一种铁矿石磁选工艺及其应用的制作方法

本发明涉及矿物除杂加工，具体涉及种铁矿石磁选工艺及其应用。

背景技术：

1、传统的铁矿石磁选工艺通常以水为介质，通过物理破碎、磨矿和磁力分离来获得铁精矿。然而，对于表面存在氧化层、或与碳酸盐、硫化物等易泥化脉石紧密共生的铁矿石，传统水介质磁选存在以下问题：（1）矿物表面氧化层会阻碍磁性显现，导致磁性矿物与非磁性脉石分离不彻底，铁回收率低；（2）在单一水介质中，仅依靠磁力差异进行分离，选择性有限，精矿品位难以进一步提升；（3）对于尾矿、废渣等二次资源，其中的铁矿物常被包裹或钝化，传统磁选难以有效回收，造成资源浪费和潜在环境风险。

2、基于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种铁矿石磁选工艺及其应用，通过化学活化与物理分选的耦合，解决复杂难选铁矿石及其二次资源中铁矿物回收率低、分离效率差的问题，实现铁元素的高效、选择性富集与回收。

2、根据本发明的第一方面，提出了一种铁矿石磁选工艺，包括以下步骤：

3、s1：将铁矿石、水与助磨剂混合后进行磨矿处理，向所得浆料加水调浆后进行预磁化处理，得到第一矿浆；

4、s2：将所述第一矿浆与酸液混合进行第一活化处理，随后进行第二活化处理，得到第二矿浆；

5、s3：将所述第二矿浆进行第一磁选，得到粗精矿与尾矿浆料，对所述粗精矿制浆得到粗精矿浆料后进行第二磁选，得到铁精矿与中矿浆料；

6、其中，所述第二活化处理包括：在ph为2.0~3.0的条件下，采用还原剂调节氧化还原电位（orp）在200~400mv vs. ag/agcl。

7、在一些实施方式中，所述铁矿石为弱磁性铁矿石。

8、在一些实施方式中，步骤s1中，所述助磨剂选自乙醇胺、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠中的至少一种。

9、在一些实施方式中，步骤s1中，所述助磨剂的质量为所述铁矿石的质量的0.02%~0.10%。

10、在一些实施方式中，步骤s1中，所述磨矿处理的磨矿浓度为60%~70%。磨矿浓度是指磨矿处理的过程中固体物料所占矿浆的质量百分比。

11、在一些实施方式中，步骤s1中，所述第一矿浆中粒度小于200目的颗粒数占颗粒总数的85%以上。

12、在一些实施方式中，步骤s1中，所述预磁化处理的磁场强度为500~2000gs。通过预磁化处理可使弱磁性矿物产生诱导磁性。

13、在一些实施方式中，步骤s2中，所述酸液的浓度为0.1~1.0mol/l。

14、在一些实施方式中，步骤s2中，所述酸液选自盐酸或硫酸中的至少一种。

15、在一些实施方式中，步骤s2中，所述第一矿浆的矿浆浓度为35%~40%，所述第一矿浆与酸液混合后的液固比为(5~10)ml:1g。矿浆浓度是指矿浆中的固体物料所占矿浆的质量百分比。

16、在一些实施方式中，步骤s2中，所述第一活化处理的温度为25~40℃，时间为20~30min。此过程中，酸液选择性溶解铁矿物表面的氧化层及部分碳酸盐脉石，暴露新鲜矿物表面以增强其磁性，同时改变矿物表面电位，削弱与脉石间的异相凝聚。

17、在一些实施方式中，步骤s2中，所述第二活化处理的温度为25~40℃，时间为10~15min。

18、在一些实施方式中，步骤s2中，所述还原剂选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或抗坏血酸中的至少一种。

19、在一些实施方式中，步骤s3中，所述第一磁选包括：调节所述第二矿浆的ph至3.5~4.5，并在磁场强度为500~1500gs的条件下进行磁选。本发明的第一磁选为初步分选段，在特定条件下进行粗粒磁选，快速抛除大量已解离的非磁性尾矿。矿浆ph直接影响矿物表面的荷电状态，进而影响磁性颗粒的团聚与分散行为。例如，赤铁矿的零电点约为ph 4.5，当矿浆ph接近该值时，赤铁矿表面净电荷趋于零，颗粒间的静电斥力最小，磁团聚作用最强，有利于磁性矿物被磁选机有效捕获。若ph低于3.5，磁性颗粒间因静电斥力增强而分散，磁团聚减弱，微细粒磁性矿物流失，降低回收率；若ph高于4.5，赤铁矿与脉石表面的电荷差异增大，异相凝聚增强，导致脉石被夹带进入磁性产品，降低精矿品位。因此，第一磁选的ph控制在3.5~4.5，可在保证较高回收率的同时有效抑制脉石夹带。

