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工藝礦物學與選礦學的關系范文1
【關鍵詞】 礦物 金屬硫化物 鐵精礦降硫
正文
伊朗位于亞洲西部，屬中東國家，在伊朗已探明鐵礦儲量為47億t，具有良好的市場前景。但伊朗鐵礦石普遍含硫較高，為了更好的對當地礦產進行開發，根據業主委托，將Galali和BABAALI（以下簡稱：樣品G、樣品B）兩種鐵礦通過一定比例混合后，針對綜合樣品進行選礦工藝試驗研究，以獲得低硫高品位鐵精礦。
一、工藝礦物學研究
1、礦石化學成分
1）礦石中可供選礦回收的主要組分是鐵，品位樣品B為44.56%、樣品G為51.64%；銅、鋅和鈷等其它有價金屬元素均因含量太低，綜合利用的價值不大。礦石TFe/FeO的比值樣品B為2.37、樣品G為1.59，說明它們的氧化程度都較低。
2）為達到富集鐵礦物的目的，需要選礦排除的脈石組分兩樣品均以SiO2為主，其次是Al2O3、CaO和MgO，四者合計含量樣品B為31.36%、樣品G為21.13%。有害雜質磷的含量均在0.1%以下，而硫的含量明顯較高，特別是樣品G含硫達7.50%，因此鐵精礦的脫硫作業對樣品G將尤為重要。
3）樣品B中鐵的賦存狀態較為簡單，分布在磁鐵礦中的鐵所占比例高達84.49%，這即為選礦采用單一弱磁選工藝分選樣品中鐵礦物時鐵的最大理論回收率；與樣品B不同的是，樣品G中賦存在磁性鐵礦物中的鐵僅占75.00%，較樣品B低了9.49個百分點，其余部分則主要以磁黃鐵礦的形式產出，其分布率占13.36%，顯然采用弱磁選工藝作為原則流程處理本類型礦石時，磁黃鐵礦亦將隨同磁鐵礦一起富集到鐵精礦中，這也是需要進一步增加浮選作業降低鐵精礦中硫含量的主要原因。
概括化學成分特點，可以認為兩樣品均屬低磷的單一原生磁鐵礦礦石，但樣品G因硫的含量過高而具富硫鐵礦石（S≥5%）的特征。
2、礦物組成
無論樣品B還是樣品G，礦塊肉眼下多顯深灰黑色，常具結構較為致密的浸染狀或塊狀構造。鏡下鑒定、X射線衍射分析和掃描電鏡分析綜合研究表明，兩樣品中鐵礦物的種類較為單一，除磁鐵礦以外，僅樣品B中偶見赤鐵礦零星分布；金屬硫化物樣品B主要是黃鐵礦和少量黃銅礦，而樣品G中最重要的金屬硫化物是磁黃鐵礦，黃鐵礦則居于較次要的地位，并出現少量白鐵礦.
3、主要礦物的產出形式
磁鐵礦：選礦富集回收鐵的主要目的礦物。自形、半自形等軸粒狀或不規則狀，晶體粒度變化較大，粗者可至1.0mm左右，細小者小于0.01mm，一般介于0.04～0.5mm之間?？傮w來看，兩樣品中磁鐵礦均主要以致密狀集合體和浸染狀兩種形式產出。因此與脈石之間多呈現出包裹鑲嵌的交生關系，其體積含量普遍低于30%，部分甚至小于5%而過渡為星散浸染狀。
赤鐵礦：僅見于樣品B的個別礦塊中。主要呈板片狀沿磁鐵礦粒間或邊緣交代（照片11），粒度0.02～0.05mm不等。
金屬硫化物：包括磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦和黃銅礦。其中磁黃鐵礦是樣品G中最重要的金屬硫化物，大部分礦塊中均可見及，但分布不甚均勻，個別礦塊中較為集中其含量可達30～50%。根據集合體形態和與磁鐵礦的嵌連關系，可將樣品G中磁黃鐵礦的產出形式大致分為兩種：一是呈不規則團塊狀或短脈狀集合體沿磁鐵礦粒間、邊緣或裂隙充填，亦可交代黃鐵礦，部分集合體內部常包含數量不等的細粒磁鐵礦殘余，粒度粗者大于5.0mm，一般0.2～1.5mm不等；二是呈微細的蠕蟲狀、乳滴狀或不規則狀與磁鐵礦混雜交生粒度細小者僅0.005mm左右，大多變化于0.01～0.06mm之間。