赤铁矿可选性试验研究报告.docx
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赤铁矿可选性试验研究报告
****赤铁矿可选性试验研究报告
****矿业有限公司
二○一二年三月三十日
一、前言--------------------------------------------------------------------------2
二、原矿物质组成--------------------------------------------------------------2
三、矿石可磨度试验-----------------------------------------------------------3
四、粒度筛分分析--------------------------------------------------------------4
五、磁选试验--------------------------------------------------------------------4
5.1磨矿细度试验---------------------------------------------------------------4
5.23000Gs预选细磨优化试验-----------------------------------------------5
六、正浮选试验----------------------------------------------------------------6
七、反浮选试验----------------------------------------------------------------8
7.1阴离子反浮选--------------------------------------------------------------8
7.2阳离子反浮选--------------------------------------------------------------9
八、重选试验-------------------------------------------------------------------10
九、结语-------------------------------------------------------------------------11
一、前言
**某赤铁矿属沉积型微细粒嵌布赤铁—磁铁石英矿床。
主要铁矿物为赤铁矿、假象赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿等，脉石矿物有石英、长石、方解石、角闪石等。
试验矿样共三袋，分别为赤铁矿、赤铁—磁铁矿和磁铁矿三种样品，经破碎、烘干、堆锥分样、磨矿后化验，赤铁矿矿样全铁TFe品位21.68%，磁铁矿MFe品位为2.95%，赤铁—磁铁矿样全铁TFe品位22.86%，磁铁MFe1.84%，磁铁矿样全铁含量21.46%，磁铁MFe7.39%。
混合样含TiO25.86%，三份不同矿样说明，原矿含铁较低，属低品位边缘化氧化铁矿。
二、原矿物质组成
表一：
原矿多元素分析
元素
TFe
MFe
FeO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
全铁
磁铁
氧化亚铁
硅
铝
氧化铁
钙
镁
钛
含量%
22.06
3.06
1.12
48.3
15.90
24.60
0.56
0.47
5.86
元素
Ba
As
P
S
V
Mn
Zr
Cr
F
钡
砷
磷
硫
钒
锰
锆
钴
氟
含量%
0.109
0.0013
0.0532
0.0054
0.0105
0.0229
0.0316
0.0113
0.0137
矿石物理性质：
矿石密度2.92t/m³，松散密度1.86t/m³，莫氏硬度3~6，含水率1.2%，含泥率3.61%；（氧化钙+氧化镁）/（二氧化硅+三氧化二铝）比值为0.02，属酸性矿石；氧化亚铁/全铁比值为1.12/22.06=5.08%，属氧化型铁矿。
磁铁矿：
三份矿样中除磁铁矿样含磁铁MFe7.39%外，其余的磁铁仅为2.95%和1.84%。
磁铁呈细粒、微细粒与脉石矿物结合异常紧密，多呈自形、半自形微细粒状产出，颜色黑灰色，粒径一般在0.01—0.043mm分布，一部分与钛铁矿赋存共生，须细磨矿方能达到磁铁矿与其他矿物间的充分单体分离。
赤铁矿：
