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CN109225653B - 一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法 - Google Patents

一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，属于矿物加工工程技术领域。将高磷赤褐铁矿石原料破碎、磨矿得到磨矿产；将得到的磨矿产品调浆，加入碳酸钠，然后加入硅酸钠、新型组合抑制剂、混合捕收剂MG，进行粗选，充气刮泡4～8min，得到粗选高磷泡沫和粗选后的底流；将得到的粗选后的底流加碳酸钠，然后加入硅酸钠、新型组合抑制剂、混合捕收剂MG，进行扫选，充气刮泡5～8min，得到扫选高磷泡沫和第一次扫选底流；将得到的第一次扫选底流加碳酸钠，然后加入硅酸钠、新型组合抑制剂、混合捕收剂MG，进行二次扫选，充气刮泡3～6min，得到二次扫选泡沫和槽内产品。本方法低成本且操作方便简便，实现含磷矿物有效的脱除。

Description

一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法
技术领域
本发明涉及一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，属于矿物加工工程技术领域。
背景技术
高磷赤褐铁矿石以沉积型铁矿石为主，铁矿石中磷主要以磷灰石或碳氟磷灰石形态与其它矿物致密共生。由于磷灰石嵌布粒度极细，且部分呈类质同象和极细的机械混入物的形式存在于载体矿物赤褐铁矿之中，这给选矿脱磷造成困难。高磷赤褐铁矿石除磷一直是选矿领域没有根本解决的热点问题。
沉积型赤褐铁矿矿石具有高磷﹑高硅﹑低硫﹑含铁贫的特点。矿石一般含铁为35～55wt%，含磷0.5～0.9wt%，部分含磷超过1.0wt%。磷是铁矿中最主要的有害杂质元素之一，高磷铁矿石若不经过脱磷而直接作为炼铁原料，生铁将因含磷高具有“冷脆性”，而不能作为合格的炼钢原料。由于磷组分的上述危害，因此在钢铁冶炼过程中应尽量降低冶炼原料中磷组分的含量。赤褐铁矿石经过选矿及还原焙烧作业后，得到的产品主要含金属铁﹑磁铁矿﹑富磷渣的烧结物料，其中的金属铁和磁铁矿可作为炼铁的原料。但一直来高磷赤褐铁矿石因没有合理可行的除磷技术而使这部分铁资源未能得到有效的开发利用。
公知的赤褐铁矿除磷技术，包括物理方法、化学方法、冶金法及微生物法。其中最常用的是物理方法。这往往需要细磨矿石至铁矿物充分解离后，然后采用磁选法或浮选法进行分选。磁选法脱磷普遍存在脱磷率低，铁回收率低等问题，对于细磨后的微细粒级分选物料，这一问题将尤为突出。浮选法脱磷通常在碱性条件下，以脂肪酸类捕收剂实现含磷矿物的脱除。为增强反浮选脱磷的选择性，通常在矿浆溶液中添加硅酸钠、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素等药剂做分散剂，添加淀粉作铁矿物的抑制剂。但传统的脂肪酸类捕收剂普遍存在溶解性差，选择性差等问题。此外，淀粉的使用量大，常温下淀粉在水中的溶解度不高。因此传统的物理选矿方法很难达到令人满意的效果。化学方法脱磷就是以硝酸，硫酸或盐酸对矿石进行酸浸，该方法脱磷率高，且对铁矿物解理度要求不高，但化学方法酸耗大，成本高，并使一些可溶性的铁矿物溶解，造成铁的损失。微生物法脱磷，主要通过微生物代谢产酸降低体系的pH值，使磷矿物溶解，同时代谢酸与Ca、Mg、Al等离子形成络合物，从而促进磷矿物的溶解。但由于一些技术经济的原因，其研究成果在工业生产中并不多见。
申请号为200610019950.4一种高磷鲕状赤铁矿脱磷提铁的生产方法，是对高磷鲕状赤铁矿进行直接还原得到金属铁与富磷渣，弱磁选后得到合格铁精矿，弱磁选指标的好坏取决于直接还原作业中铁与渣分离的程度，因而对入炉原料的性质有严格的限制，同时高温作业使得加工成本较高。