上述兩種產出形式的磁黃鐵礦通常見于同一礦塊中，二者礦物含量比約為85：15，尤其在磁黃鐵礦較為富集的部位，乳滴狀、蠕蟲狀磁黃鐵礦出現的頻率較高。概括樣品G中磁黃鐵礦的嵌布特征是分布廣泛，粒度變化極大，與磁鐵礦的交生關系十分密切，粒度微細者表現尤為明顯，但因為團塊狀所占比例較高，所以預計通過適度磨礦后，絕大部分將可能得到較好的解離。然而需要指出的是，根據弱磁選尾礦中含有一定數量磁黃鐵礦的特征，可以認為樣品中實際上存在六方晶系和單斜晶系兩種類型的磁黃鐵礦。前者為順磁性礦物，弱磁選過程中極易隨同磁鐵礦一起進入鐵精礦，從而導致鐵精礦中硫的含量偏高，而與其是否呈單體狀態并無直接關系；單斜晶系的磁黃鐵礦屬鐵磁性礦物，弱磁選過程中其分選行為與黃鐵礦、角閃石、透輝石、金云母和綠泥石等大致相同，因此可以通過弱磁選將其排入尾礦。據粗略估計，樣品G中六方磁黃鐵礦和單斜磁黃鐵礦的礦物含量比大致為60：40。由此可推算出弱磁選鐵精礦中硫的含量將波動于5.50%左右。顯然，為獲得硫含量較低的優質鐵精礦，必須增加浮選作業脫除弱磁選鐵精礦中磁黃鐵礦。
脈石礦物：兩樣品中脈石礦物的種類雖然大致相同，但含量差異較大.
4、主要目的礦物的嵌布粒度
單純從嵌布粒度分析，欲使90%以上的磁鐵礦和金屬硫化物均獲得解離，處理樣品B時以選擇-0.30mm的磨礦細度（-0.074mm部分約占55%）較為適宜，而對樣品G來說則需要選擇-0.15mm的磨礦細度（-0.074mm部分約占75%）。造成樣品G中磁鐵礦較難解離的原因主要在于其粒度不均勻、部分與磁黃鐵礦或脈石的交生關系過于復雜。由于樣品G在綜合樣中所占比例較高，因此處理該類型樣品時，亦以選擇-0.074mm部分占70～75%的磨礦細度為宜。
二、選礦試驗
1、預選拋尾試驗
預選拋尾可以大幅度降低入磨礦量，提高入選品位，降低單位礦石處理成本，為了考查原礦是否可以通過預選丟棄大量廢石，采用磁滑輪對原礦進行了不同條件的干式拋尾試驗從試驗結果中可以看出，對于Galali樣品，無論在哪種試驗條件下，所拋出尾礦的TFe品位均較高，且隨著拋尾粒度的增加，所拋出的尾礦TFe品位越高，最低仍為20.09%，因此不適于干式預選拋尾。對于BABAALI樣品，在拋尾粒度為-8mm，磁場強度為0.12T，磁滑輪轉速為800 r/min時，拋出尾礦產率為10%，TFe品位為11.69%，其余條件下尾礦品位較高。
2、磁選管試驗
1）在磁場強度為0.12T條件下，對Galali樣品進行了不同磨礦粒度的磁選管試驗
從試驗結果中可以看出，隨著磨礦粒度的增加，磁選鐵精礦TFe品位逐漸升高，回收率逐漸降低，當磨礦粒度為-0.045mm94.37%時，鐵精礦TFe品位達到了68.06%，回收率為84.73%，這說明該礦石鐵礦物嵌布微細，需要細磨才能使其單體解離。同時，我們發現磁選精礦中硫含量很高，在精礦TFe品位為68.06%時，硫含量仍高達5.30%，這與礦石中含有大量的磁黃鐵礦有關。
2）在磁場強度為0.12T條件下，對BABAALI樣品進行了不同磨礦粒度的磁選管試驗
從試驗結果中可以看出，BABAALI樣品可選性較好，鐵礦物嵌布粒度較粗，在磨礦粒度為-0.075mm55.53%時，鐵精礦品位可以達到68.29%，回收率為87.64%。
3）在磁場強度為0.12T條件下，對綜合樣品進行了不同磨礦粒度的磁選管試驗，從試驗結果中可以看出，隨著磨礦粒度的增加，鐵精礦TFe品位隨之增加，鐵回收率有所降低，當磨礦粒度為-0.075mm86.32%時，可以獲得鐵精礦產率為62.62%、TFe品位68.01%、回收率86.78%的選礦指標?？紤]到實際生產磁選作業的夾雜問題，在同樣磨礦粒度下，鐵精礦品位要更低一些，因此，如果想要獲得68%以上品位的鐵精礦，磨礦粒度要更細才能達到。