赤铁矿为原矿中主要含铁矿物，呈赤红、赭红色的细粒、微细粒状态存在，粒径一般在0.01—0.028mm之间，同磁铁矿细度基本相近，比磁化率20，磁性较弱，常规磁性无法有效选别，细磨后易产生泥化现象。
钛铁矿：
原矿含有5.86%的钛铁矿，钛铁矿比重4.5—5.0，与磁铁矿和赤铁矿4.9—5.3的比重相近，磁性介于磁铁、磁铁之间。
颜色黑灰色，呈0.01—0.043mm细粒、微细粒与磁铁矿、赤铁矿及铝硅酸盐矿物结合紧密。
矿石中的磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿这种细粒、微细粒嵌布共生密切，赋存状态对有用矿物的磁选、浮选及重选产生较大的影响，是干扰选矿技术指标的主要因素。
三、矿石可磨度试验
将矿石破碎至-2mm粒度试样，取0.074mm—2mm矿样400克，经实验室XMQ240*90锥型球磨机，在矿浆浓度67%（液固比1:
2）条件下进行磨矿，从中找出磨矿细度与磨矿时间之间的曲线关系，以确定矿石可磨度，其磨矿细度与磨矿时间对应表及磨矿曲线分别见表二和图一：
表一：
磨矿细度与磨矿时间对应表：
磨矿时间（分）
5
10
15
20
25
-0.074mm含量%
43.50
67.80
82.50
91.60
100.00
图二：
磨矿细度曲线
四、粒度筛分分析
将三份矿样按1：
1：
1配比磨矿至-200目80%±，经实验室200目、400目标准筛水洗筛分，重点考察各粒级间铁的分布状态。
分析结果见表三：
表三：
粒度筛分分析结果
产品名称
产率%
TFe品位g/t
TFe分布率%
+200目（+0.074mm）
23.88
23.63
25.88
200-400目（0.038-0.074mm）
17.99
23.45
19.37
-400目（-0.038mm）
58.13
20.52
54.75
原矿
100.00
21.79
100.00
粒度筛分分析结果显示，+200目筛上粗粒，200目至400目间的中细粒与400目筛下微细粒各粒级间全铁品位基本相近，说明原矿中的铁分布均匀，此分布状态需细磨方达到单体分离，对各选矿流程带来较大影响。
五、磁选试验
5.1磨矿细度试验
因赤铁—磁铁矿与赤铁矿两份矿样中的全铁、磁铁品位及物理性质相近，故下列试验均将两份合并为一份试样。
固定常规磁场强度1500Gs，分别对磁铁矿和赤铁矿进行磨矿细度对比试验，分析不同细度对铁精矿品位及回收率的影响，结果见表四：
表四：
磁选磨矿细度试验结果
试验条件
产品名称
产率%
TFe品位%
TFe回收率%
磁铁矿
-200目61.50%
铁精矿
28.68
22.04
29.51
尾矿
71.32
21.17
70.49
原矿
100.00
21.42
100.00
磁铁矿
-200目72.80%
铁精矿
25.51
22.97
27.33
尾矿
74.49
20.92
72.67
原矿
100.00
21.44
100.00
磁铁矿
-200目84.50%
铁精矿
12.33
24.97
14.41
尾矿
87.67
20.87
85.59
原矿
100.00
21.38
100.00
赤铁矿
-200目63.00%
铁精矿
3.06
23.37
3.16
尾矿
96.94
22.10
96.84
原矿
100.00
22.82
100.00
赤铁矿
-200目73.50%
铁精矿
1.70
23.47
1.75
尾矿
98.30
22.84
98.25
原矿
100.00
22.85
100.00
赤铁矿
-200目83.60%
铁精矿
1.71
23.68
1.76
尾矿
98.29
22.78
98.24
原矿
100.00
22.79
100.00
结果显示，常规磨矿细度与磁场强度流程，磁铁矿和赤铁矿中的磁性铁品位与合格铁精矿差距甚远，没有产生富集现象，需从提高磨矿细度和降低磁场强度方面考虑。
5.23000Gs预选细磨优化试验
磁铁与赤铁两份样采用常规磁选的磨矿细度与磁场强度得不到合格的铁精矿；由矿物分析和粒度筛分分析结果得知，原矿中的磁铁与赤铁均以微细粒分布均匀，故试验采用3000Gs中磁预选出铁粗精，粗精细磨后降低磁场强度再选的优化工艺流程，主要考察对磁铁矿中的磁铁精矿品位及回收率的影响，结果见表五，流程见图三：
表五：
3000Gs预选细磨优化试验结果
试验条件
产品名称
产率%
TFe
品位%
TFe
回收率%
TiO2
品位%
TiO2
回收率%
磁铁矿
一段磨矿-200目61%
3000Gs预选抛尾
粗精再磨至-325目90%
1500Gs粗选—800Gs精选
800Gs铁精
10.66
30.04
14.62
10.94
18.26
800Gs中矿
4.32
26.52
5.26
\
\
