某高硫鐵精礦浮選降硫活化劑篩選試驗(yàn)

宋立民　朱　磊

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司)

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某高硫鐵精礦浮選降硫活化劑篩選試驗(yàn)

宋立民朱磊

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司)

摘要某鐵選礦廠磁選鐵精礦鐵品位為66．76%，硫含量居高不下，達(dá)到0.82%。為降低鐵精礦中硫含量，在捕收劑丁基黃藥和起泡劑2#油用量分別為290，140 g/t時(shí)，采用1次粗選流程進(jìn)行浮選降硫活化劑篩選條件試驗(yàn)。結(jié)果表明：①不使用活化劑時(shí)，僅能使浮選鐵精礦硫含量降低至0.43%，指標(biāo)不理想；②使用活化劑硫酸銅、硫酸、氟硅酸銨、碳酸鈉均能使鐵精礦硫含量降低至0.25%以下，但硫酸銅、氟硅酸銨價(jià)格昂貴，最終鐵損失偏高，硫酸會(huì)惡化浮選作業(yè)環(huán)境，因此選擇碳酸鈉為浮選降硫活化劑；③在碳酸鈉1 500 g/t時(shí)，采用2粗1精閉路浮選處理鐵精礦試樣，最終獲得的浮選鐵精礦鐵品位為66.95%、含硫0.24%，尾礦硫品位為26.40%，硫脫除率達(dá)71.38%，鐵損失僅1.94%的滿意指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果可為該選廠高硫鐵精礦降硫浮選藥劑制度的確定提供借鑒。

關(guān)鍵詞浮選活化劑碳酸鈉降硫

鐵精礦中硫含量過高，會(huì)危害高爐生產(chǎn)，對(duì)煉鐵及煉鋼產(chǎn)生不利影響，同時(shí)硫排放也會(huì)造成環(huán)境污染[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)模式的調(diào)整和保護(hù)環(huán)境力度的不斷加大，對(duì)鐵精礦的質(zhì)量要求越來越高，尤其是對(duì)鐵精礦中硫含量的要求越來越嚴(yán)格，因此，從鐵精礦生產(chǎn)的源頭上加強(qiáng)高硫鐵精礦的降硫工作，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)能起到重要的推動(dòng)作用[2]。

國內(nèi)某鐵選礦廠采用單一磁選處理鐵礦石，鐵精礦中硫含量居高不下，是制約鐵精礦質(zhì)量提高的主要因素。為提高鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行了浮選降硫試驗(yàn)研究，以提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1試樣性質(zhì)

試樣取自該鐵選廠最終鐵精礦產(chǎn)品。經(jīng)鏡下鑒定，試樣為黑色粉樣，粒度細(xì)小。試樣中金屬礦物主要是磁鐵礦，磁赤鐵礦、菱鐵礦等少量，其他礦物含量很少；硫化物主要是少量的黃鐵礦和磁黃鐵礦，偶見黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等零星分布；脈石礦物以透閃石、透輝石、綠簾石、方解石為主。

對(duì)礦樣進(jìn)行主要化學(xué)成分分析和硫物相分析，結(jié)果分別見表1、表2。

由表1、表2可知，試樣中鐵品位為66.76%，硫含量高達(dá)0.82%。硫主要以硫化物的形式存在，占總硫的92.44%。根據(jù)鏡下觀察，計(jì)算出硫化物中黃鐵礦和磁黃鐵礦的硫合計(jì)占總硫的89.03%。

表1主要化學(xué)成分分析結(jié)果

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表2硫物相分析結(jié)果

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對(duì)試樣進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見表3。

表3　試樣粒度分析結(jié)果

由表3可以看出，試樣整體粒度較細(xì)，-0.074 mm粒級(jí)占98.33%。隨著粒度不斷降低，各粒級(jí)硫含量呈下降趨勢(shì)， -0.030 mm粒級(jí)中硫含量仍高達(dá)0.77%，占總硫的53.65%。因此，對(duì)該鐵精礦進(jìn)行降硫主要是脫除-0.030 mm細(xì)粒級(jí)中的硫。考慮到選別粒度較細(xì)，磨礦—單一磁選很難降低硫含量，故采取浮選法進(jìn)行降硫試驗(yàn)。

2試驗(yàn)結(jié)果與討論

在捕收劑丁基黃藥用量為290 g/t，起泡劑2#油用量為140 g/t條件下，對(duì)鐵精礦進(jìn)行1次浮選降硫試驗(yàn)。不采用活化劑時(shí)，浮選鐵精礦產(chǎn)率為95.14%、鐵品位為67.10%、含硫0.43%。說明僅通過優(yōu)化捕收劑和起泡劑用量，難以獲得滿意的降硫指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行浮選活化劑篩選條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1。

圖1　活化劑試驗(yàn)流程

2.1硫酸銅活化試驗(yàn)

