通过磁性载体技术选别印度高铝铁矿泥.docx

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1、通过磁性载体技术选别印度高铝铁矿泥摘要：通过湿式磁选选别典型印度铁矿泥中的有用铁矿，铁矿泥中含铁57.2%,石英5.81%,氧化铝7.05%的，同时本文也研究了选择性磁性覆盖技术。在自然界中，铁矿大多数是顺磁性的，被磁铁矿或胶质磁铁矿覆盖的矿石，这些覆盖层通过影响矿物表面性质起到表面活化剂的作用。研究表明：在中等磁场强度7800高斯的条件下，能获得铁品位为62.32%、回收率为66.5%的铁精矿，这比赤铁矿和针铁矿要求的磁场强度1300014000高斯要小很多。在保证精矿品位和回收率方面，这项技术的实施比铁矿泥常规磁选或浮选的指标好。关键词：铁矿泥；选矿；胶态磁铁矿；磁性载体技术；选择性覆盖引

2、言在印度，大量的铁矿经选矿后为高炉和烧结厂准备给矿原料。在准备铁矿原料过程中，产生许多品位相对较低、粒度很细的矿石，这些矿石都被抛到尾矿库中。为了维持钢铁工业的正常生产，矿泥的累积量也与日俱增。由于其粒度细、铁含量低以及复杂的矿物结构，在钢铁的制造业上，这些矿泥的处理给选矿和钢铁利用提出了一个挑战性的任务。最大的问题是，这些矿泥不能达到原材料的要求，高炉不行，烧结厂也不行。在印度，每年会产生大约1千万吨、铁含量为4860%铁矿泥材料，这会造成环境和经济的失衡。烧结或球团制造产生的大量累积的超细矿泥，研究与开发组织已经开始研究这些超细矿泥的利用，并开始从丢弃的尾矿中回收有用的铁矿物。过去的二十年

3、里，在技术报告、论文上报道了许多回收有用铁矿物的选矿工艺。通过浮选和选择性絮凝作用可以降低铁矿泥中铝和硅的含量，这种技术只能将铁品位提高到某一能接受的限度，而铝的含量并不能降低到理想水平；通过重选试验只能有效的分选硅酸盐脉石；原矿经脱泥后，通过强磁选试验可获得含铁64.60%、Sio22.80%、Ab32.70%的铁精矿。高梯度磁选试验结果表明，在磁场强度为3000-4400高斯的条件下，可获得铁精矿品位为67%,铁回收率为88%o印度Barsua铁矿山产生的尾矿与传统工艺得到的尾矿有一定的差异，印度BarSUa铁矿山矿泥中的铁品位比印度其他尾矿低，而脉石矿物氧化铝和二氧化硅很高。研究表明，损

4、失的大量铁尾矿基本上属于顺磁性矿物。选择性磁覆盖技术能否有效回收损失在尾矿中的铁矿并成为合格精矿，已经进行了许多研究。磁性载体技术是一种新技术，它是用磁种覆盖细粒矿石，然后再选择性的回收悬浮液中被磁种覆盖的细粒矿物。影响矿物表明吸附磁种的主要因素是矿物表面的电荷、磁性、pH、表面活性剂吸附以及矿浆的电位。磁性载体技术是利用胶质和自然磁铁进行选择性磁性覆盖的，磁性载体技术的应用是印度铁矿泥选矿技术的一项重要变革。在选择性磁性涂层的目标物种磁性反应的过程中，加入少量带有一定表面活化剂的药剂以及磁铁矿或胶质磁铁矿能够使磁性反应过程不断加强，磁性反应的目的是使这种矿物能够通过磁选的方法选别。这篇论文阐

5、述了磁性载体技术在选别自然铁矿泥中的应用，为的是提高精矿铁品位，同时降低脉石矿物的含量。试验方法铁矿泥矿样矿样来自于印度Barsua铁矿选矿厂，矿样经过详细调查研究后取得的，具有很好的代表性。原矿的化学多元素分析是通过化学仪器分析得到的。大于20微米原矿样的粒度分析试验是在湿式条件下用不同粒度的标准筛筛分的，分级得到的矿样在立体显微镜下观察。矿样的X-射线衍射分析是用飞利浦CUKa-射线衍射仪测定的。胶质磁铁的准备胶质磁铁是在母液中混合加入Fe?+盐和Fe3+盐得到的。褐色沉淀形成后，开始生成黑色沉淀。Fe?+盐和Fe?+盐是用滴管慢慢加入母液中的，并不断搅拌。沉淀的磁铁沉到溶液底部，移走浮在

