技术领域
[0001] 本
发明涉及铁矿反浮选技术领域，尤其涉及一种能够在提高反浮选铁精矿收率的同时降低火碱用量的方法。
背景技术
[0002] 如图1所示，现有的铁矿反浮选工艺为:铁
矿石→粗破(一般用锷破或半自磨等
破碎设备)→筛分(
筛下物细粒进入磨矿单元1，筛余物粗粒反回粗破)→磨矿单元1(设球磨及旋流器，细粒度矿作为溢流进入
磁选前大井2，粗粒度矿作为底流重新流回球磨)→磁选前大井2(溢流进入
水处理单元11，底流进入强磁机3)→强磁机3(强磁精矿进入浮选前大井大井4，强磁
尾矿进入强磁尾矿大井5，强磁尾矿大井5底流打入尾矿库7，溢流进入水处理单元11)→浮选前大井4(底流进入反浮选单元6，溢流进入水处理单元11)→反浮选单元6(反浮选尾矿随
泡沫进入浮尾大井8，浮尾大井8的底流打入尾矿库7，溢流进入水处理单元11或反浮选环水系统，底流精矿进入精矿大井9，精矿大井9底流用
泵输送到精矿过滤单元10，溢流进入水处理单元11或反浮选环水系统)→精矿过滤单元10(精矿矿浆加
硫酸或助滤剂进入过滤机，滤渣即为精矿，进入储运或
烧结，滤液进入水处理单元11或反浮选环水系统)。
[0003] 在反浮选单元中，加入的药剂主要有：1)加NaOH，调矿浆的PH值在11～12.93之间，最好在11.5～11.8之间；2)加
淀粉，抑制铁矿上浮；3)加入
氧化
钙，活化
二氧化硅，使
二氧化硅表面与钙离子单键结合，钙离子一个键与二氧化硅结合，一个键与氢氧根结合；4)加入
脂肪酸类捕收剂(R一COOH)，二氧化硅表面结合的钙离子与脂肪酸的羧基反应，使二氧化硅表面形成疏水层，更易和汽泡结合，通过汽浮使二氧化硅随泡沫分离出来。
[0004] 现有铁矿反浮选系统中设有反浮选环水系统，环水的来源主要是水处理单元11的溢流，如图1所示，环水的组成有以下几种:1)主要来自水处理单元11；反浮选系统中各部分的溢流通过管道汇集到水处理单元11中，包括磁选前大井2溢流+强磁尾矿大井5溢流+浮选前大井4溢流+浮尾大井8溢流+精矿大井9溢流，以上各部分溢流最终进入水处理单元11；2)一部分来自补充新水；3)一部分来自尾矿库7回水。水处理单元11(澄清池或
沉淀池)上游的流槽或管道内加入净水剂，净水剂主要有聚铁、聚
铝、三氯化铁、二氯化铁、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、接枝淀粉等。
[0005] 现有铁矿反浮选工艺存在以下几点不足:
[0006] 1)目前国内贫铁矿矿石大部分结晶粒度细，矿物晶粒和脉石晶粒不易分开，要提高矿物的解离度就得把矿石磨细，如果
单体不解离，选矿就无法进行；但矿石磨的太细对选矿作业也非常不利，第一，磨后有用矿物颗粒太小，
沉降速度慢，容易随大井溢流流走，造成金属流失，收率下降。第二，磨的过细，矿石的比表面就会过大，就会过多地消耗反浮选药剂，使反浮选药剂的成本增加。
[0007] 2)水处理过程中，单纯加入净水剂，其中的无机药剂为酸性药剂，中和了
水体中的碱，使水体pH值下降，增加了反浮选所消耗的火碱，造成碱单耗成本升高；
[0008] 3)精矿过滤单元10单纯添加硫酸或助滤剂，其过滤效果不够理想，不能达到最佳状态；同时中和了矿浆中的碱，使滤液的pH值下降，从而使反浮选时的用碱量增加。另外，现有反浮选工艺中，精矿浆离开反浮选单元6到达精矿过滤单元10的流程很长，造成精矿矿浆在动态下存在时间过长，由于精矿矿浆是碱性，且里面含有残存的二氧化硅，二氧化硅和氢氧化钠反应生成
