某鐵礦尾礦中回收硫和鐵的試驗(yàn)研究

張超達(dá) 吳城材 楊招君（①?gòu)V州有色金屬研究院廣州510650②廣州粵有研礦物資源科技有限公司廣州510650）

某鐵礦尾礦中回收硫和鐵的試驗(yàn)研究

張超達(dá)①②吳城材①②楊招君①②
（①?gòu)V州有色金屬研究院廣州510650②廣州粵有研礦物資源科技有限公司廣州510650）

某鐵礦尾礦含有較多的黃鐵礦和磁鐵礦，針對(duì)該尾礦中鐵礦物和黃鐵礦的特性，采用重選先拋去大部分尾礦、重選粗精礦磨礦后浮硫，浮硫尾礦再回收鐵的選別工藝，在原礦含硫7.40%、含鐵17.91%時(shí)，取得了硫精礦品位42.20%、回收率91.93%，鐵精礦品位61.42%、回收率達(dá)30.42%的指標(biāo)。

尾礦黃鐵礦磁鐵礦

某鐵礦年產(chǎn)55萬(wàn)多噸尾礦,該尾礦含硫和鐵較高，鐵和硫的主要礦物為黃鐵礦和磁鐵礦。為回收該尾礦中的硫和鐵，對(duì)該尾礦進(jìn)行了大量的研究工作，提出了采用重選預(yù)先拋尾、重選粗精礦再磨浮硫、浮硫尾礦磁選回收鐵的工藝，可有效提高資源綜合回收利用率，也可顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 原料性質(zhì)

1.1 原料物質(zhì)組成

原料中有用化學(xué)成分為鐵和硫，其含鐵為17.91%、含硫7.40%。原料中主要鐵礦物為磁鐵礦，其次為赤鐵礦和褐鐵礦；主要硫礦物為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦，此外還有硫酸鹽礦物—重晶石。其它有用礦物有方鉛礦、錫石，但含量較低，無(wú)回收價(jià)值。脈石礦物以大量碳酸鹽礦物為特點(diǎn)，大量方解石、白云石和少量鐵白云石。原料中鐵和硫在各粒級(jí)中的分布見表1，礦物組成和含量見表2。

表1 原料粒度分析結(jié)果%

表2 原料礦物含量%

續(xù)表2

1.2 原礦中鐵、硫礦物的解離度

原礦中鐵和硫的粒度分布和單體解離度見表3和表4。磁鐵礦的總解離度為80.65%，在0.074 mm粒度以下可達(dá)到較高的解離度。硫化鐵（主要為黃鐵礦）的粒度比磁鐵礦粗，在原料中硫化鐵的總解離度為89.03%，在0.2 mm以下的粒度就可達(dá)到良好的解離。

表3 磁鐵礦解離度測(cè)定結(jié)果%

表4 硫化鐵解離度測(cè)定結(jié)果%

1.3 鐵和硫在尾礦中的賦存狀態(tài)

鐵和硫在各礦物中的賦存狀態(tài)見表5和表6。原料中以磁鐵礦礦物形式存在的鐵占尾礦總鐵的43.93%；以赤鐵礦礦物形式存在的鐵占尾礦總鐵的5.73%；以褐鐵礦礦物形式存在的鐵占尾礦總鐵的8.38%；硫化鐵（黃鐵礦和磁黃鐵礦中的鐵）占總鐵的35.19%；在脈石中以硅酸鐵和包裹鐵存在的鐵占尾礦總鐵的6.77%。硫主要以黃鐵礦礦物形式存在，黃鐵礦中的硫占總硫的94.44%，磁黃鐵礦中的硫占總硫的1.14%，硫酸鹽礦物（重晶石）中的硫占尾礦總硫的2.44%，分散于脈石中的硫占總硫的4.32%。

表5 原料中鐵的平衡分配結(jié)果%

表6 原料中硫的平衡分配結(jié)果%

2 選礦試驗(yàn)

2.1 工藝流程的選擇

由原料的礦物組成可知，該尾礦有回收價(jià)值的元素為鐵和硫，可回收的礦物主要為磁鐵礦和硫鐵礦。

為獲得經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、合理、高效的選別工藝，我們對(duì)該尾礦進(jìn)行了大量的研究工作，如不磨礦先磁選出磁性鐵礦物、磁選尾礦重選回收硫，此方案可選出部分合格鐵精礦和硫精礦，但硫回收率不高；也進(jìn)行了該尾礦磨礦后浮硫、浮硫尾礦磁選回收鐵的方案，但此方案硫回收率較好，但磨礦量較大、磨礦成本高，而且硫精礦質(zhì)量相對(duì)較差。

根據(jù)該尾礦中的脈石主要為方解石、白云石，而這些碳酸鹽類礦物比重較小，因此采用以重選預(yù)先拋尾為重點(diǎn)的選硫工藝流程。為提高重選效果，在重選前先篩除粗粒礦物、磁選出比重大的磁鐵礦，以減小粗粒礦物和磁鐵礦對(duì)重選富集硫的干擾。

最終采用的工藝流程為：振動(dòng)篩拋粗→篩下磁選選鐵→磁選尾礦重選拋尾→重選粗精礦磨礦浮硫→浮硫尾礦磁選回收鐵的選別工藝。

2.2 原料預(yù)先篩分拋粗試驗(yàn)