6、上面的液体溶液。为除去剩余的母液和未反应的铁盐，沉淀的磁铁用蒸储水反复洗涤数次。胶质磁铁覆盖的油酸盐是在PH为11时，加入0.01mo1的油酸钠溶液，加热直至油酸钠完全融化。磁选试验研究所有的磁选试验都是在湿式强磁选条件下完成的，磁场强度通过感应电流控制。磁选试验之前，先将铁矿泥（原矿样）放在容积为2升的玻璃烧杯中搅拌，同时满足矿浆固液比为1：10。悬浊液中加入一定量的胶质磁铁或油酸钠，同时再加入分散剂六偏磷酸钠。搅拌结束时，将矿浆慢慢加到磁选机给矿漏洞中，磁选机的磁场强度预先已经确定。留在磁选机内的部分磁性颗粒和非磁性颗粒最后分别回收，最后分析二氧化硅和氧化铝的粒度类型以及铁精矿的品位和回收

7、率。铁矿泥的性质铁矿泥的化学组成如表1所示。矿样中含Fe57.2%,含Sio25.81%、Ab37.05%。粒度分析结果如图1,矿样-IoO微米含量约为80%。SiO2、AbCh主要分布在细粒级中。印度其他铁矿样中Sio2、AbCh也主要分布在细粒级中。表1铁矿泥的化学组成名称TFeFe2O3SiO2A12O3MgOCaOMnO烧失量含量57.284.85.817.050.050.020.014.6图1不同粒度下Fe、SiO2、AI2O3的分布率矿物结构原矿样中主要矿物有赤铁矿、针铁矿、三水铝矿、石英、高岭石。粒状赤铁矿的粒度在25-35微米之间，游离赤铁矿是由密集板状赤铁矿（最长约20微米）

8、和微晶质赤铁矿颗粒（小于8微米）组成的，如图2所示。矿样中玻璃质和黄土色的针铁矿较多（图2.A）,针铁矿不同程度的取代赤铁矿。玻璃质的针铁矿经常转变成黄土色的针铁矿。玻璃质针铁矿的颜色由灰色变为深灰色，黄土色针铁矿的颜色由黑色变成深灰色，黄土色针铁矿是由超细微晶质组成的。在铁矿石中,针铁矿不同程度的取代赤铁矿，并填补取代后的空白。不同粒度和形状的赤铁矿包裹在针铁矿中（图2B和2C）。高岭石和黄土色针铁矿紧密连生，石英颗粒以单体形式存在。BarSUa铁矿不同粒级的X-射线衍射分析结果如图3,赤铁矿X-射线衍射结果表明，赤铁矿的衍射峰的强度在+75微米最高，相反的，三水铝矿和针铁矿的衍射峰在+42

9、0微米和+75微米时升高,石英和高岭石的衍射峰在-30微米出处,这说明在细粒级中二氧化硅和氧化铝含量较高。图2图4不同矿物随PH变化时的zeta电位选矿工艺因为Barsua铁矿中存在大量的粘土矿物，使得印度Barsua铁矿的选矿与印度其他铁矿泥选矿相比有一定的差异。不同试验研究结果表明，可获得Fe品位61.5%的铁精矿，铁回收率为50%。因此，用磁力载体技术来提高精矿铁品位和铁回收率。矿物表面磁性覆盖机理与浮选机理是类似的，赤铁矿、石英、油酸磁铁、胶质磁铁电泳率的变化与PH的关系如图4。从图中可以看出，赤铁矿和胶质磁铁的零电点分别为PH值为6.8和7.13,油酸磁铁的零电点是4.8。油酸钠对赤