硅酸钠，硅酸钠会严重影响精矿过滤系统的过滤效果，其反应式为:2NaOH+SiO2→Na2SiO2+H2O。
[0009] 4)现有大部分反浮选工艺中，进入环水系统中的水包括1)补充新水；2)雨水、
雪水；排出环水系统的水有1)
蒸发水；2)渗入地下的水；3)精矿粉内所含的水份；进入环水系统中的钠离子、硫酸根离子、氯离子是不能通过蒸发水排出系统的，只能通过地下渗水和精矿粉里所含的水份离开系统；而这两部分的排出量很小，所以在环水系统中容易造成各种离子的富集，当富集到一定程度时就会影响选矿，而且一但出现这种情况解决起来非常困难。
发明内容
[0010] 本发明提供了一种提高反浮选铁精矿的收率同时降低火碱用量的方法，通过在磨矿过程中加入矿物晶粒单体解离剂，能够在不增加磨矿细度的情况下提高矿物晶粒的单体解离率，从而提高铁精矿收率；通过定点加入氧化钙，消除
碳酸化作用，提高环水的pH值，从而节省火碱用量；通过定点加入去除硅酸盐的药剂，去除影响精矿过滤效果的
水溶性硅酸钠，提高精矿过滤效率。
[0011] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
[0012] 一种提高反浮选铁精矿的收率同时降低火碱用量的方法，包括:
[0013] 1)反浮选铁精矿时，在矿石
粉碎、磨矿过程中加入矿物晶粒单体解离剂，提高磨机的粉碎效率及矿物的解离率；所述矿物晶粒单体解离剂至少包括以下三类药剂中的一种：
[0014] 调节pH值类药剂，包括氢氧化钠、氢氧化
钾、三
乙醇胺、
季铵碱中的一种或一种以上任意混合，用于使磨矿用水的pH值＞10，其添加量根据磨矿用水的具体情况确定；
[0015] 矿物晶粒分离类药剂，包括氟化钠、氟化钾及其它含氟化合物中的一种或一种以上任意混合；用于使脉石晶粒的表面发生
腐蚀，从而减小脉石晶粒和矿物晶粒之间的结合
力；其添加量按重量百分比为粉碎矿石用水的0～0.5％；
[0016] 渗透及润滑类药剂；包括阴离子
表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂中的一种或一种以上任意混合；用于加快碱性阳离子和氟离子到矿物晶粒与脉石晶粒之间结合面的速度，腐蚀脉石晶粒的表面，使矿物晶粒与脉石晶粒之间的结合力降低，同时使矿物晶粒与脉石晶粒之间的结合面在外力的作用下容易裂开；其添加量按重量百分比为粉碎矿石用水的0～0.5％；
[0017] 2)在强磁尾矿大井、浮尾大井、水处理单元上游的流槽或管道内添加氧化钙，用于消除碳酸化作用，提高环水的pH值，从而节省火碱用量；其添加量根据矿浆的具体情况确定，目标是使矿浆中的碳酸根含量接近零；
[0018] 3)在精矿过滤单元中及/或反浮选单元与精矿过滤单元之间的任意点位添加去除硅酸盐的药剂，包括含钙、镁离子的化合物、氧化物或氢氧化物，用于去除影响精矿过滤效果的水溶性硅酸钠，形成硅酸钙、硅酸镁沉淀，其添加量根据矿浆的具体情况确定，目标是使矿浆中的硅酸盐含量接近零。
[0019] 所述阴离子表面活性剂为脂肪酸或其盐类快速渗透剂T或烷基酚磺酸钠；所述非离子表面活性剂为OP系列、NP系列或JFC系列非离子表面活性剂；所述阳离子表面活性剂为季铵盐表面活性剂；所述两性表面活性剂为磺基甜菜碱。
[0020] 所述去除硅酸盐的药剂为下述两类药剂中的一类或两类任意混合；第一类药剂为氧化钙、氢氧化钙、