申请号为200810163393.2鲕状高磷赤铁矿的提铁降磷方法，申请号为200810058801.8一种高磷赤铁矿赤褐铁矿磁化焙烧—浸出降磷方法，即对高磷赤褐铁矿进行还原焙烧来改变铁的赋存状态，使铁矿物晶体一定程度的聚集长大，采用弱磁选预先脱磷提铁，再对磁选精矿进行酸浸降磷来获得合格铁精矿，该方法流程复杂，处理成本高，酸浸作业中酸耗大，磷脱除的同时金属损失也比较严重。
基于以上技术状况，目前高磷赤褐铁矿石的利用率极低，由于没有开发出理想的降磷方法而使得这部分资源不能有效的利用。近年来铁矿石市场价格呈攀升趋势，给我国钢铁企业带来严重的冲击，若能采用一种有效的选矿方法，能大幅度降低赤褐铁矿石中磷含量，从而获得低磷炼铁原料，这将产生良好的经济效益和环境效益。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法。本方法低成本且操作方便简便，实现含磷矿物有效的脱除。本发明通过以下技术方案来实现。
一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，其具体步骤如下：
步骤1、将高磷赤褐铁矿石原料破碎、磨矿至-74μm的矿料含量占75～95%得到磨矿产品，其中磨矿质量浓度为55wt%～65wt%；
步骤2、将步骤1得到的磨矿产品调浆至固体质量浓度为25～35wt%，加入碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8～10，搅拌4～8min，然后加入硅酸钠1000～1600g/t，搅拌4～8min，加入组合抑制剂100～300g/t，搅拌5～15min，加入混合捕收剂MG200～400g/t，搅拌5～15min后进行粗选，充气刮泡4～8min，得到粗选高磷泡沫和粗选后的底流；
步骤3、将步骤2得到的粗选后的底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8～10，搅拌3～6min，加入硅酸钠500～800g/t和组合抑制剂100～200g/t，搅拌5～15min，混合捕收剂MG100～200g/t，搅拌5～15min后进行扫选，充气刮泡5～8min，得到扫选高磷泡沫和第一次扫选底流；
步骤4、将步骤3得到的第一次扫选底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8～10，搅拌4～8min，加入硅酸钠200～400 g/t，搅拌4～8min，加入组合抑制剂50～100g/t，搅拌5～15min，混合捕收剂MG50～100g/t，搅拌5～15 min后进行二次扫选，充气刮泡3～6 min，得到二次扫选泡沫和槽内产品；将步骤2得到的粗选高磷泡沫、步骤3得到的扫选高磷泡沫和步骤4得到的二次扫选泡沫合并得到高磷泡沫，得到的槽内产品为最终铁矿物料；
上述步骤2、3、4中组合抑制剂为摩尔比3～5﹕1的木质素磺酸钠与3,4-二羟基苄胺组成的混合物；上述步骤2、3、4中混合捕收剂MG为摩尔比5﹕1的油酸酰胺和亚麻酸组成的混合物。
上述g/t指的是每吨高磷赤褐铁矿石原料加入试剂的克数。
本发明的有益效果是：
1、与传统的铁矿物抑制剂相比，组合抑制剂的用量少，而且溶解度良好，木质素磺酸钠与3,4-二羟基苄胺中含有氨基和多个羟基，可以有效的抑制氧化铁矿物。
2、混合捕收剂MG的溶解度和选择性较好，与单一的脂肪酸类捕收剂相比，添加少量的混合捕收剂MG可实现含量磷矿物的有效脱除，克服了浮选法脱磷中存在的铁损失率大、脱磷率低等问题。
3、本发明流程短，成本低，操作简单，具有较高的推广价值，对于其它难处理的高磷铁矿石资源的充分利用具有一定的指导意义。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，其具体步骤如下：
步骤1、将高磷赤褐铁矿石原料（原料来自云南某铁矿，该地区氧化矿含磷比较高，原矿主要化学元素分析及铁物相分析结果分别见表1和表2）破碎、磨矿至-74μm的矿料含量占75%得到磨矿产品，其中磨矿质量浓度为60wt%；
表1原矿主要化学元素分析及