1500Gs尾矿
29.85
21.45
29.25
\
\
3000Gs尾矿
55.17
20.18
50.87
\
\
原矿
100.00
21.88
100.00
5.86
100.00
实验室球磨将-200目61%的3000Gs预选铁粗精磨细至-325目占90%时，经1500Gs—800Gs粗选、精选流程，仅得到铁精矿含TFe品位30.04%，精矿中含TiO210.94%，混合精矿TFe+TiO2为40.98%，达不到任何产品标准。
说明磁选法对本矿中的磁铁无法选出合格精矿产品。
图二：
3000Gs—1500Gs—800Gs磁选工艺流程
六、正浮选试验
赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿等氧化铁矿在弱碱性矿浆中，脂肪酸皂类捕收剂对其有较好的富集效果，国内外不少生产厂家对此有成熟正浮选生产经验。
试验中选择碳酸钠1500g/t作调整剂，并调整矿浆PH值为9，选择塔尔油、油酸钠、氧化石蜡皂等阴离子作铁矿捕收剂，水温25℃，浓度30%，流程为一粗一扫选，考察不同捕收剂在不同条件下对本矿中的氧化铁正浮选指标。
具体结果见表六，试验流程见图三：
表六：
正浮选对比试验结果
试验条件
产品名称
产率%
TFe品位%
TFe回收率%
赤铁矿
-200目84%
塔尔油：
900g/t
铁粗精
13.07
22.04
13.36
扫精
6.79
19.49
6.45
尾矿
80.14
21.57
80.19
原矿
100.00
21.56
100.00
赤铁矿
-200目84%
油酸钠：
800g/t
铁粗精
15.18
22.89
16.05
扫精
7.06
20.62
6.73
尾矿
77.76
21.53
77.22
原矿
100.00
21.68
100.00
赤铁矿
-200目84%
氧化石蜡皂：
700g/t
塔尔油：
250g/t
铁粗精
12.17
24.65
13.86
扫精
5.16
22.41
5.36
尾矿
82.67
21.17
80.78
原矿
100.00
21.65
100.00
赤铁矿
-200目96.50%
塔尔油：
900g/t
铁粗精
14.63
26.13
17.85
扫精
8.78
23.42
9.63
尾矿
76.59
20.26
72.52
原矿
100.00
21.40
100.00
磁铁矿
-200目85%
亚油酸胺：
800g/t
铁粗精
14.63
24.34
16.42
扫精
6.15
21.02
5.95
尾矿
79.22
21.24
77.63
原矿
100.00
21.68
100.00
磁铁矿
-200目94.80%
塔尔油：
800g/t
铁粗精
16.82
26.14
20.41
扫精
9.26
23.09
9.92
尾矿
73.92
20.32
69.67
原矿
100.00
21.56
100.00
正浮选试验对比结果显示，常规磨矿细度条件下，铁矿物与脉石矿物未能达到单体分离，粗精最高品位仅为26.14%，无法产出精矿产品。
说明正浮选流程不适合本矿特性。
图三：
正浮选试验工艺流程
七、反浮选试验
反浮选流程一般是针对脉石为石英类的矿物，适用于原矿铁品位较高，脉石较易浮选，首先用钙离子活化石英，再用阴离子或阳离子捕收剂进行反浮选，泡沫产品为尾矿，槽内产物为铁精矿。
7.1阴离子反浮选
阴离子反浮选工艺需细磨矿，尤其本矿中的铁呈细粒、微细粒嵌布，细磨至矿物间充分单体分离为关键。
试验中选用氧化钙作石英活化剂，塔尔油、煤油作脉石捕收剂，淀粉、木素作铁抑制剂，水温25—28℃，矿浆浓度30%，氢氧化钠调PH值为12，流程为一粗二精选，考察不同条件对铁回收率的影响。
表七：
阴离子反浮选试验结果
试验条件
产品名称
产率%
TFe品位%
TFe回收率%
磁铁矿
-200目94.50%
塔尔油：
800g/t煤油：
100g/t木素：
400g/t淀粉：
800g/t
铁精矿
68.76
24.31
73.43
铁中矿
15.53
20.52
14.01
尾矿
15.71
18.21
12.56
原矿
100.00
22.77
100.00
赤铁矿
-200目92.60%
塔尔油：
800g/t煤油：
400g/t木素：
400g/t淀粉：
800g/t
铁精矿
75.34
23.37
78.30
铁中矿
4.88
20.60
4.49
尾矿
19.76
19.58
17.21
原矿
100.00
22.49
100.00
阴离子反浮选试验结果说明，加入有效抑制剂淀粉抑制铁矿物，反浮选脉石矿物同正浮选试验结果相同，铁精矿品位提高幅度不大，尾矿中铁与原矿相近，赤铁与磁铁同样未产生有效富集现象。