氯化钙、硫酸钙、亚硫酸钙中的一种或一种以上任意混合；第二类药剂为氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、
硫酸镁、亚硫酸镁中的一种或一种以上任意混合。
[0021] 对于由依次连接的精矿矿浆流槽、精矿浓缩大井、精矿浓浆泵、精矿浓浆过滤机分矿箱和
真空过滤机组成的精矿过滤单元，去除硅酸盐的药剂设1个或多个加药点，加药点包括下列a-d点位中的至少1个点位：a.精矿浓缩大井与精矿浓浆泵之间的矿浆输送管道上、b.精矿浓浆泵与精矿浓浆过滤机分矿箱之间的矿浆输送管道上、c.精矿浓浆过滤机分矿箱、d.精矿浓浆过滤分矿箱与真空过滤机之间的矿浆输送管道上；去除硅酸盐的药剂加药点的下游可选择地设有设助滤剂加药点。
[0022] 对于由依次连接的精矿矿浆流槽、精矿浓缩大井、精矿浓浆泵A、精矿浓浆搅拌桶分矿箱、精矿浓浆搅拌桶、精矿浓浆泵B、精矿浓浆过滤机分矿箱和真空过滤机组成的精矿过滤单元，去除硅酸盐的药剂设1个或多个加药点，加药点包括下列a-d点位中的至少1个点位:a.精矿浓浆搅拌桶与精矿浓浆泵B之间的矿浆输送管道上、b.精矿浓浆泵B与精矿浓浆过滤机分矿箱之间的矿浆输送管道上、c.精矿浓浆过滤机分矿箱、d.精矿浓浆过滤分矿箱与真空过滤机之间的矿浆输送管道上；去除硅酸盐的药剂加药点的下游可选择地设有设助滤剂加药点。
[0023] 对于由依次连接的精矿矿浆流槽、精矿浓缩大井、精矿浓浆泵A、精矿浓浆搅拌桶分矿箱、精矿浓浆搅拌桶、精矿浓浆泵B和板框
压滤机组成的精矿过滤单元，去除硅酸盐的药剂设1个或多个加药点，加药点包括下列a-b点位中的至少1个点位：a.精矿浓浆搅拌桶与精矿浓浆泵B之间的矿浆输送管道上、b.精矿浓浆泵B与板框压滤机之间的矿浆输送管道上，去除硅酸盐的药剂加药点的下游可选择地设有助滤剂加药点。
[0024] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0025] 1)通过在磨矿过程中加入矿物晶粒单体解离剂，能够在不增加磨矿细度的情况下提高矿物晶粒的单体解离率，从而提高铁精的矿收率；
[0026] 2)通过定点加入氧化钙，消除碳酸化作用，提高环水的pH值，从而节省火碱用量；
[0027] 3)通过定点加入去除硅酸盐的药剂，去除影响精矿过滤效果的水溶性硅酸钠，提高精矿过滤效率；
[0028] 4)通过添加氧化钙，以及用助滤剂代替硫酸，均有助于减少矿浆中的钠离子、硫酸根离子和氯离子，有效防止反浮选环水系统出现整体水质恶化而影响选矿的正常进行。
附图说明
[0029] 图1是本发明所述铁矿反浮选工艺的
流程图。
[0030] 图2是本发明所述精矿过滤单元的结构示意图一。
[0031] 图3是本发明所述精矿过滤单元的结构示意图二。
[0032] 图4是本发明所述精矿过滤单元的结构示意图三。
[0033] 图中：1.磨矿单元 2.磁选前大井 3.强磁机 4.浮选前大井 5.强磁尾矿大井 6.反浮选单元 7.尾矿库 8.浮尾大井 9.精矿大井 10.精矿过滤单元 11.水处理单元 12.精矿矿浆流槽 13.精矿浓缩大井 14.精矿浓浆泵 15.精矿浓浆过滤机分矿箱
16.真空过滤机 17.精矿浓浆泵A 18.精矿浓浆搅拌桶分矿箱 19.精矿浓浆搅拌桶
20.精矿浓浆泵B 21.板框压滤机
具体实施方式
[0034] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
[0035] 本发明所述一种提高反浮选铁精矿的收率同时降低火碱用量的方法，包括:
[0036] 1)反浮选铁精矿时，在矿石粉碎、磨矿过程中加入矿物晶粒单体解离剂，提高磨机的粉碎效率及矿物的解离率；所述矿物晶粒单体解离剂至少包括以下三类药剂中的一种：
[0037] 调节pH值类药剂，包括氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、季铵碱中的一种或一种以上任意混合，用于使磨矿用水的pH值＞10，其添加量根据磨矿用水的具体情况确定；
[0038] 矿物晶粒分离类药剂，包括氟化钠、氟化钾及其它含氟化合物中的一种或一种以上任意混合；用于使脉石晶粒的表面发生腐蚀，从而减小脉石晶粒和矿物晶粒之间的结合力；其添加量按重量百分比为粉碎矿石用水的0～0.5％；
[0039] 渗透及润滑类药剂；包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂中的一种或一种以上任意混合；用于加快碱性阳离子和氟离子到矿物晶粒与脉石晶粒之间结合面的速度，腐蚀脉石晶粒的表面，使矿物晶粒与脉石晶粒之间的结合力降低，同时使矿物晶粒与脉石晶粒之间的结合面在外力的作用下容易裂开；其添加量按重量百分比为粉碎矿石用水的0～0.5％；
[0040] 2)如图1所示，在强磁尾矿大井5、浮尾大井8、水处理单元11上游的流槽或管道内添加氧化钙，用于消除碳酸化作用，提高环水的pH值，从而节省火碱用量；其添加量根据矿浆的具体情况确定，目标是使矿浆中的碳酸根含量接近零；
[0041] 3)在精矿过滤单元10中及/或反浮选单元6与精矿过滤单元10之间的任意点位添加去除硅酸盐的药剂，包括含钙、镁离子的化合物、氧化物或氢氧化物，用于去除影响精矿过滤效果的水溶性硅酸钠，形成硅酸钙、硅酸镁沉淀，其添加量根据矿浆的具体情况确定，目标是使矿浆中的硅酸盐含量接近零。
[0042] 所述阴离子表面活性剂为脂肪酸或其盐类快速渗透剂T或烷基酚磺酸钠；所述非离子表面活性剂为OP系列、NP系列或JFC系列非离子表面活性剂；所述阳离子表面活性剂为季铵盐表面活性剂；所述两性表面活性剂为磺基甜菜碱。
[0043] 所述去除硅酸盐的药剂为下述两类药剂中的一类或两类任意混合；第一类药剂为氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、硫酸钙、亚硫酸钙中的一种或一种以上任意混合；第二类药剂为氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸镁、亚硫酸镁中的一种或一种以上任意混合。
[0044] 如图2所示，对于由依次连接的精矿矿浆流槽12、精矿浓缩大井13、精矿浓浆泵14、精矿浓浆过滤机分矿箱15和真空过滤机16组成的精矿过滤单元，去除硅酸盐的药剂设1个或多个加药点，加药点包括下列a-d点位中的至少1个点位：a.精矿浓缩大井13与精矿浓浆泵14之间的矿浆输送管道上、b.精矿浓浆泵14与精矿浓浆过滤机分矿箱15之间的矿浆输送管道上、c.精矿浓浆过滤机分矿箱15、d.精矿浓浆过滤分矿箱15与真空过滤机16之间的矿浆输送管道上；去除硅酸盐的药剂加药点的下游可选择地设有设助滤剂加药点。