元 素 TFe P S SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量/ % 34.75 0.65 0.16 29.93 8.43
表2原矿铁物相分析结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002
步骤2、将步骤1得到的磨矿产品调浆至固体质量浓度为25wt%，加入碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8，搅拌4min，然后加入硅酸钠1600g/t，搅拌6min，加入组合抑制剂200g/t，搅拌8min，加入混合捕收剂MG200g/t，搅拌8min后进行粗选，充气刮泡6min，得到粗选高磷泡沫和粗选后的底流；
步骤3、将步骤2得到的粗选后的底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8，搅拌3min，加入硅酸钠800g/t和组合抑制剂100g/t，搅拌6min，混合捕收剂MG100g/t，搅拌6min后进行扫选，充气刮泡5min，得到扫选高磷泡沫和第一次扫选底流；
步骤4、将步骤3得到的第一次扫选底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8，搅拌4min，加入硅酸钠400 g/t，搅拌4min，加入组合抑制剂50g/t，搅拌5min，混合捕收剂MG50g/t，搅拌5min后进行二次扫选，充气刮泡4min，得到二次扫选泡沫和槽内产品；将步骤2得到的粗选高磷泡沫、步骤3得到的扫选高磷泡沫和步骤4得到的二次扫选泡沫合并得到高磷泡沫，得到的槽内产品为最终铁矿物料；
上述步骤2、3、4中组合抑制剂为摩尔比3﹕1的木质素磺酸钠与3,4-二羟基苄胺组成的混合物；上述步骤2、3、4中混合捕收剂MG为摩尔比5﹕1的油酸酰胺和亚麻酸组成的混合物。
上述最终铁矿物料中铁品位为37.57wt%，含磷0.16wt%，铁回收率为76.85%，脱磷率为82.5%。
对比实施例1
采用常规的淀粉抑制剂和常规的油酸钠捕收剂替换本实施例1中的组合抑制剂和混合捕收剂MG；步骤2中常规的淀粉抑制剂加入量为600g/t，常规的油酸钠加入量为400g/t；步骤3中的常规的淀粉抑制剂加入量为300g/t，常规的油酸钠捕收剂加入量为200g/t；步骤4中的常规的淀粉抑制剂加入量为100g/t，常规的油酸钠捕收剂加入量为100g/t，其它参数不变。对比实施例1中得到最终铁矿物料中铁品位为38.17wt%，含磷0.25wt%，铁回收率为74.12%，脱磷率为74.05%。
从本实施例1和对比实施例1可以看出，本发明中组合抑制剂和混合捕收剂MG的用量少，本发明加入混合捕收剂MG可实现含量磷矿物的有效脱除，铁回收率和脱磷率都比对比实施例1高。本发明生产成本降低了12元/吨原矿。
实施例2
如图1所示，该高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，其具体步骤如下：
步骤1、将高磷赤褐铁矿石原料（原料原矿主要化学元素分析及铁物相分析结果分别见表3和表4）破碎、磨矿至-74μm的矿料含量占85%得到磨矿产品，其中磨矿质量浓度为65wt%；
表3原矿主要化学元素分析及
元 素 TFe P S SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量/% 44.28 0.85 0.077 22.54 5.73
表4原矿铁物相分析结果
相名 磁性铁 碳酸铁 硅酸盐 硫化物 赤褐铁矿物及其它 合计
铁含量 4.56 1.26 7.73 ＜0.5 30.23 44.28
占有率/% 10.30 2.85 17.46 ＜1.13 68.26 100
