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选矿技术
某高钾钠铁精矿浮选降杂试验
来源:长沙矿冶研究院 罗良飞 陈雯2017-04-126542

随着现代钢铁工业日益发展,对入炉铁矿石的品位要求越来越高,铁矿石中杂质含量要求越来越苛刻。铁矿石中钾、钠存在时,由于炼铁时钾、钠在高炉下部高温区挥发,到上部又氧化进入炉料中,在炉内循环积累,引起结瘤,降低焦炭和矿石的强度[1],同时严重影响到高炉的使用寿命。某铁精矿含有害杂质钾、钠较高,K+Na含量达到0.8%左右,德国某知名研究所从原矿开始进行选矿试验,没能成功地将有害杂质钾、钠降低到铁精矿的质量标准(0.3%)。长沙矿冶研究院通过对捕收剂进行改性和优化,采用反浮选对该铁精矿进行了降杂试验,取得了成功。

一、矿样性质

矿样的粒度测定为90%-0.075mm。矿样多元素化学分析结果见表1[2]

经显微镜下观察发现:脉石矿物以钾长石和石英居多,其次是黑云母、绿泥石、方解石、重晶石等。长石多呈粒状,晶体粒度大多在0.02mm以下,表面普遍发生轻微的高岭石化,肉眼下呈淡玫瑰红色。石英的产出形式较为简单,常为不规则粒状,粒度0.02~0.1mm不等。铁矿物基本解离,或部分以贫连生体呈现。

二、实验室试验设备及药剂

(一)主要设备有XFD-63型系列单槽浮选机;XFD-76型挂槽式浮选机,标准筛。

(二)实验室主要药剂有HF调整剂、醚胺、NaOH、CaO、SA调整剂、SD抑制剂、AY-17阳离子捕收剂、Hoss阴离子捕收剂。

三、浮选试验及结果

反浮选是一种成熟的提铁降杂工艺,在国内外各大钢铁公司的选矿厂得到了广泛应用。针对该铁精矿中的主要脉石是长石,长石浮选常用的捕收剂有油酸类、胺类,调整剂有氢氟酸等[34]

(一)药剂筛选试验

不同药剂制度下反浮选试验结果见表2。阳离子型捕收剂浮选温度为常温(20℃),阴离子捕收剂浮选温度为30℃。

从表2可看出,AY-17捕收剂的浮选降杂效果最好,醚胺阳离子捕收剂的浮选效果次之,Hoss阴离子捕收剂的降杂效果最差。考虑到药剂对环境的影响,选择以SA,SD和AY-17作为反浮选的主要浮选药剂,并进行优化试验。

(二)SA调整剂用量试验

为了考查SA对浮选指标的影响,进行了SA用量的试验。固定药剂用量:SD用量133.3g/t,AY-17用量100g/t。试验结果见表3。

从表3可看出,当SA用量为零时,铁精矿的杂质含量都能达到要求;SA的添加可以大幅度增加浮选泡沫的产率,导致浮选泡沫品位升高,影响到铁的作业回收率,而铁精矿品位升高幅度不大,杂质下降幅度也不大。因此,可以考虑不添加SA调整剂。

(三)SD抑制剂用量试验

SD是常用的有效铁抑制剂,在铁精矿的反浮选中广泛应用,可以大幅度提高反浮选的分选效率。为了考察SD用量对浮选指标的影响,在AY-17捕收剂用量66.7g/t的条件下,进行了SD用量试验,结果见表4。

从表4可见,随着SD抑制剂用量的增加,精矿产率、铁回收率增加,精矿中的钾、钠也增加,但都在合格的范围之内,泡沫品位大幅度下降,精矿品位略为下降。

(四)AY-17阳离子捕收剂用量试验

在SD用量为133.3g/t的条件下,AY-17捕收剂用量试验结果见表5。

从表5可看出,随着AY-17用量的增加,精矿品位升高,杂质钾、钠的含量下降,捕收剂用量只需66.7g/t,铁精矿品位达到TFe 69.93%,钾、钠降低至0.152%,完全合格。

(五)浮选开路试验

选择SD抑制剂用量133.3g/t,AY-17捕收剂用量66.7g/t,在20℃条件下进行了1次粗选,2次扫选开路试验,试验结果见表6。

(六)浮选闭路试验

根据开路试验的结果,给矿在1次粗选、2次扫选条件下,可以得到合格的铁精矿要求,同时损失的铁回收率也是在比较合理的范围。考虑到闭路泡沫返回部分残存捕收剂药剂,SD抑制剂用量选择200g/t,AY-17捕收剂用量66.7 g/t,1次粗选、2次扫选闭路试验数质量流程见图1。

四、结论

(一)高钾、钠铁精矿(K+Na含量为0.8%)采用反浮选可以达到提质降杂的效果,闭路试验取得了铁精矿品位70.24%,铁精矿中杂质钾、钠含量0.17%,低于0.2%的指标。

(二)AY-17可以作为钾、钠的有效阳离子型捕收剂。

参考文献

[1]李慧,钢铁冶金概论[M].北京:冶金工业出版社,1993.

[2]罗良飞,某低铁高钾钠铁矿选铁试验报告[R].长沙:长沙矿冶研究院,2009.

[3]胡为柏,浮选[M].北京:冶金工业出版社,1992.

[4]张鉴,樊丽琴,翟文华,等.包钢选矿厂提质降杂生产技术攻关[C]∥金属矿山杂志社.2002年全国铁精矿提质降杂学术研讨及技术交流会.马鞍山:金属矿山杂志社,2002:126-130.

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