以CuSO4為活化劑，改變其用量進(jìn)行降硫浮選試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2　硫酸銅活化浮選試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知，隨著硫酸銅用量的增大，鐵精礦中硫含量和回收率逐漸下降。在其用量達(dá)到290 g/t時(shí)，繼續(xù)增大用量，鐵精礦硫含量和回收率下降趨勢(shì)趨于平緩，因此確定硫酸銅用量290 g/t為宜。此時(shí)鐵精礦品位為67.00%，鐵回收率為92.61%，含硫0.22%，硫回收率為24.76%。鐵損失較大，且硫酸銅價(jià)格高，不利于選礦成本的控制。

2.2硫酸活化試驗(yàn)

采用硫酸為活化劑，浮選試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著硫酸用量的增加，鐵精礦硫含量和回收率均呈先快后慢的下降趨勢(shì)，綜合考慮選擇硫酸用量為 1 430 g/t。此時(shí)鐵精礦品位為66.90%，鐵回收率為96.18%，含硫0.22%，硫回收率為25.75%，綜合指標(biāo)較好。但礦漿中加入大量硫酸后，含鈣鎂的礦物與之反應(yīng)生成相應(yīng)的難溶硫酸鹽，一方面導(dǎo)致設(shè)備、管道嚴(yán)重結(jié)垢，不利于設(shè)備維護(hù)，影響下游作業(yè)，另一方面部分難溶硫酸鹽進(jìn)入煉鐵高爐后難以脫除。另外，硫酸加入后，礦漿局部區(qū)域濃度和溫度較高，硫酸與螢石會(huì)部分生成有毒的氫氟酸，氫氟酸有刺激性氣味，腐蝕性強(qiáng)，惡化作業(yè)環(huán)境。

圖3　硫酸活化浮選試驗(yàn)結(jié)果

2.3氟硅酸銨活化試驗(yàn)

氟硅酸銨活化浮選試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4　氟硅酸銨活化浮選試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可知，氟硅酸銨用量的增大對(duì)降硫指標(biāo)的影響與硫酸、硫酸銅一致，綜合考慮選擇氟硅酸銨用量為1 200 g/t，最終鐵精礦品位為66.95%，鐵回收率為94.63%，含硫0.21%，硫回收率為24.17%。不但鐵損失偏大，而且氟硅酸銨價(jià)格偏貴，難以工業(yè)化應(yīng)用。

2.4碳酸鈉活化試驗(yàn)

采用硫酸鈉作為活化劑，浮選降硫試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5　碳酸鈉活化浮選試驗(yàn)結(jié)果

從圖5中可以看出，隨著碳酸鈉用量的增大，鐵精礦硫含量和回收率均呈先下降后上升趨勢(shì)，并且均在碳酸鈉用量為1 500 g/t時(shí)出現(xiàn)最低值，降硫效果最好。最終鐵精礦鐵品位為66.92%，鐵回收率為97.34%，含硫0.20%，硫回收率為23.69%。

3閉路試驗(yàn)

由以上活化劑篩選條件試驗(yàn)結(jié)果可知，采用碳酸鈉活化浮選時(shí)，鐵精礦中硫含量最低，鐵回收率最高，綜合降硫指標(biāo)最優(yōu)。因此，確定用碳酸鈉作為活化劑進(jìn)行2粗1精浮選降硫閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖6，結(jié)果見表4。

圖6　2粗1精閉路試驗(yàn)流程

由表5可知，采用碳酸鈉進(jìn)行活化，原礦經(jīng)2粗1精浮選閉路流程進(jìn)行降硫，可獲得鐵品位為66.95%、含硫0.24%，鐵回收率98.06%、硫回收率為28.62%的浮選鐵精礦，尾礦產(chǎn)率2.22%，硫品位為26.40%，硫回收率為71.38%，損失在其中的鐵為1.94%。

表4全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果

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4結(jié)論

(1)某鐵選廠磁選鐵精礦含硫0.82%，89.03%的硫以黃鐵礦和磁黃鐵礦的形式存在。鐵精礦粒度較細(xì)，-0.074 mm占98.33%，各粒級(jí)硫含量變化不大， -0.030 mm粒級(jí)硫含量高達(dá)0.77%。

(2)無活化劑條件下，捕收劑丁基黃藥、起泡劑2#油分別為290，140 g/t時(shí)，1次粗選鐵精礦仍含硫0.43%，降硫效果較差。

(3)通過活化劑篩選浮選試驗(yàn)，確定了碳酸鈉為最佳活化劑。在其用量為1 500 g/t時(shí)，原磁鐵礦精礦經(jīng)2粗1精浮選閉路流程處理，最終可獲得產(chǎn)率為97.78%的鐵精礦，硫含量降低至0.24%，損失在尾礦中的鐵為1.94%，指標(biāo)令人滿意。試驗(yàn)結(jié)果可為該鐵精礦提鐵降硫的工藝流程改造提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]彭會(huì)清.某鐵精礦浮選降硫?qū)嶒?yàn)研究[J].金屬礦山， 2005(12)：35-37.

[2]胡天喜，文書明.硫鐵礦選礦現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工礦物與加工，2007(8):1-4.

(收稿日期2015-12-16)

宋立民(1985—)，男，助理工程師，014010 內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市白云鄂博礦區(qū)。