安徽某鐵精礦降鋅試驗(yàn)*

楊昌龍 王 帥 劉 軍 陳 洲

（1.安徽廬江龍橋礦業(yè)股份有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

鋼鐵行業(yè)作為國(guó)家工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，保證鋼鐵安全，提高鐵礦石采選冶技術(shù)，對(duì)保障我國(guó)工業(yè)健康發(fā)展具有重大意義［1-3］。在高爐冶煉過(guò)程中鐵精礦含有的鋅在燒結(jié)過(guò)程中約有10%被脫除，其余多以ZnO狀態(tài)存在，少量為亞鐵酸鹽化合物，隨燒結(jié)礦進(jìn)入高爐，因其熔點(diǎn)較高，在高爐內(nèi)很難直接被熔化，對(duì)高爐和后續(xù)冶煉產(chǎn)生一定的危害［4-7］。

安徽某鐵礦選礦廠原產(chǎn)出鐵精礦鋅含量0.12%，隨著該鐵礦西部礦石入選比例增加，鐵精礦中鋅含量增加至0.24%，鋅含量過(guò)高不僅嚴(yán)重影響了產(chǎn)品價(jià)值，同時(shí)也對(duì)后續(xù)冶煉過(guò)程造成了重大影響。為保障冶煉安全，提高企業(yè)效益，以該選廠高鋅鐵精礦為原料，開(kāi)展了降鋅試驗(yàn)研究。

1 礦樣性質(zhì)

礦樣化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，鋅、鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

由表1～表3 可知，礦樣全鐵品位65.06%，有害元素鋅含量0.24%；除鋅外主要雜質(zhì)為SiO2、MgO、Al2O3、CaO 和S，其含量分別為3.90%，2.00%，1.84%，0.913%，0.337%；樣品中鋅元素主要存在于硫化鋅中，含量0.16%，分布率66.66%，剩余鋅元素存在于氧化鋅和其他形態(tài)鋅中，分布率分別為4.17% 和29.17%；樣品中主要鐵礦物為磁鐵礦，鐵礦物分布率為97.25%，其余鐵礦物含量較少。

為進(jìn)一步了解樣品中主要含鋅礦物的嵌連形式，對(duì)礦樣進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究。顯微鏡下鑒定表明，高鋅鐵精礦樣品中鋅元素主要存在于閃鋅礦中，閃鋅礦主要與黃銅礦、黃鐵礦共生嵌布（圖1（a）和圖1（b）），其次與磁鐵礦共生嵌布（圖1（c）），大部分閃鋅礦與磁鐵礦已解離。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 浮選試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由礦石性質(zhì)可知，鋅主要賦存于閃鋅礦中，閃鋅礦大部分已單體解離；且礦樣-0.074 mm 含量75.48%，故不考慮再磨，對(duì)原礦樣直接進(jìn)行浮選，在確保全鐵回收率的前提下，盡可能降低鋅品位；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件，盡量簡(jiǎn)化流程，試驗(yàn)采用1 次粗選脫鋅。

試驗(yàn)在XFD型0.75 L掛槽式浮選機(jī)中進(jìn)行，浮選試驗(yàn)活化劑采用CuSO4，抑制劑為BK606 和BK608，捕收劑為丁基黃藥，起泡劑為2#油，2#油用量固定50 g/t；試驗(yàn)藥劑制度較為復(fù)雜，單因素條件試驗(yàn)難以確定最佳的藥劑制度［8-10］，為確定最佳藥劑制度，采用四因素三水平正交試驗(yàn)，鐵精礦脫鋅粗選四因素三水平正交試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。

2.2 正交試驗(yàn)

試驗(yàn)選取硫酸銅、BK606、BK608 和丁基黃藥為考察因素（依次為因素A、B、C、D），浮選時(shí)間統(tǒng)一為1 min，試驗(yàn)中每個(gè)因素均采用3個(gè)水平，各因素水平安排見(jiàn)表4，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。按正浮選計(jì)算E的公式為［11-12］

注：β（Zn）為鐵精礦鋅品位，ε（Zn）為鐵精礦鋅回收率，E為分選效率。

式中，E為分選效率，%；α為給礦鋅品位，%；γ為脫鋅泡沫產(chǎn)率，%；ε為脫鋅泡沫鋅回收率，%；β純?yōu)殇\精礦理論品位，閃鋅礦精礦β純?nèi)?7%。

將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差處理，結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6 可知，以鐵精礦中鋅品位低為依據(jù)，確定硫酸銅用量采用水平2，即200 g/t；BK606用量采用水平3，即150 g/t；BK608 用量采用水平3，即150g/t；丁基黃藥用量采用水平1，即50 g/t。

2.3 浮選時(shí)間試驗(yàn)

按正交試驗(yàn)確定的藥劑制度，進(jìn)行鐵精礦脫鋅粗選不同浮選時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3 可見(jiàn)，隨著浮選時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵精礦鋅品位和產(chǎn)率均隨之減低；當(dāng)浮選時(shí)間為4 min 時(shí)，鐵精礦鋅品位和產(chǎn)率分別為0.109%和95.28%；當(dāng)浮選時(shí)間增加到5 min，鐵精礦鋅品位為0.108%，較4 min 時(shí)無(wú)明顯變化，但鐵精礦產(chǎn)率由4 min時(shí)的95.28%降低到了94.78%，降幅較為明顯；由此可知，隨著浮選時(shí)間的繼續(xù)增加，降鋅效果已不再顯著，反而會(huì)大幅影響鐵精礦產(chǎn)率，因此最終確定浮選時(shí)間為4 min。

3 結(jié)論

（1）安徽某鐵精礦礦樣鐵品位65.06%，磁鐵礦中鐵占全鐵的97.25%，為主要回收對(duì)象；樣品鋅品位0.24%，閃鋅礦中鋅占總鋅的66.66%，為主要脫除對(duì)象；顯微鏡下觀察結(jié)果表明，閃鋅礦與磁鐵礦大部分已解離，利于浮選。

（2）由正交試驗(yàn)確定了較優(yōu)的藥劑制度，以鐵精礦中鋅品位低為依據(jù)，確定硫酸銅用量200 g/t、BK606 用量150 g/t、BK608 用量150 g/t、丁基黃藥用量50 g/t、2#油用量50 g/t。

（3）礦樣采用1 次粗選浮選工藝，較大的簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)難度，在浮選時(shí)間4 min 時(shí)，鐵精礦產(chǎn)率95.28%，鋅品位0.109%，降鋅率達(dá)54.58%，鐵精礦產(chǎn)品可以滿足后續(xù)冶煉要求，達(dá)到了鐵精礦降鋅的目標(biāo)。