20、在一些实施方式中，所述粗精矿浆料的矿浆浓度为20%~35%。

21、在一些实施方式中，步骤s3中，所述第二磁选包括：调节所述粗精矿浆料的ph至4.5~5.5，并在磁场强度为1500~3000gs的条件下进行磁选。本发明的第二磁选为精选提纯段，在第一磁选基础上进一步提升精矿品位。当ph由第一磁选的3.5~4.5提升至第二磁选的4.5~5.5时，赤铁矿表面开始带负电荷，且电荷密度随ph升高逐渐增大；而石英等脉石矿物在ph>3时即带有较强的负电荷。两者表面电荷密度的差异在该ph区间内达到最大，静电斥力有效减少脉石在磁团聚中的非选择性夹杂，磁选选择性最高。若ph低于4.5，赤铁矿与带负电的脉石之间因静电吸引而发生异相凝聚，脉石被夹带进入精矿；若ph高于5.5，赤铁矿表面负电荷密度过大，磁性颗粒间斥力增强，磁团聚减弱，微细粒赤铁矿流失，回收率下降。因此，第二磁选的ph控制在4.5~5.5，是实现高品位与高回收率统一的关键。

22、在一些实施方式中，步骤s1还包括：对所述铁矿石进行破碎至粒度最大粒径≤2mm。

23、在一些实施方式中，步骤s3还包括：将所述尾矿浆料进行沉降，取上清液进行除杂后返回步骤s2进行第一活化处理。磁选后的尾矿水（富含fe3+、al3+、ca2+、mg2+等金属离子）经净化后得到的酸液（ph恢复至1.5-2.5）可回用于第一活化处理以循环利用，构成闭路循环。

24、在一些优选的实施方式中，所述除杂采用耐酸离子交换树脂进行。可选地，所述耐酸离子交换树脂选自亚氨基二乙酸型螯合树脂。尾矿水流经耐酸离子交换树脂吸附系统（如装填亚氨基二乙酸型螯合树脂），其中的杂质金属离子被选择性吸附去除。吸附饱和的树脂经酸液再生后可重复使用，从再生液可回收溶解的有价金属。由此可直接净化活化处理的酸介质，从源头大幅降低新鲜酸耗与废水处理成本，符合绿色冶金和资源循环利用的发展方向，降低了整体生产成本和环境风险。

25、在一些实施方式中，步骤s3还包括：将所述中矿浆料返回进行所述第一磁选。

26、根据本发明的第二方面，提出了本发明第一方面所述的铁矿石磁选工艺在铁矿石和/或铁废渣回收中的应用。通过调节活化处理及磁选参数（如酸浓度、活化时间和ph梯度），本工艺可灵活适配从高品位原矿到低品位难选矿、再到尾矿废渣等多种原料，拓展了磁选技术的应用边界。

27、根据本发明的一种实施方式，至少具有以下有益效果：

28、1、在磨矿前加入助磨剂可以改善矿物解离度，减少过粉碎，同时助磨剂可部分抑制后续酸活化时的脉石溶解，提高选择性。

29、2、预磁化可使赤铁矿、褐铁矿等弱磁性矿物表面产生“磁记忆效应”，酸活化后磁性增强效果更显著，可降低后续磁选的磁场强度需求。

30、3、在第二活化过程中监测矿浆的氧化还原电位，并通过加入还原剂将orp控制在200~400 mv范围内，适度还原环境可促进高价铁氧化物（fe3+）向低价态（fe2+）转化，增强矿物表面磁性活性，同时抑制酸液中fe³+的水解沉淀。

31、4、通过酸液对矿浆进行化学活化，有效去除了矿物表面氧化层，增强了磁性矿物的磁性活性，使磁选过程对磁性矿物的捕获能力更强，显著提高了铁精矿的品位和回收率，降低了尾矿中铁的残留量。