試談硼鐵礦的浮選分離選礦技術(shù)

徐佩利

（遼寧東方測(cè)控集團(tuán)，遼寧 丹東 118000）

某硼鐵礦屬于新型接觸交代鎂質(zhì)矽卡巖多金屬礦床，其中包含的礦物元素種類較多，有鐵、硼、鎂和鈾等，并且儲(chǔ)量豐富。從當(dāng)前該礦區(qū)已探明開采礦物資源情況來看，鐵礦石的資源儲(chǔ)量在我國總鐵礦資源中占比較大，此外，B2O3資源的儲(chǔ)量也達(dá)到2 000萬t[1]。另外，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)開展中，鐵和硼的用途都十分廣泛，再加上我國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備有限，需求日益提升，上述擁有豐富金屬礦產(chǎn)資源的某硼鐵礦，具有很大的開采利用與研究?jī)r(jià)值。本文以該硼鐵礦為例，在對(duì)其礦區(qū)礦物組成與特征分析的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)分析，對(duì)浮選分離選礦技術(shù)在該硼鐵礦的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 硼鐵礦選礦技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著國內(nèi)硼鐵礦區(qū)的發(fā)現(xiàn)，硼鐵礦綜合利用與選礦技術(shù)的研究越來越多，并且取得了較為突出的進(jìn)展。結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)硼鐵礦選礦綜合利用技術(shù)來看，常見的技術(shù)方式主要包括濕法分離以及火法分離、磁選/浮選分離與各種技術(shù)手段綜合利用下的新工藝形式等。其中，濕法分離工藝是以酸堿鹽溶液進(jìn)行硼鐵礦溶解后，從浸出液中進(jìn)行硼酸提取，然后對(duì)浸渣進(jìn)行磁選獲取鐵精礦，實(shí)現(xiàn)硼鐵分離選取，該工藝在硼鐵礦選礦中已經(jīng)有較為廣泛的應(yīng)用和研究。而火法分離則是通過高溫條件進(jìn)行礦石金屬或金屬氧化物提取，由于工藝流程簡(jiǎn)單并且選礦分離的設(shè)備需求也比較簡(jiǎn)單，其在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)突出。此外，磁選/懸浮分離工藝也是硼鐵礦選礦中常見的一種工藝技術(shù)，需要注意的是，這種工藝方法進(jìn)行單一磁選的效果較差，選取的鐵精礦中硼含量較高，且鐵品位較低。

2 硼鐵礦的浮選分離選礦技術(shù)研究

上述硼鐵礦包含多種含量?jī)?chǔ)備較高、規(guī)模較大的礦物資源，其中以硼、鐵、鎂資源含量與儲(chǔ)備最為豐富，其中還包含較高TFe、B2O3、MgO等物質(zhì)，存在多元素共生特征[2]。礦區(qū)礦石中的有用礦物質(zhì)含量以及脈石礦物類型相對(duì)較多，粗略統(tǒng)計(jì)，該礦區(qū)的礦物類型在60種以上，其中，硼鎂石以及磁鐵礦是礦區(qū)含量較高、規(guī)模較大的有用礦物。此外，其中還包含蛇紋石、斜硅鎂石等多種脈石礦物，以及晶質(zhì)鈾礦等微量礦物，它們都是工業(yè)生產(chǎn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展所需的礦物。

2.1 硼鐵礦浮選分離選礦技術(shù)

根據(jù)該硼鐵礦的礦物組成，本文所提出的硼鐵礦浮選分離選礦技術(shù)，是以現(xiàn)有金屬礦產(chǎn)資源分離選取工藝聯(lián)合應(yīng)用為基礎(chǔ)的一種浮選分離選礦方法。其中，現(xiàn)有的金屬礦產(chǎn)分離選取工藝，主要是指以磁選-重選-分級(jí)實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)分離選別的方法，該方法的工藝流程如圖1所示。該工藝進(jìn)行礦產(chǎn)分離選別，是通過三段磨礦聯(lián)合三次弱磁選實(shí)現(xiàn)鐵、硼、鈾以及以蛇紋石為主的鎂精礦分離獲取，從而達(dá)到選礦目的。

圖1 現(xiàn)有金屬礦產(chǎn)的磁選-重選-分級(jí)選別工藝流程

根據(jù)該工藝的實(shí)際應(yīng)用與研究情況，一般情況下，應(yīng)用該工藝進(jìn)行選礦分離時(shí)，對(duì)于一段磨礦，其參數(shù)設(shè)置多以-200目60%～65%水平為主，二段磨礦參數(shù)設(shè)置以-200目達(dá)到95%水平為主，三段磨礦的參數(shù)則以-320目96%為主。此外，當(dāng)磨礦粒度為-200目95%時(shí)，鐵精礦的品位一般達(dá)到55.85%左右；磨礦粒度為-320目96%時(shí)，鐵精礦品位一般為60.4%；磨礦粒度為-400目98%時(shí)，鐵精礦品位達(dá)到63%的指數(shù)水平。磁選尾礦中，蛇紋石的選礦指標(biāo)一般為60%左右，而硼鎂石選礦指標(biāo)則在30%，不透明礦物分離選別指標(biāo)約為5%。

