陜西某含硫磁鐵礦選礦試驗

靳建平　李　英　吳天驕　萬宏民

(1.西安西北有色地質研究院有限公司；2.陜西省礦產資源綜合利用工程技術研究中心；3.東北大學資源與土木工程學院)

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陜西某含硫磁鐵礦選礦試驗

靳建平1,2,3李英1,2吳天驕1,2萬宏民1,2

(1.西安西北有色地質研究院有限公司；2.陜西省礦產資源綜合利用工程技術研究中心；3.東北大學資源與土木工程學院)

摘要陜西某含硫鐵礦中磁黃鐵礦與磁鐵礦嵌布關系密切，在礦石性質研究的基礎上進行了選礦工藝試驗。試驗研究表明：在磨礦細度為-0.074 mm 50%的條件下進行弱磁選，磁性產品再磨至-0.074 mm 90%后，用稀硫酸調整pH值，硫酸銅為活化劑，丁基黃藥和YC為組合捕收劑，經1粗1精1掃的反浮選脫硫工藝，最終獲得了含鐵66.90%、含硫0.18%、鐵回收率為60.64%的優(yōu)質鐵精礦。該工藝流程及藥劑制度對具有類似礦石性質的硫鐵礦脫硫具有一定的參考價值。

關鍵詞含硫磁鐵礦磁選反浮選組合捕收劑

在市場經濟條件下，煉鐵企業(yè)為追求更高的經濟效益，對鐵精礦質量提出了越來越高的要求。雜質硫含量是鐵精礦的一個重要指標，硫含量的高低直接影響鐵精礦的質量及價格[1]。我國鐵礦資源具有貧礦多、富礦少、礦物嵌布粒度細、雜質硫、磷高的特點，因此降低鐵精礦中的硫含量，滿足煉鐵和煉鋼要求是含硫鐵礦開發(fā)利用的重要課題[2]。為此，試驗針對全鐵品位為29.35%、硫含量為0.92%的含硫磁鐵礦石進行選礦試驗，確定了適于處理該類鐵礦石的技術條件和選別工藝，為該類礦石的開發(fā)利用奠定了基礎。

1礦石性質

1.1原礦化學成分分析

原礦化學多元素及鐵物相分析結果見表1、表2。

表1原礦化學多元素分析結果

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表2原礦鐵物相分析結果

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由表1、表2可知，礦石中除鐵以外，其他元素不具有工業(yè)利用價值，雜質硫含量較高；試樣中鐵主要以磁鐵礦形式存在，其占有率為64.95%。

1.2礦石礦物組成

通過顯微鏡詳細鑒定，礦石礦物組成及相對含量見表3。

表3礦石礦物組成及相對含量

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1.3磁鐵礦的粒度分布

磁鐵礦的粒度變化范圍較大，以-0.08 mm粒級為主，占65.59%；其中0.04～0.08 mm粒級含量占25.68%，其次為0.02～0.04 mm及0.01～0.02 mm粒級，粒級含量分別為19.88%和13.13%；+0.08 mm 粒級含量相對較少，占總含量的34.41%。總體來說，磁鐵礦粒度相對較細。

2選礦試驗研究

由礦石性質研究可知，礦石中主要回收礦物為磁鐵礦，含硫礦物主要是磁黃鐵礦，其次為黃鐵礦。因此，試驗的關鍵是磁鐵礦與磁黃鐵礦的有效分離。磁鐵礦與磁黃鐵礦同屬強磁性礦物，磁選分離幾乎是不可能的。另外磁黃鐵礦是較難浮、容易被抑制的硫化鐵礦物[3-5]，選擇有效的捕收劑、合理使用活化劑是強化磁黃鐵礦浮選的關鍵措施。因此，要有效降低磁鐵礦中硫的含量，采用磁—浮聯(lián)合流程較為合理。

2.1磁選試驗

2.1.11段細磨或粗精礦再磨流程試驗

部分磁鐵礦與磁黃鐵礦連生或包裹，兩者之間嵌布粒度較細，對磨礦細度為-0.074 mm 70%條件下的磁選粗精礦鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)，粗精礦中磁鐵礦與磁黃鐵礦以連生為主。因此，要使磁黃鐵礦與磁鐵礦最大限度單體解離，必須進行細磨。細磨流程主要有1段細磨或粗精礦再磨試驗流程。試驗流程見圖1、圖2，試驗結果見表4。

圖1　1段細磨流程

圖2　粗精礦再磨流程

表4磁選試驗結果

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由表4可知，2個流程鐵精礦硫含量相差不大，但粗精礦再磨工藝鐵品位較高，同時粗精礦再磨工藝具有后續(xù)作業(yè)處理量少、成本低、工藝流程宜控制等優(yōu)點。因此，采用粗精礦再磨磁選流程較為合理。

2.1.21段磨礦細度試驗

試驗考察粗磨細度對分選指標的影響，以磨礦細度為變量，在95.54 kA/m的磁場強度下進行弱磁選，試驗結果見圖3。

圖3　1段磨礦細度試驗結果

由圖3可見，隨著磨礦細度的增加，鐵精礦中鐵品位及硫含量變化不明顯，全鐵回收率呈升高趨勢；根據(jù)試驗結果并參照我國選礦廠生產實踐，確定最適宜的粗磨細度為-0.074 mm 50%。

在磨礦細度為-0.074 mm 50%的條件下進行粗選磁感應強度試驗，考察磁場強度為79.58，95.54，112，128 kA/m時對鐵精礦指標的影響，根據(jù)試驗結果，確定粗選磁場強度為95.54 kA/m。

