好方法之一。

正浮选工艺具有不需脱泥即可在较粗粒度条件下抛尾的特点，但因脉石矿物夹杂严重难以获得高质量的铁精矿；而反浮选工艺具有分选效率高且易于获得高质量铁精矿的特点，但矿泥对反浮选的影响较大而使反浮选难以进行。

如果采用正:反浮选工艺流程，在正浮选的过程已经达到了很好的除杂脱泥效果，这样不仅保证了金属的回收率，而且少了脱泥工序，反浮选又可以保证精矿的质量。

因此将两者有机地结合起来可大幅度提高赤铁矿矿石的浮选指标［)］。

:矿样、试剂及研究方法本试验所用矿样均取自鞍钢相关厂矿。

赤铁矿取自齐大山选矿厂的螺旋溜槽精矿，经磨矿、磁选、反复摇床，得到最终赤铁矿矿样，纯度为99()S R，粒度为*1!E"*11!E。

石英取自齐大山铁矿的块状石英脉，经破碎、瓷磨、盐酸清洗、蒸馏水清洗至无T H:。

试样中石英的纯度为99R，粒度为*1!E "*11!E。

赤铁矿U石英V9U**得到人工混合矿。

试验用氢氧化钠、碳酸钠、盐酸、硫酸、淀粉、氯化钙均为分析纯，油酸钠、十二胺为化学纯，试验用水为一次蒸馏水。

浮选在W X Y T:Z1型充气挂槽浮选机中进行，每次取矿样01>，浓度为*)()R。

·9)·万方数据!正"反浮选流程研究!"#人工混合矿的正浮选研究在正$反浮选工艺流程中，确定正浮选铁精矿适宜的铁品位和回收率是十分重要的。

由于铁品位和回收率在选矿指标中是相互矛盾的，要得到高的铁品位就要在一定程度上牺牲精矿中铁的回收率；正浮选中希望得到高的铁回收率就不能要高的铁品位。

正$反浮选工艺流程要进行正、反浮选两个作业，正浮选要保证其作业的回收率，其后的反浮选用来提高铁精矿的铁品位。

图#为人工混合矿可浮性与油酸钠用量关系，图!为人工混合矿可浮性与%&值的关系。

图#人工混合矿可浮性与油酸钠用量关系#$赤铁矿回收率；!$铁精矿品位图!人工混合矿可浮性与%&值的关系#$赤铁矿回收率；!$铁精矿品位从图#、图!中可以确定出人工混合矿正浮选适宜的选矿条件为，%&值’(")、油酸钠浓度#"*)+#,$-./0／0。

在该条件下得到正浮选精矿的品位为1,2左右，回收率大于(-2。

!3!正浮选粗精矿的反浮选研究正浮选中使用了油酸钠阴离子捕收剂，反浮选采用阴离子捕收剂可以节省油酸钠的用量。

但是用阴离子反浮选即油酸钠反浮选其影响条件较多，不仅要抑制赤铁矿再浮，还要活化石英。

因此，对%&值、淀粉用量、氯化钙用量、油酸钠用量作了四因素三水平!(（4-）正交析因试验，再对油酸钠和淀粉用量作二因素三水平!(（4!）正交析因调优试验，从而确定了反浮选最佳的试验条件。

在此条件下得到了精矿品位超过152，回收率达(,2的良好指标。

正$反浮选工艺数质量流程图如图4所示。

图$正"反浮选数质量流程图例!；"#（2）；$#,,",,；4#"*5#,,",,；%),",,；4"),)"-(；&),",,；1,"!-(-"),；’5",*；#*"5--"),；(-#"(4；15"-,(,",,$正"反浮选联合流程结构分析对于正浮选的粗精矿不经过过滤烘干直接倒入浮选槽中进行反浮选，由于在正浮选中赤铁矿表面已经吸附了大量的油酸钠，所以首先要考虑如何屏蔽赤铁矿表面吸附的油酸钠对反浮选的影响。

通过对大量吸附了油酸钠的纯赤铁矿的抑制试验，证明用淀粉完全可以屏蔽吸附在赤铁矿表面的油酸钠的作用，使赤铁矿不再上浮。

通过石英的纯矿物试验，证明淀粉很难吸附在石英表面。

这时正浮选上来的石英，也是反浮选要浮出的产物，不容易被淀粉抑制，因此在反浮选过程中很容易将石英浮出。

%正"反浮选联合流程的适用性（#）通过人工混合矿的试验，可以确定正$反浮选流程在原则上是可行的，即使在不脱药的情况下反浮选仍可取得较好的选矿指标。

（!）正$反浮选联合流程处理矿石的粒度范围比较广，耐泥性能好。

通过加入人工矿泥的正$反浮选联合流程试验，证实在$#,).的矿泥含量达到!,2时，仍可取得较为理想的选矿指标。

&淀粉对已吸附捕收剂的赤铁矿的抑制机理研究正$反浮选工艺流程可以顺利实施的关键就是反浮选中淀粉对已吸附了捕收剂的赤铁矿能够很好地抑制，因此有必要对其抑制机理进行试验研究。

不同淀粉用量对已吸附捕收剂的赤铁矿的可浮性影响及矿物表面吸附量的测定结果如图-所示。

从图-中可看出，淀粉在赤铁矿表面的吸附量越大，对其抑制作用越强。

当淀粉用量为4,,6／7时，此用量对已吸附了捕收剂的赤铁矿达到了很好的抑制效果，这时的淀粉在矿物表面的吸附量为!#)6／6矿样。

通过吸附量曲线可以看出此吸附量接近饱和吸附。

随着淀粉用量的继续加大，赤铁矿的可·,-·总第44#期金属矿山!,,-年第#期万方数据浮性变化不大，淀粉在赤铁矿表面的吸附量也没有明显的增加。

因此，淀粉对已吸附了捕收剂的赤铁矿的抑制作用在一定的淀粉浓度下便达到了对其的抑制效果，其后淀粉用量的增加对赤铁矿的抑制作用影响不大。

图!淀粉对已吸附油酸钠的赤铁矿可浮性影响及淀粉在其表面吸附量的测定!"淀粉的吸附量；#"赤铁矿可浮性；$%&’()淀粉属于非离子型高分子化合物，分子中含有大量的葡萄糖单元，每个葡萄糖单元有*个羟基，羟基属于亲水基团，并且羟基可以在赤铁矿表面形成氢键而使淀粉在赤铁矿表面吸附。

淀粉在赤铁矿表面的吸附除氢键外，范德华力对淀粉在赤铁矿表面的吸附也起了很大的作用。

通过对本研究采用的淀粉进行电泳试验，发现在整个$%值范围该淀粉呈负电性。

而赤铁矿的零电点为+(’左右，因此在$%!+(’的介质中赤铁矿表面带负电。

从静电力的同性相斥原理可知，淀粉在赤铁矿表面的吸附没有静电力的作用。

赤铁矿表面已经吸附了油酸钠，淀粉分子通过氢键和范德华力再在赤铁矿表面形成吸附。