步骤2、将步骤1得到的磨矿产品调浆至固体质量浓度为30wt%，加入碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为10，搅拌6min，然后加入硅酸钠1400g/t，搅拌8min，加入组合抑制剂300g/t，搅拌15min，加入混合捕收剂MG300g/t，搅拌15min后进行粗选，充气刮泡8min，得到粗选高磷泡沫和粗选后的底流；
步骤3、将步骤2得到的粗选后的底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为9，搅拌4min，加入硅酸钠600g/t和组合抑制剂200g/t，搅拌15min，混合捕收剂MG150g/t，搅拌15min后进行扫选，充气刮泡8min，得到扫选高磷泡沫和第一次扫选底流；
步骤4、将步骤3得到的第一次扫选底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为9，搅拌6min，加入硅酸钠300g/t，搅拌8min，加入组合抑制剂100g/t，搅拌15min，混合捕收剂MG100g/t，搅拌15min后进行二次扫选，充气刮泡3min，得到二次扫选泡沫和槽内产品；将步骤2得到的粗选高磷泡沫、步骤3得到的扫选高磷泡沫和步骤4得到的二次扫选泡沫合并得到高磷泡沫，得到的槽内产品为最终铁矿物料；
上述步骤2、3、4中组合抑制剂为摩尔比5﹕1的木质素磺酸钠与3,4-二羟基苄胺组成的混合物；上述步骤2、3、4中混合捕收剂MG为摩尔比5﹕1的油酸酰胺和亚麻酸组成的混合物。
上述最终铁矿物料中铁品位为47.17wt%，含磷0.24wt%，铁回收率为78.75%，脱磷率为79.12%。
对比实施例2
采用常规的淀粉抑制剂和常规的氧化石蜡皂捕收剂替换本实施例2中的组合抑制剂和混合捕收剂MG；步骤2中常规的淀粉抑制剂加入量为800g/t，常规的氧化石蜡皂捕收剂加入量为800g/t；步骤3中的常规的淀粉抑制剂加入量为400g/t，常规的氧化石蜡皂捕收剂加入量为400g/t；步骤4中的常规的淀粉抑制剂加入量为200g/t，常规的氧化石蜡皂捕收剂加入量为200g/t，其它参数不变。对比实施例2中得到最终铁矿物料中铁品位为48.23wt%，含磷0.36wt%，铁回收率为75.18%，脱磷率为70.77%。
从本实施例2和对比实施例2可以看出，本发明中组合抑制剂和混合捕收剂MG的用量少，本发明加入混合捕收剂MG可实现含量磷矿物的有效脱除，铁回收率和脱磷率都比对比实施例2高。本发明生产成本降低了15元/吨原矿。
实施例3
如图1所示，该高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，其具体步骤如下：
步骤1、将高磷赤褐铁矿石原料（原料原矿主要化学元素分析及铁物相分析结果分别见表5和表6）破碎、磨矿至-74μm的矿料含量占95%得到磨矿产品，其中磨矿质量浓度为55wt%；
表5原矿主要化学元素分析及
元 素 TFe P S SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量/% 48.63 1.02 0.09 18.54 4.23
表6原矿铁物相分析结果
相名 磁性铁 碳酸铁 硅酸盐 硫化物 赤褐铁及其它 TFe
铁含量 4.12 1.08 5.42 ＜0.5 37.51 48.63
占有率/% 8.47 2.22 11.15 ＜1.03 77.13 100
步骤2、将步骤1得到的磨矿产品调浆至固体质量浓度为35wt%，加入碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为9，搅拌8min，然后加入硅酸钠1000g/t，搅拌4min，加入组合抑制剂100g/t，搅拌5min，加入混合捕收剂MG400g/t，搅拌5min后进行粗选，充气刮泡4min，得到粗选高磷泡沫和粗选后的底流；
步骤3、将步骤2得到的粗选后的底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为10，搅拌6min，加入硅酸钠500g/t和组合抑制剂150g/t，搅拌5min，混合捕收剂MG200g/t，搅拌5min后进行扫选，充气刮泡6min，得到扫选高磷泡沫和第一次扫选底流；
