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)。