胡生操 ,王晨晨 ,付金濤 ,黃朝德
(1.西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山分公司,青海 海西 816203;2.大冶有色設計研究院有限公司,湖北 黃石 435005)
菱鎂礦是我國金屬鎂的主要來源,因其具有質(zhì)輕、耐腐蝕、減震耐沖壓等特點,被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中[1-2]。我國天然菱鎂礦資源十分豐富,但貧化嚴重,可直接滿足生產(chǎn)需要的較少[3]。因低品級菱鎂礦價值較低,應用范圍有限,導致大量的低品級菱鎂礦無法得到充分利用,造成較大的資源浪費[4]。因此,為了更好的利用低品級磷鎂礦,將低品位菱鎂礦變成優(yōu)質(zhì)的高品級礦[5-6],是解決菱鎂礦資源利用率低和高品級菱鎂礦短缺問題的有效方法。
實驗原料來自新疆某菱鎂礦,針對該菱鎂礦進行多元素分析,分析結(jié)果見表1。
表1 原礦多元素化學分析結(jié)果/%Table 1 Results of Multi-element chemical analysis
由表1 結(jié)果可知,礦石的主要成分是MgO,雜質(zhì)主要為SiO2和CaO。XRD 衍射顯示,菱鎂礦中MgO 主要以碳酸鎂的形式存在,雜質(zhì)礦物以方解石、白云石、石英等,對比菱鎂礦品級技術指標,該菱鎂礦中MgO 的品位為工業(yè)四極品要求[7],但SiO2含量高于四級品。
該菱鎂礦因地域原因,礦石部分泥化,而細泥較多不利于菱鎂礦的浮選。本實驗擬先將礦樣進行預先脫泥,脫去部分細泥后進行反—正浮選,降低菱鎂礦中SiO2和CaO 等雜質(zhì)的含量,同時提高菱鎂礦的品位,從而提高磷鎂礦的品級。
預先脫泥處理能有效降低菱鎂礦中細泥含量,改善浮選環(huán)境,降低浮選藥劑用量,提高菱鎂礦的回收率。相較于其他重選設備,搖床具有應用廣泛,效率高等特點,故在該實驗中,采用搖床進行該礦樣預先脫泥實驗,其實驗流程圖見圖1,實驗結(jié)果見表2。
圖1 菱鎂礦脫泥實驗流程Fig.1 Flow of magnesite desliming test
表2 菱鎂礦脫泥實驗結(jié)果Table 2 Results of desliming of magnesite test
礦石經(jīng)搖床分選后,細礦泥中-37 μm 96.12%,對該部分細礦泥進行提前拋尾,以提高浮選實驗效果。礦石經(jīng)分選后,粗砂中MgO 品位由41.20%提高到了42.26%,回收率為94.33%。礦樣經(jīng)脫泥處理后,礦樣中細粒級含量明顯降低,為改善后續(xù)反-正浮選試驗提供有利條件。
反浮選是脫除菱鎂礦中含硅雜質(zhì)較為有效的方法,為降低礦樣中石英、硅酸鹽等脈石,進行了反浮選脫硅實驗。針對該礦樣進行磨礦細度、浮選礦漿pH 值、水玻璃等系列條件實驗后,確定了其較佳磨礦細度為-74 μm 79.8%,礦漿pH=6、水玻璃用量為500 g/t,在該浮選條件下,以十八胺為反浮選捕收劑,進行捕收劑用量實驗,實驗流程見圖2,實驗結(jié)果見圖3。
圖2 反浮選捕收劑用量實驗流程Fig.2 Process of Reverse flotation collector dosage test
圖3 反浮選捕收劑十八胺用量實驗結(jié)果Fig.3 Tesresults of the dosage of reverse flotation collector octadecylamine
由圖3 可知,隨著十八胺用量逐漸增加,浮選槽內(nèi)礦化氣泡量增加明顯,反浮選效果逐漸增強,礦漿內(nèi)脈石礦物被浮出同時,部分菱鎂礦也被浮出,故精礦品位逐漸提高的同時,其回收率逐漸降低;當捕收劑從100 g/t 增加到300 g/t 時,精礦品位增幅較大,捕收劑用量繼續(xù)增加時,因部分菱鎂礦隨脈石礦物一同被浮出,其品位增幅不大,且回收率逐漸下降。故綜合考慮,確定最佳捕收劑用量為300 g/t。