步骤4、将步骤3得到的第一次扫选底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为10，搅拌8min，加入硅酸钠200 g/t，搅拌6min，加入组合抑制剂80g/t，搅拌10min，混合捕收剂MG80g/t，搅拌10min后进行二次扫选，充气刮泡6min，得到二次扫选泡沫和槽内产品；将步骤2得到的粗选高磷泡沫、步骤3得到的扫选高磷泡沫和步骤4得到的二次扫选泡沫合并得到高磷泡沫，得到的槽内产品为最终铁矿物料；
上述步骤2、3、4中组合抑制剂为摩尔比4﹕1的木质素磺酸钠与3,4-二羟基苄胺组成的混合物；上述步骤2、3、4中混合捕收剂MG为摩尔比5﹕1的油酸酰胺和亚麻酸组成的混合物。
上述最终铁矿物料中铁品位为50.12wt%，含磷0.30wt%，铁回收率为80.45%，脱磷率为75.61%。
对比实施例3
采用常规的淀粉抑制剂和常规的塔尔油替换本实施例3中的组合抑制剂和混合捕收剂MG；步骤2中常规的淀粉抑制剂加入量为800g/t，常规的塔尔油捕收剂加入量为800g/t；步骤3中的常规的淀粉抑制剂加入量为400g/t，常规的塔尔油捕收剂加入量为400g/t；步骤4中的常规的淀粉抑制剂加入量为200g/t，常规的塔尔油捕收剂加入量为200g/t，其它参数不变。对比实施例3中得到最终铁矿物料中铁品位为49.52wt%，含磷0.40wt%，铁回收率为77.56%，脱磷率为70.13%。
从本实施例3和对比实施例3可以看出，本发明中组合抑制剂和混合捕收剂MG的用量少，本发明加入混合捕收剂MG可实现含量磷矿物的有效脱除，铁回收率和脱磷率都比对比实施例3高。本发明生产成本降低了13元/吨原矿。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种高磷赤褐铁矿石除磷的选矿方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、将高磷赤褐铁矿石原料破碎、磨矿至-74μm的矿料含量占75～95%得到磨矿产品，其中磨矿质量浓度为55wt%～65wt%；
步骤2、将步骤1得到的磨矿产品调浆至固体质量浓度为25～35wt%，加入碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8～10，搅拌4～8min，然后加入硅酸钠1000～1600g/t，搅拌4～8min，加入组合抑制剂100～300g/t，搅拌5～15min，加入混合捕收剂MG200～400g/t，搅拌5～15min后进行粗选，充气刮泡4～8min，得到粗选高磷泡沫和粗选后的底流；
步骤3、将步骤2得到的粗选后的底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8～10，搅拌3～6min，加入硅酸钠500～800g/t和组合抑制剂100～200g/t，搅拌5～15min，混合捕收剂MG100～200g/t，搅拌5～15min后进行扫选，充气刮泡5～8min，得到扫选高磷泡沫和第一次扫选底流；
步骤4、将步骤3得到的第一次扫选底流加碳酸钠控制矿浆溶液的pH值为8～10，搅拌4～8min，加入硅酸钠200～400 g/t，搅拌4～8min，加入组合抑制剂50～100g/t，搅拌5～15min，混合捕收剂MG50～100g/t，搅拌5～15 min后进行二次扫选，充气刮泡3～6 min，得到二次扫选泡沫和槽内产品；将步骤2得到的粗选高磷泡沫、步骤3得到的扫选高磷泡沫和步骤4得到的二次扫选泡沫合并得到高磷泡沫，得到的槽内产品为最终铁矿物料；
上述步骤2、3、4中组合抑制剂为摩尔比3～5﹕1的木质素磺酸钠与3,4-二羟基苄胺组成的混合物；上述步骤2、3、4中混合捕收剂MG为摩尔比5﹕1的油酸酰胺和亚麻酸组成的混合物。
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