10、铁矿的电动电位有一定的影响，在PH值很低时，赤铁矿表面吸附大量的油酸，这种吸附并不是纯粹的物理吸附，而是物理吸附和化学吸附的结合。在整个PH范围内，石英的Zeta电位是负电。试验的零电点与文献报道的值类似。由于Zeta电位的不同，油酸磁铁和赤铁矿发生相互作用，这种作用是由于静电引力引起的。试验证明，在PH为7.1-7.5时，油酸离子不能吸附在石英上，而能紧密吸附赤铁矿。因此，可以通过控制矿浆PH来实现赤铁矿和油酸磁铁的吸附。在不同磁场条件下进行了选择性磁性覆盖试验。为了使矿浆保持分散状态，分散剂六偏磷酸钠以0.8gKg加入到矿浆中，加入非磁性材料磁铁矿和油酸磁铁，磁选试验结果如图2所示。由试验

11、结果可知，在磁场强度为11400高斯的条件下，可获得铁品位为61.65%、产率为55.8%的铁精矿。随着磁场强度的增加，精矿产率逐渐升高而铁品位逐渐下降。从结果也可以看出，在磁场强度为13000高斯的条件下，仅能得到铁品位为61.0%、回收率为61.65%的铁精矿。由于不能得到理想的铁精矿，为了提高铁矿颗粒的磁性，加入磁性覆盖材料油酸钠和油酸磁铁。表2铁矿磁选试验（六片磷酸钠0.8gKg）磁场强度/高斯产率/%Fe品位/%铁回收率/%650038.562.542.9780047.260.850.51100050.960.2554.31140055.861.6561.41300056.261.0

12、61.65磁力载体技术需要一些铁磁质作为载体。原矿样中含有很多对分选有用的细粒的磁铁矿。因此，仅用油酸钠进行试验，因为油酸钠能与原矿中的磁铁矿发生反应，试验结果如表3所示。在磁场强度为7800高斯，pH值为7.0的情况下，用油酸钠为磁性覆盖材料（用量为0.8gkg）可获得品位为62.12%、回收率为66%的铁精矿，用油酸磁铁也可以得到类似的试验结果，二氧化硅和氧化铝的含量也分别降低到2.0%和4.2%。由试验还可以看出，加入油酸钠能得到更好的铁精矿，油酸钠比油酸磁铁更能节省费用和能源。表3油酸钠和油酸胶质磁铁对铁矿泥磁选的影响产率/%Fe%Fe2O3%A12O3%SiO2烧失/%Fe回收率/%

13、油酸钠：0磁场强度：11400高斯磁性51.861.288.164.732.413.9861.4非磁性48.249.01-油酸钳：0.8gkg四场强度：7800高斯磁性61.162.1288.834.532.313.9066.00非磁性38.950.29-油酸磁管:0.25m1g磁场强度：7800高斯磁性60.362.4289.274.322.003.7865.5非磁性39.749.85-表4PH对铁矿泥磁选的影响（磁场强度7800高斯）产率/%Fe%Fe2O3%A12O3%SiO2烧失/%Fe回收率/%油酸钠：0.8pH:6.5磁性49.759.6585.305.634.494.01非磁性5

14、0.352.41-53.0油酸钠:0.8gkgpH:7.5磁性53.960.2186.15.033.214.0非磁性46.151.30-57.8油酸橡胶磁铁：0.25m1gpH:7.5磁性61.362.3259.124.322.003.78非磁性38.749.85-66.5油酸橡胶磁铁：0.25mIgpH:8.5磁性59.860.8286.974.823.203.99非磁性41.251.05-63.4PH值对铁矿泥磁选试验结果的影响如表4所示，在磁场强度为7800高斯的条件下，油酸钠和油酸胶质磁铁的用量为定值，而PH值为变量，当PH值为7.5时，可获得铁品位为62.13%的铁精矿，铁回收率为66.5%,其它两种PH条件下，精矿铁品位和回收率都有所降低。结论磁力载体技术在印度Barsua铁矿难选铁矿泥选矿中得到应用，在赤铁矿矿泥上选择性覆盖磁性胶体粒子是可能的，被覆盖后的赤铁矿可以在中磁场强度下用磁选进行选别。覆盖胶质磁性粒子、加入油酸钠都可以促进磁选过程，油酸钠的主要目的是促进胶质磁性粒子在赤铁矿表面的吸附。加入油酸的最佳分选条件是磁场强度为7800高斯，pH值为7.5,可获得品位为63.32%的铁精矿，铁回收率为66.5%,满足烧结要求。