[0045] 如图3所示，对于由依次连接的精矿矿浆流槽12、精矿浓缩大井13、精矿浓浆泵A 17、精矿浓浆搅拌桶分矿箱18、精矿浓浆搅拌桶19、精矿浓浆泵B 20、精矿浓浆过滤机分矿箱15和真空过滤机16组成的精矿过滤单元，去除硅酸盐的药剂设1个或多个加药点，加药点包括下列a-d点位中的至少1个点位:a.精矿浓浆搅拌桶19与精矿浓浆泵B 20之间的矿浆输送管道上、b.精矿浓浆泵B 20与精矿浓浆过滤机分矿箱15之间的矿浆输送管道上、c.精矿浓浆过滤机分矿箱15、d.精矿浓浆过滤分矿箱15与真空过滤机16之间的矿浆输送管道上；
去除硅酸盐的药剂加药点的下游可选择地设有设助滤剂加药点。
[0046] 如图4所示，对于由依次连接的精矿矿浆流槽12、精矿浓缩大井13、精矿浓浆泵A 17、精矿浓浆搅拌桶分矿箱18、精矿浓浆搅拌桶19、精矿浓浆泵B 20和板框压滤机21组成的精矿过滤单元，去除硅酸盐的药剂设1个或多个加药点，加药点包括下列a-b点位中的至少1个点位：a.精矿浓浆搅拌桶19与精矿浓浆泵B 20之间的矿浆输送管道上、b.精矿浓浆泵B
20与板框压滤机21之间的矿浆输送管道上，去除硅酸盐的药剂加药点的下游可选择地设有助滤剂加药点。
[0047] 本发明中，所述调节pH值类药剂中，综合成本、效果等因素，优选氢氧化钠。采用含氟化合物作为矿物晶粒分离类药剂，是因为矿物中脉石的成份主要是二氧化硅，强碱和含氟化合物中的氟都能和二氧化硅反应，使脉石晶粒的表面发生腐蚀，从而使脉石晶粒和矿物晶粒之间的结合力减小；综合成本、效果等因素，优选氟化钠。渗透及润滑类药剂能加快碱性阳离子和氟离子到矿物晶粒与脉石晶粒之间结合面的速度，腐蚀脉石晶粒的表面，使矿物晶粒与脉石晶粒之间的结合力降低，同时此类物质又具有润滑性，矿物晶粒与脉石晶粒之间的结合面在外力的作用下容易裂开，从而提高
球磨机的粉碎效率和矿物的解离率；综合成本、效果、环保及对选矿的影响等因素，优选JFC-4系列非离子表面活性剂。
[0048] 传统反浮选工艺流程中，刚开始就加入了氢氧化钠，使矿浆的pH值达到11.5～11.8，但在
水循环过程中pH值降低，其原因主要有:
[0049] 1)在水处理过程中加入了酸性水处理剂，中和了其中的碱，使pH值下降；
[0050] 2)精矿过滤时，加入的硫酸(或其它酸类)或助滤剂均有降pH值的作用，但助滤剂的酸度只是硫酸1/4，用量是硫酸的1/3，所以要节省火碱的用量，就要用助滤剂代替硫酸。
[0051] 3)碳酸化作用；氢氧化钠在整个反浮选水循环中吸收空气中的二氧化碳形成碳酸钠，碳酸钠再吸收二氧化碳形成
碳酸氢钠，在总碱度相同的情况下，氢氧化钠的pH值和碳酸氢钠的pH值相差很大，如1％氢氧化钠水溶液的pH值为13.4，1％碳酸氢钠的pH值为8.4；本发明为了消除碳酸化作用，提高环水的pH值，在环水运行过程中加入氧化钙，其反应式为:Na2CO3+CaO+H2O→CaCO3↓+2NaOH，NaHCO3+CaO→CaCO3↓+NaOH。
[0052] 为了消除硅酸钠对精矿过滤单元过滤效果的影响，本发明在精矿过滤单元10中及/或反浮选单元6与精矿过滤单元10之间的任意点位添加去除硅酸盐的药剂，以除掉影响过滤效果水溶性硅酸钠，形成硅酸钙、硅酸镁沉淀；其中优选氧化镁或氢氧化镁，因为这两种物质不但能提高过滤效率，还能增加滤液的pH值。其反应式为:Na2SiO3+MgO+H2O→MgSiO3↓+2NaOH。
[0053]
申请号为201621281094.5的中国
专利公开了“一种精矿矿浆高效过滤方法”，其在精矿矿浆过滤系统(即本发明所述精矿过滤单元10)中设了多个助滤剂加药点，本发明所述去除硅酸盐的药剂的加药点位于其所述助滤剂加药点的上游，还可以在精矿过滤单元10及反浮选单元6与精矿过滤单元10之间的任意点位设置去除硅酸盐的药剂的加药点，加药控制系统可参照“一种精矿矿浆高效过滤方法”中助滤剂加药的控制系统。