3、原礦粒度組成
為查明原礦破碎至-3mm時的粒度組成情況，對實驗室試驗所用原礦樣進行篩析試驗
4、鐵精礦降硫試驗
從弱磁選、弱磁選與細篩、磁選柱組合的試驗結果分析，精礦中鐵品位雖然可以達到68%以上，但是其中硫含量仍然有4%左右，經鏡下觀測表明，鐵精礦中的硫絕大多數以磁黃鐵礦形式存在，采用單一的磁選或磁選與細篩、磁選柱組合難以將硫降至0.4%以下，因此，需要考慮浮選降硫，以最終磨礦粒度為-0.075mm 95.00%（-0.045mm68.65%）、階段磨礦―階段弱磁選―細篩―磁選柱工藝生產的磁選柱精礦作為浮選降硫的給礦，進行鐵精礦降硫試驗。
5、鐵精礦降硫藥劑制度試驗
為考查鐵精礦降硫合適的藥劑制度，進行了幾種不同藥劑制度組合的試驗研究，試驗采用一次粗選、一次掃選，浮選藥劑用結果表明：所采用的藥劑制度均可以使鐵精礦中硫含量降至0.4%以下，由于鐵精礦中的硫主要以磁黃鐵礦形式存在，而磁黃鐵礦的可浮性較差，因此，活化劑的選擇至關重要。綜合考慮鐵精礦中硫含量以及鐵回收率，選擇草酸、丁黃藥+Y89與2#油的組合作為磁選精礦的脫硫藥劑制度比較合適。
6、粗選活化劑用量試驗
在粗選捕收劑丁黃藥+Y89用量500g/t、起泡劑2#油用量36.4 g/t、掃選用量減半的條件下，進行了粗選活化劑草酸的用量試驗，采用一次粗選一次掃選流程，量對浮選給礦計算（下同），從結果中可以看出，在捕收劑用量為400g/t時，隨著草酸用量的增加，鐵精礦產率逐漸減小，但變化不是很大，鐵精礦中硫含量均在0.1%以下，綜合考慮精礦中硫含量以及鐵的回收率以及草酸的價格問題，因此選擇草酸用量2000g/t比較合適。
7、粗選捕收劑用量試驗
在活化劑用量的基礎上，進行脫硫捕收劑丁黃藥+Y89的用量試驗，試驗流程為一次粗選一次掃選，粗選草酸用量2000g/t，2#油用量36.4 g/t，掃選藥劑用量減半從結果中可以看出，隨著捕收劑用量的增加，鐵精礦中的硫含量逐漸減小，在捕收劑用量為100g/t時，鐵精礦中硫含量為0.23%，鐵的作業回收率為85.68%。因此，選擇捕收劑用量為100g/t是合適的。
8、粗選起泡劑用量試驗
在粗選活化劑、捕收劑用量的基礎上，進行起泡劑2#油的用量試驗，試驗流程為一粗一掃，粗選草酸用量2000g/t，捕收劑用量200 g/t，掃選藥劑用量減半，從結果中可以看出，隨著起泡劑用量的增加，鐵精礦中的脫硫率明顯提高，硫含量顯著降低，因此，粗選合適的起泡劑用量為36.4g/t，此時精礦中硫含量為0.30%。
9、掃選藥劑用量試驗
流程中增加掃選作業可以對降硫作業起保障作用，工業應用也比較可靠。因此，在前期粗選作業條件試驗基礎上，進行了掃選作業藥劑用量試驗，粗選作業活化劑草酸用量2000g/t，捕收劑丁黃藥+Y89用量100g/t，起泡劑2#油用量36.4 g/t結果表明，掃選作業的作用還是非常明顯的，在相同的粗選作業條件下，粗選作業后得到的鐵精礦中硫含量仍然較高，達到了1.49%。增加掃選作業后，鐵精礦中的硫含量迅速降低。綜合考慮鐵精礦中硫含量以及鐵的回收率，選擇掃選作業藥劑用量為草酸用量1000g/t，捕收劑丁黃藥+Y89用量50g/t，起泡劑2#油用量18.2 g/t比較合適。
結論：對鐵礦Galali和BABAALI兩種礦樣，礦石中含有大量的黃鐵礦和磁黃鐵礦，黃鐵礦由于磁性較弱、粒度較粗，在磁選過程中可以去除，磁黃鐵礦主要以六方晶系和單斜晶系兩種類型存在，其中以六方晶系存在的磁黃鐵礦在磁選過程中極易隨磁鐵礦進入精礦中，從而造成最終精礦硫含量偏高。因此，必須經過浮選降硫才能獲得硫含量較低的優質鐵精礦。
參考文獻
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