由原料的粒度分析結(jié)果可知，原料中大于1 mm的粗粒級(jí)礦物產(chǎn)率為4.75%,含鐵為5.63%、鐵占有率為1.52%，含硫?yàn)?.84%、硫占有率為0.56%。由于該粗粒級(jí)含鐵和硫較低,且鐵和硫解離度也低，可以采用振動(dòng)篩篩出直接拋棄。篩除粗粒級(jí)后不但可以減小后續(xù)選別作業(yè)的處理量、降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可避免粗粒礦物對(duì)重選的干擾。原料的預(yù)先篩分拋粗試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 原料的預(yù)先篩分拋粗試驗(yàn)結(jié)果%

篩分拋粗試驗(yàn)結(jié)果顯示，拋去的粗粒礦物產(chǎn)率為4.82%,含鐵為5.77%、鐵金屬占有率僅為1.55%，含硫?yàn)?.86%、硫占有率僅為0.56%。

2.3 磁選試驗(yàn)

原料中主要的鐵礦物為磁鐵礦，而且磁鐵礦的單體解離度達(dá)80.65%，因此在重選作業(yè)前先采用磁選選出大部分合格磁鐵礦，既可減少比重大的磁鐵礦對(duì)重選富集硫的干擾，同時(shí)也是提高鐵回收率的保證。經(jīng)篩分拋粗后的原料進(jìn)行了磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)見表8。

表8 磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)結(jié)果%

磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明磁場(chǎng)強(qiáng)度大于39.8 kA∕m時(shí)，鐵精礦品位低于60%。為獲得高品位的鐵精礦，選用磁場(chǎng)強(qiáng)度為39.8 kA∕m進(jìn)行試驗(yàn),取得的鐵精礦產(chǎn)率9.27%、品位61.45%、回收率30.73%。

2.4 磁選尾礦重選試驗(yàn)

由原料的礦物性質(zhì)可知該原料的脈石主要為方解石、白云石等碳酸鹽類礦物，其比重相對(duì)較小，而磁鐵礦和黃鐵礦比重相對(duì)較大，可利用比重差采用重選拋去大部分脈石。重選設(shè)備選用GL600螺旋溜槽，為保證硫和鐵的回收率重選流程采用一粗一掃流程。螺旋溜槽給礦量為單頭1 t∕h、給礦濃度為30%，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 弱磁尾礦重選拋尾試驗(yàn)結(jié)果%

由表9結(jié)果表明，弱磁尾礦經(jīng)一粗一掃螺旋溜槽選別可獲得重選綜合精礦產(chǎn)率為36.04%、含鐵為28.85%、鐵回收率73.50%，含硫22.21%、硫回收率為94.42%,重選尾礦產(chǎn)率63.96%，含鐵5.86%、含硫0.74%的技術(shù)指標(biāo)。

2.5 重選粗精礦浮硫試驗(yàn)

對(duì)重選富集的粗精礦采用浮選回收硫。浮硫采用的藥劑為硫酸、硫酸銅、丁黃藥和2#油。硫酸可調(diào)節(jié)浮選礦漿的酸堿度、清洗黃鐵礦表面，硫酸銅活化難浮的黃鐵礦。

由于重選粗精礦粒度粗、連生體多，為獲得高品位的硫精礦，需先對(duì)該粗精礦進(jìn)行磨礦。經(jīng)浮選條件試驗(yàn)確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm63%、浮選流程為一粗二掃流程，按條件試驗(yàn)確定的浮選藥劑用量進(jìn)行了浮硫閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)條件和流程見圖1，閉路試驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 重選粗精礦浮硫閉路試驗(yàn)結(jié)果%

由表10結(jié)果可看出，重選精礦經(jīng)磨礦到-0.074 mm 63%，經(jīng)一粗二掃閉路浮選可獲得品位達(dá)42.20%、產(chǎn)率51.77%、回收率98.37%的硫精礦。浮選尾礦含硫?yàn)?.75%、含鐵17.16%。

2.6 浮選尾礦磁選試驗(yàn)

浮選尾礦中含鐵17.16%，其中仍有部分為磁鐵礦，需用磁選再回收此部分磁性鐵。浮選尾礦磁選進(jìn)行了磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表11。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵精礦品位顯著下降，磁場(chǎng)強(qiáng)度大于39.8 kA∕m時(shí)鐵精礦品位明顯過低。

圖1 浮選閉路試驗(yàn)條件和流程

表11 浮選尾礦磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果%

試驗(yàn)采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為39.8 kA∕m的條件回收浮選尾礦中的鐵礦物，取得的鐵精礦品位含鐵56.83%、產(chǎn)率0.34%，含硫0.14%、鐵回收率1.13%。

2.7 全流程試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)前述試驗(yàn)確定的條件進(jìn)行全流程試驗(yàn)，全流程試驗(yàn)條件和流程見圖2，全流程試驗(yàn)結(jié)果見表12。全流程試驗(yàn)結(jié)果表明，在原礦含硫7.40%、含鐵17.91%的條件下，采用圖2的工藝流程可取得硫精礦產(chǎn)率16.11%、含硫42.20%、回收率91.93%，鐵精礦產(chǎn)率8.87%、含鐵61.42%、回收率30.42%的好指標(biāo)。

表12 全流程試驗(yàn)結(jié)果%

DOI∶10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.01.027