[0054] 以下
实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
[0055] 【实施例】
[0056] 1)本实施例中，在某个反浮选系统的精矿过滤单元中添加了去除硅酸盐的药剂，进行工业验证，该精矿过滤单元采用的是美卓矿机制造的压滤机，该压滤机一般情况下运行1500个循环后需要更换
滤布，且随着循环次数的增加，过滤效率降低(过滤效率用注矿时间进行检验，注矿时间越长，矿浆的过滤效率越低)。
[0057] 本实施例中，在2017年12月26日时，压滤机新换滤布后运行至234个循环，注矿时间已达264～312秒；在12月27日加入去除硅酸盐的药剂，至2018年1月2日时，压滤机运行至971个循环，注矿时间为184～206秒，过滤效果明显好转。
[0058] 2)本实施例中，对本发明所述的在磨矿过程中加入矿物晶粒单体解离剂以提高矿物解离率进行试验验证，具体步骤如下：
[0059] 用2台同样的小球磨机(包括内置
钢球、
衬板)、2台同样的小
磁选机、2台同样的小浮选机分别组成A、B 2套包括磨矿→磁选→浮选的小型选矿系统。2套小型选系统所用矿石相同，加矿量相同，磨矿时间相同，浮选的药剂制度也相同，其中A系统的磨矿用水为清水，B系统的磨矿用水添加0.01％的氢氧化钠，使PH值达到11.4，同时添加0.003％的氟化钠，添加0.001％的JFC-4，共做7次试验，其结果如下表所示(7次含铁量平均值):
[0060]
[0061] 从上表可以看出，使用矿物晶粒解离剂后，选矿效率明显提高。
[0062] 3)本实施例中，对本发明所述的添加氧化钙，以提高环水的pH值节省火碱用量进行试验验证，具体步骤如下：
[0063] 实施例1：取现场浮尾大井的来水(pH值为10.7)，加入100ppm的氧化钙，搅拌1分钟，再加入3ppm的PAM，搅拌1分钟，静置5分钟，澄清层占总量的71％，ss为125毫克/升，pH值为11.8。
[0064] 对比例1：取现场浮尾大井的来水(pH值为10.7)，加入3ppm的PAM，搅拌1分钟，静置5分钟，澄清层占总量的73％，ss为1453毫克/升，pH值为10.7。
[0065] 实施例2：取现场强磁前大井的来水(pH值为9.l)，加入50ppm的氧化钙，再加入3ppm的PAM，搅拌1分钟，静置5分钟，澄清层占总量的78％，ss为112毫克/升，其pH值为11.1。
[0066] 对比例2：取现场强磁前大井的来水(pH值为9.l)，加入3ppm的PAM，搅拌1分钟，静置5分钟，澄清层占总量的84％，ss为753毫克/升，pH值为9.1。
[0067] 实施例3:取水处理单元上游的混合入水(pH值为9.0)，加入50ppm的氧化钙，再加入3ppm的PAM，搅拌1分钟，静置5分钟，澄清层占总量的83％，ss为101毫克/升，其pH值为11.1。
[0068] 对比例3：取水处理单元上游的混合入水(pH值为9.0)，加入3ppm的PAM，搅拌1分钟，静置5分钟，澄清层占总量的80％，ss为347毫克/升，pH值为9.1。
[0069] 从上述试验可以看出，加入氧化钙后不但可以增加pH值，还可以增强水处理效果。
[0070] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