2.1.3再磨細度試驗

對1段磨礦細度為-0.074 mm 50%的磁選精礦進行再磨細度試驗，試驗結果見圖4。

圖4　再磨細度試驗結果

由圖4可見，隨著再磨細度的增加，鐵精礦中鐵品位呈升高趨勢，硫含量變化不明顯，全鐵回收率呈降低趨勢；最終確定再磨細度為-0.074 mm 90%。

在磨礦細度為-0.074 mm 50%，粗選磁場強度為95.54 kA/m，再磨細度為-0.074 mm 90%的條件下進行精選磁場強度試驗，最終確定粗選磁場強度為79.62 kA/m。磁選鐵精礦鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)，磁黃鐵礦主要以單體為主。因此，磁鐵礦與磁黃鐵礦的有效分離是下一步試驗的關鍵。

2.2浮選試驗

浮選試驗的關鍵是解決磁鐵礦與磁黃鐵礦的有效分離問題。多年來，國內外科研工作者就磁黃鐵礦浮選特性進行了大量的研究工作。此試驗根據(jù)礦石性質，結合現(xiàn)有的研究基礎，進行了反浮選脫硫試驗。

2.2.1浮選活化劑條件試驗

由于磁選精礦中含硫礦物主要為磁黃鐵礦，為提高磁黃鐵礦浮選活性，進行了活化劑種類及用量試驗?；罨瘎┻x擇了碳酸鈉、硫酸銅、硫化鈉、 MHH-1、草酸等，并進行了對比試驗。試驗結果表明，該礦石用硫酸銅作為磁黃鐵礦活化劑選硫效果明顯優(yōu)于其他幾種藥劑，故選擇硫酸銅作為活化劑。

控制礦漿pH值約為6.0(稀硫酸調漿)，硫酸銅為活化劑，丁黃藥及YC為捕收劑，用量為(100+25) g/t，2#油為起泡劑，用量為10 g/t,磁選粗精礦經1粗1掃流程，進行活化劑用量試驗，試驗結果見圖5。

圖5　活化劑用量試驗結果

由圖5可見，隨著硫酸銅用量的增加，鐵精礦中的硫含量降低，當硫酸銅用量大于500 g/t時，硫含量變化不大，此時鐵品位較高。因此，硫酸銅用量確定為500 g/t。

2.2.2浮選捕收劑用量試驗

試驗考察了丁基黃藥和YC組合捕收劑對脫硫效果的影響，固定礦漿pH值為6.0、硫酸銅為500 g/t、2#油用量為10 g/t進行了捕收劑用量試驗，試驗結果見圖6。

圖6　捕收劑用量試驗結果

由圖6可見，當丁基黃藥和YC組合捕收劑用量為(30+10)g/t時，所得鐵精礦硫含量較低，再增大用量，硫含量變化不大，故確定組合捕收劑丁基黃藥+YC的用量為(30+10)g/t。

2.2.3閉路試驗

在條件試驗的基礎上，適當調整浮選藥劑制度進行閉路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖7，試驗結果見表5。

表5浮選閉路試驗結果

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3產品考查

對最終鐵精礦進行質量分析，分析結果見表6。

表6鐵精礦質量分析結果

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由表6可知，該鐵精礦為C67及I類鐵精礦。

圖7　浮選閉路試驗流程

4結論

(1)陜西某含硫磁鐵礦原礦中鐵礦物主要是磁鐵礦，含硫鐵礦主要是磁黃鐵礦，其次為黃鐵礦。部分磁鐵礦與磁黃鐵礦嵌布關系密切，相互包裹交代，磁鐵礦嵌布粒度相對較細，采用階段磨礦工藝可節(jié)省磨礦能耗，更適合處理該類礦石。

(2)含硫礦物磁黃鐵礦具有較強磁性、可浮性較差、易氧化、易泥化等特點，在浮選作業(yè)中，除對其進行活化、增強其可浮性外，輔助捕收劑YC不僅能將鐵精礦中的硫品位從0.3%降到0.2%以下，同時還能降低黃藥的用量。

(3)試驗最終推薦階段磨礦—磁選—浮選試驗流程，在磨礦細度為-0.074 mm 50%的條件下進行弱磁選，磁性產品再磨至-0.074 mm 90%后，用稀硫酸調整pH值，硫酸銅為活化劑，丁基黃藥和YC為組合捕收劑，經1粗1精1掃的反浮選脫硫工藝，最終獲得了含鐵66.90%、含硫0.18%、鐵回收率為60.64%的優(yōu)質鐵精礦。

參考文獻

[1]余永富.國內外鐵礦選礦技術進展及對煉鐵的影響[J].礦冶工程，2004(2):26-29.

[2]孟憲瑜.磁鐵礦與磁黃鐵礦的浮選分離的試驗研究[J].有色礦冶，2011(5):16-17

[3]趙志強，戴惠新.云南某高硫鐵礦石深度降硫試驗研究[J].金屬礦山，2007(8)：31-33.

[4]邱廷省，趙冠飛，朱冬梅，等.含硫鐵礦石脫硫技術研究現(xiàn)狀[J].礦山機械，2013，41(3)：12-16.

[5]王奉水，林俊領，朱國慶.新疆某磁鐵礦選鐵脫硫試驗研究[J].金屬礦山，2010 (7):47-50.

(收稿日期2015-12-14)

靳建平(1984—)，男，工程師，710054 陜西省西安市西影路25號。