反浮選可脫除大部分含硅脈石礦物,但對含鈣脈石礦物的脫除效果不佳。為了進一步降低粗精礦中的鈣雜質(zhì)的含量,針對該礦進行正浮選脫鈣實驗。
在進行浮選礦漿pH、抑制劑、起泡劑等條件浮選實驗后,確定最佳浮選條件為礦漿pH=9、六偏磷酸鈉用量為150 g/t、2#油100 g/t。在該條件下,以新型捕收劑YSM-091 進行捕收劑用量實驗,實驗流程見圖4,實驗結(jié)果見圖5。
圖4 正浮選捕收劑用量實驗流程Fig.4 Process of direct flotation collector dosage test
圖5 正浮選捕收劑用量實驗結(jié)果Fig.5 Test results of direct flotation collector dosage test
圖5 顯示,隨著捕收劑YSM-091 用量的增加,浮選泡沫層變厚,泡沫增多,菱鎂礦回收率逐漸增加,同時部分脈石礦物附著在礦化氣泡上,與菱鎂礦一同浮出,因此菱鎂礦品位逐漸降低。綜合考慮,當捕收劑用量為1500 g/t 時,精礦品位為46.31%,作業(yè)回收率為91.23%,此時浮選效果最佳,故確定最佳捕收劑用量為1500 g/t。
在上述條件實驗的基礎上,進行開路實驗,其具體實驗流程見圖6,實驗結(jié)果見表3。
圖6 開路實驗流程Fig.6 Test procedure of open circuit
由表3 可知,開路實驗可得到精礦品位為46.29%,但中礦品位較高,分別達到了42.15%、35.30%,為進一步提高浮選作業(yè)回收率,在閉路實驗中,應增加掃選作業(yè),提高該菱鎂礦的回收率。
表3 開路實驗結(jié)果Table 3 Results of Closed circuit test
由開路實驗結(jié)果可知,開路實驗的中礦品位較高,為進一步提高菱鎂礦的提回收率,降低尾礦品位,提高鎂資源的利用率,在開路實驗的基礎上,增加一精一掃,進行閉路實驗,其具體實驗流程見圖7,實驗結(jié)果見表4。
表4 閉路實驗結(jié)果Table 4 Results of Closed circuit test
圖7 閉路實驗流程Fig.7 Test procedure of closed circuit
對上表實驗結(jié)果分析可知,采用先脫泥后反-正浮選的實驗流程,其最終精礦中,MgO 品位達到了46.12%,綜合回收率為77.83%。其中精礦中SiO2的品位為0.92%,其去除率為84.59%,CaO的品位為0.81%,CaO 的去除率達到了87.29%。
菱鎂礦中的主要成分為MgCO3,該閉路實驗中,最終產(chǎn)品MgO 的品位達到了46.12%;將該浮選精礦產(chǎn)品與工業(yè)菱鎂礦品級進行對比分析可知,浮選精礦中MgO 品位為46.12%,SiO2的品位為0.92%,CaO 的品位為0.81%,達到了菱鎂礦一級品的要求。
(1)該礦石的主要成分為MgO,原礦中MgO 的品位為41.20%,脈石礦物主要為4.15%的SiO2和4.43%的CaO,工業(yè)品級為四級品。
(2)在磨礦細度-74 μm 79.8%,礦漿pH=6、水玻璃用量為500 g/t,十八胺300 g/t 的條件下反浮選,可得到精礦品位44.21%,作業(yè)回收率為91.17%的粗精礦。
(3)在礦漿pH=9、抑制劑150 g/t、2#油100 g/t,捕收劑YSM-091 為1500 g/t 的條件下進行粗精礦正浮選脫鈣,可得到精礦品位46.31%,作業(yè)回收率91.23%的鎂精礦。
(4)在最佳條件下,進行閉路實驗,最重可得到品位為46.12%的精礦產(chǎn)品,綜合回收率為77.83%,其主要雜質(zhì)SiO2、CaO 的含量分別為0.92%、0.81%,對比菱鎂礦品級技術指標,該精礦產(chǎn)品達到了工業(yè)一級品的要求。