7.2阳离子反浮选试验
阴离子反浮选时需细磨矿，而本矿中的赤铁矿在细磨后易产生大量次生矿泥，干扰浮选效果。
在阴离子反浮选未能取得有效选别的条件下，采用粗磨矿选择胺类阳离子反浮选脉石考察铁的回收率。
具体试验指标见表八，反浮选工艺流程见图四：
表八：
阳离子反浮选试验结果
试验条件
产品名称
产率%
TFe品位%
TFe回收率%
磁铁矿
-200目68%
十二胺：
200g/t
淀粉：
800g/t
铁精矿
51.26
25.38
59.93
铁中矿
18.49
18.06
15.28
尾矿
30.19
17.95
24.79
原矿
100.00
21.86
100.00
赤铁矿
-200目64.50%
十二胺：
200g/t
淀粉：
800g/t
铁精矿
62.40
24.14
67.50
铁中矿
11.38
20.74
10.58
尾矿
26.22
18.65
21.92
原矿
100.00
22.31
100.00
采用阳离子反浮选流程，铁精矿、中矿与尾矿含铁品位虽呈由高到低规律分布，但铁精矿仅比原矿高出3.52%个品位，故确定阳离子反浮选同样不适于该矿特性。
图四：
阴离子、阳离子反浮选试验流程
八、重选试验
磁铁矿比重为4.9—5.3，赤铁矿比重为4.8—5.2，钛铁矿比重为4.5—5.0，这几种矿物与脉石矿物平均比重2.8之间存在较大差异，利用这种密度差异，可考虑重力选矿将比重较大的有用矿物选出。
试验选用实验室6S云锡摇床，在不同磨矿细度条件下，采用一次粗选一次精选流程，考察重选精矿中铁的富集效果。
试验结果见表九，重选流程见图五：
表九：
重选对比试验结果
试验条件
产品名称
产率%
TFe品位%
TFe回收率%
磁铁矿
-200目65%
重选铁矿
16.28
28.04
20.91
尾矿
83.72
20.60
79.09
原矿
100.00
21.81
100.00
磁铁矿
-200目82.50%
重选铁矿
11.57
31.26
16.74
尾矿
88.43
20.36
83.26
原矿
100.00
21.62
100.00
赤铁矿
-200目62.50%
重选铁矿
20.65
26.03
24.61
尾矿
79.35
20.77
75.39
原矿
100.00
21.86
100.00
赤铁矿
-200目84%
重选铁矿
17.32
28.43
22.38
尾矿
82.68
20.63
77.62
原矿
100.00
21.98
100.00
图五：
赤铁、磁铁矿重选试验工艺流程
重选试验在两种不同细度条件下经摇床一粗一精流程，磁铁矿重精含TFe品位最高为31.26%，其中TiO24.57%；赤铁矿重精含TFe品位最高为26.03%，含TiO23.96%.
试验结果说明，除磁选、浮选流程外，重力选矿也不适于本矿特性。
九、结语
1、**某铁矿属沉积型微细粒嵌布含钛铁矿的赤铁—磁铁氧化矿床，主要铁矿物有赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿等，主要脉石矿物除石英外，还有相当一部分铝硅酸盐，目的矿物与脉石矿物种类较多，铁矿物与钛铁矿及脉石绝大部分呈细粒、微细粒紧密嵌布，共生密切，常规磨矿细度与磁场强度或浮选法等机械选矿方式无法对其进行有效选别，未能产出精矿产品。
从选冶角度上来讲，只有采用酸浸等化学方法对本矿中的铁有选出效果，但对此低品位含钛复杂铁矿需考虑到生产成本投入问题。
2、试验中选择磁选、重选、阴离子正浮选、阴离子反浮选、阳离子反浮选等多种选矿工艺流程，做了大量详细的考察，最终确定正反浮选不适合于本矿特性，磁选最高铁精矿品位仅为30.04%，铁精中含TiO210.94%；重选最高铁精品位为31.26%，含TiO24.57%的试验结果；从各流程试验结果看，该矿不具备采选矿价值。
3、试验设备：
实验室XPE100*60颚式破碎机、XPZ200*75对辊机、XPF175圆盘机、XMQ240*90mm锥型球磨机、XCGs-50型磁选机、DL-5C过滤机、101型电热鼓风干燥机、DS电子天平、6S云锡摇床、XFD浮选机、200目、400目标准筛，塔尔油、油酸钠、氧化石蜡皂、亚油酸胺为工业产品，十二胺、氢氧化钠、碳酸钠为分析纯。
试验用水为地下自然水，水温18℃，PH=7.5，实验室、化验室相对温度18℃±,相对大气湿度45%±5。
4、本次赤铁、磁铁矿磁选、浮选、重选试验流程各项技术指标仅对本次提供的矿样负责，矿样保留期为三个月。
选矿实验室
2012年3月30日
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