菱镁矿是我国的优势矿产资源之一，其储量、产量和出口量均居世界首位。目前，我国已探明储量35.64亿吨，约占世界已探明储量的28.7%，主要分布在辽宁省和山东省[1-2]。菱镁矿是生产镁质材料的重要原料，主要用于镁质耐火材料原料和制品；其次用于煅烧镁作胶凝材料。菱镁矿广泛应用于军事工业、国防技术等众多行业。但是，由于一些开采者缺乏科学依据，采富弃贫、乱采滥掘现象严重，导致相当一部分优质菱镁矿山遭到严重破坏[3]。镁资源是不可再生资源，失去镁资源也就失去了生存和发展的基础。
本文针对低品级菱镁矿选矿存在的实际问题，通过对矿石进行矿石性质、磨矿细度、药剂条件、工艺流程等试验研究，确定了最佳选矿工艺流程，获得了达到冶金工业要求的菱镁矿精矿产品。
1矿石性质1.1化学多元素分析
矿石经破碎、混匀、缩分后取样，进行了多元素分析，结果见表1。
表1 矿石化学多元素分析结果
|
组分 |
mgo |
sio2 |
cao |
fe2o3 |
|
含量(wt%) |
43.21 |
2.20 |
1.18 |
2.43 |
由表1中的结果可知，该矿石可利用的组分为mgo，其含量为43.21%， sio2、cao、fe2o3含量较高，故该矿石要得到合理利用，必须要进行脱硅、脱钙和除铁的选矿试验研究。[1]
1.2 x射线衍射分析
对矿石进行了x射线衍射分析（xrd），结果见图1。
由xrd分析结果可知，该矿石的主要有用矿物为菱镁矿，脉石矿物主要是石英、铁橄榄石、白云石和方解石等。
图1 原矿xrd分析结
2 试验结果与分析根据矿石性质，初步设计先反浮选脱硅，然后正浮选脱钙提镁，最后磁选除铁的试验流程。在此基础上进行试验条件和工艺流程试验，以获取合格菱镁矿精矿产品。
2.1 浮选磨矿细度试验
浮选前的磨矿作业，目的是使矿石中的矿物得到解离，并将矿石磨到适于浮选的粒度。首先根据一段粗选试验流程进行了浮选磨矿细度试验[4]。
固定试验条件：捕收剂十二胺用量为200g/t，2#油用量40g/t。
变化试验条件：磨矿细度-0.074mm占60%、65%、70%、80%。
按照图2试验流程，进行了浮选磨矿细度试验，试验结果如表2所示。
图2 反浮选磨矿细度条件试验流程
由试验结果可知，随着磨矿细度的增加，精矿中mgo含量先逐渐增加然后趋于稳定，而mgo回收率变化也不大，sio2的回收率先升高后降低，精矿中fe2o3含量较高且随磨矿细度变化不大。综合考虑产品情况，选择适宜的磨矿细度为-0.074mm占80%，此时精矿中mgo回收率较高，sio2回收率较低，故以此为基础开展进一步的条件试验。
表2 磨矿细度试验结果
|
磨矿细度 -0.074mm含量/% |
产品 名称 |
产率/% |
mgo/% |
sio2/% |
fe2o3/% |
mgo回收率/% |
sio2回收率/% |
fe2o3回收率/% |
|
60 |
精矿 |
81.98 |
44.22 |
0.56 |
2.31 |
84.12 |
21.13 |
68.15 |
|
18.02 |
37.99 |
9.51 |
4.94 |
15.88 |
78.87 |
31.85 |
||
|
原矿 |
100.00 |
43.10 |
2.17 |
2.79 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
|
|
65 |
精矿 |
82.91 |
45.19 |
0.72 |
2.69 |
85.08 |
27.29 |
78.69 |
|
尾矿 |
17.09 |
38.45 |
9.31 |
3.53 |
14.92 |
72.71 |
21.31 |
|
|
原矿 |
100.00 |
44.04 |
2.19 |
2.83 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
|
|
70 |
精矿 |
78.30 |
45.17 |
0.65 |
2.84 |
80.39 |
23.33 |
72.38 |
|
尾矿 |
21.70 |
39.75 |
7.71 |
3.91 |
19.61 |
76.67 |
27.62 |
|
|
原矿 |
100.00 |
43.99 |
2.18 |
3.07 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
|
|
80 |
精矿 |
75.58 |
45.62 |
0.74 |
2.56 |
77.91 |
24.58 |
69.25 |
|
尾矿 |
24.42 |
40.03 |
7.03 |
3.51 |
22.09 |
75.42 |
30.75 |
|
|
原矿 |
100.00 |
44.26 |
2.28 |
2.79 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
2.2十二胺用量条件试验
固定试验条件：磨矿细度-0.074mm占80%，2#油用量40g/t。
变化试验条件：捕收剂十二胺用量为100g/t、150g/t、200g/t。
按照图2试验流程，进行了十二胺用量条件试验，试验结果如表3所示。
表3 捕收剂十二胺用量试验结果
|
十二胺用量/g×t-1 |
产品 名称 |
产率/% |
mgo/% |
sio2/% |
fe2o3/% |
mgo回收率/% |
sio2回收率/% |
fe2o3回收率/% |
|
100 |
精矿 |
90.13 |
44.01 |
1.15 |
2.43 |
91.22 |
46.25 |
85.58 |
|
尾矿 |
9.87 |
38.69 |
12.203 |
3.74 |
8.78 |
53.75 |
14.42 |
|
|
原矿 |
100.00 |
43.52 |
2.28 |
2.69 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
|
|
150 |
精矿 |
81.75 |
44.21 |
0.97 |
2.42 |
83.66 |
34.72 |
74.25 |
|
尾矿 |
18.25 |
38.69 |
8.20 |
3.76 |
16.34 |
65.28 |
25.75 |
|
|
原矿 |
100.00 |
43.21 |
2.29 |
2.66 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
|
|
200 |
精矿 |
75.58 |
45.62 |
0.74 |
2.56 |
77.91 |
24.58 |
69.25 |
|
尾矿 |
24.42 |
40.03 |
7.03 |
3.51 |
22.09 |
75.42 |
30.75 |
|
|
原矿 |
100.00 |
44.26 |
2.28 |
2.79 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
由表3可知，随着捕收剂十二胺用量的增加，精矿产率逐渐降低，精矿中mgo含量逐渐升高，sio2含量逐渐降低，fe2o3含量变化不大。综合考虑精矿中mgo品位和mgo回收率，确定最佳捕收剂用量为150g/t。
东北大学第六批大学生创新创业训练计划项目；
印万忠（1970—），男，教授，博士生导师，110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号东北大学265信箱。通讯作者：付亚峰（1991-），男，硕士研究生，东北大学资源与土木工程学院。
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