值得注意的是，開采礦石中，晶質(zhì)鈾礦與硼鎂石中所含礦產(chǎn)的比重分配差異較大，同時(shí)礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中包含的礦物含量差異較大。因此，在進(jìn)行這類礦石的分離選礦時(shí)，通過重選進(jìn)行鈾精礦分離回收后，針對(duì)尾礦再次重選。重選過程中可以根據(jù)硼鎂石的質(zhì)脆易碎特點(diǎn)，使用旋流器分離出硼精礦，完成選礦工作。

上述硼鐵礦中，礦物以磁鐵礦、硼鎂石、蛇紋石三種類型為主，并且達(dá)到某一礦區(qū)礦物總含量在94%的標(biāo)準(zhǔn)，由此可見，該礦區(qū)中硼鐵礦礦物資源的儲(chǔ)備以及含量之豐富[3]。需要注意的是，上述三類礦物總含量最為豐富的礦產(chǎn)資源，其在礦石結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出來的受浸染粒度都比較細(xì)，再加上硼鎂石以及蛇紋石本身容易發(fā)生泥化的特點(diǎn)，在進(jìn)行選礦分離過程中，其工藝技術(shù)要求十分嚴(yán)格。本文以懸浮分離選礦技術(shù)作為該硼鐵礦的礦產(chǎn)分離與選別使用技術(shù)。圖2即為本文采用的差步浮選技術(shù)的工藝流程。

圖2 差步浮選技術(shù)的工藝流程

2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析

根據(jù)上述的硼鐵礦浮選分離選礦技術(shù)及其工藝流程，筆者對(duì)該硼鐵礦礦石進(jìn)行取樣并對(duì)其中所含化學(xué)成分進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。

表1 某硼鐵礦礦石化學(xué)成分及含量結(jié)果

根據(jù)上述分析結(jié)果，以每噸使用1 kg的5%濃度六偏磷酸鈉和十二胺（其用量為變量，其用量與化學(xué)成分品位、礦產(chǎn)回收率關(guān)系如圖3所示）作為試劑，設(shè)置浮選溫度為25℃，進(jìn)行試驗(yàn)分析后顯示，十二胺用量應(yīng)為60 g/t。同理，以每噸使用60 g濃度為1%的十二胺，將六偏磷酸鈉用量設(shè)置為變量，即可通過試驗(yàn)得出本次試驗(yàn)中六偏磷酸鈉的使用量為3 kg/t。如圖4所示，即為六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)的結(jié)果。圖4中，1表示的是回收率，2為化學(xué)成分的品位變化。

圖3 十二胺用量與化學(xué)成分品位、礦產(chǎn)回收率關(guān)系

圖4 六偏磷酸鈉與化學(xué)成分品位、礦產(chǎn)回收率關(guān)系

在通過上述方式確定本次試驗(yàn)的試劑用量后，人們就可以按照硼鐵礦的浮選分離選礦工藝流程對(duì)上述礦石中所需礦產(chǎn)實(shí)現(xiàn)選取。通過試驗(yàn)分析，筆者得出以下結(jié)果：浮選分離選礦技術(shù)在硼鐵礦礦產(chǎn)分離選取應(yīng)用中，對(duì)鐵精礦、硼精礦指標(biāo)結(jié)果產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素是磨礦細(xì)度，在磨礦細(xì)度為-360目95%情況時(shí)，其鐵精礦指標(biāo)為58.5%；試驗(yàn)中十二胺與六偏磷酸鈉試劑用量分別為3 kg/t與60 g/t；以細(xì)磨-浮選-磁選為主的浮選分離選礦工藝，在上述試驗(yàn)條件下，根據(jù)工藝流程進(jìn)行試驗(yàn)論證，結(jié)果顯示鐵精礦品位為58.5%時(shí)，其礦產(chǎn)回收率達(dá)到84%，而B2O3品位在12%時(shí)，礦產(chǎn)回收率能夠達(dá)到72%。由此可見，細(xì)磨-浮選-磁選為主的浮選分離選礦工藝在硼鐵礦選礦應(yīng)用中具有可行性。

3 結(jié)語

總之，進(jìn)行硼鐵礦浮選分離選礦技術(shù)研究，有利于促進(jìn)其在硼鐵礦選礦中的推廣應(yīng)用，具有較為突出的價(jià)值和意義。

1 鄭 禹，王維清，從金瑤，等.新型捕收劑浮選輝長(zhǎng)巖型鈦鐵礦試驗(yàn)[J].鋼鐵釩鈦，2017，38（5）：9-14.

2 劉偉軍，王維清，閆 武，等.MOH浮選橄輝巖型釩鈦磁鐵礦中鈦鐵礦試驗(yàn)[J].鋼鐵釩鈦，2016，37（1）：1-6.

3 曹 釗，曹永丹，桂 富.硼鐵礦資源開發(fā)利用研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].礦產(chǎn)綜合利用，2013，（2）：17-20.