內(nèi)蒙某鐵精礦浮選脫硫試驗(yàn)

楊峰濤，李玉鳳，2，王曉旭

（1．華北理工大學(xué)，河北唐山063009；2．河北工業(yè)大學(xué)，天津300401；3．中冶京誠(chéng)（秦皇島）工程技術(shù)有限公司，河北秦皇島066000）

內(nèi)蒙某鐵精礦浮選脫硫試驗(yàn)

楊峰濤1，李玉鳳1，2，王曉旭3

（1．華北理工大學(xué)，河北唐山063009；2．河北工業(yè)大學(xué)，天津300401；3．中冶京誠(chéng)（秦皇島）工程技術(shù)有限公司，河北秦皇島066000）

鐵精礦；磁黃鐵礦；浮選脫硫

從藥劑制度和分選流程對(duì)含硫1．59%、硫化物以磁黃鐵礦為主的內(nèi)蒙某鐵精礦進(jìn)行了系統(tǒng)的浮選脫硫試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在添加調(diào)整劑為硫酸，活化劑使用硫酸銅，捕收劑采用丁黃藥的條件下，經(jīng)1次粗選4次精選工藝流程，可得到含硫0．35%、硫回收率21．12 %的鐵精礦，鐵精礦鐵品位為67．59%。

含硫量的高低是衡量鐵精礦質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)［1］，內(nèi)蒙古某鐵精礦中含有磁黃鐵礦和黃鐵礦，含硫量超標(biāo)。若鐵精礦中含硫過(guò)高會(huì)使冶煉出的鋼脆性高、熔點(diǎn)低，并且鐵精礦中的硫在冶煉中產(chǎn)生的廢礦會(huì)對(duì)土壤造成污染，使得植物枯萎，同時(shí)，廢水中含有的大量硫化物。排入河流湖泊中，不僅造成環(huán)境污染，也直接影響到人類用水安全，嚴(yán)重破壞自然生態(tài)平衡［2－3］。因此，如何降低鐵精礦硫的含量一直都是研究人員所關(guān)注的問(wèn)題，這不僅關(guān)系到選廠的經(jīng)濟(jì)效益以及冶煉工藝的簡(jiǎn)化，還關(guān)系到人類的身體健康以及環(huán)境的保護(hù)。為此，本試驗(yàn)以內(nèi)蒙某鐵精礦為研究對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)的浮選脫硫研究試驗(yàn)［4］，意在解決鐵精礦鐵品位較低、含硫較高的問(wèn)題。

1 礦樣性質(zhì)

1．1 鐵精礦主要化學(xué)成分分析

采用熒光光譜分析方法對(duì)原鐵精礦做了相關(guān)分析，相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表1所示。鐵精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，品級(jí)代號(hào)為C 67的鐵精礦鐵品位不小于67%，品級(jí)代號(hào)為C 65的鐵精礦的鐵品位不小于65%［5］，鐵精礦硫品位不小于0．5%［6］。經(jīng)過(guò)分析表1數(shù)據(jù)可知，該精礦鐵品位是63．83%，含硫量是1．59%，鐵品位相對(duì)較低且含硫較高。

表1 主要化學(xué)成分分析結(jié)果／%

1．2 鐵精礦鐵物相分析

針對(duì)精礦鐵礦物含量做了相關(guān)分析，具體數(shù)據(jù)如表2所示。由表2可以看出，磁鐵礦是該內(nèi)蒙鐵精礦的主要含鐵礦物，占71．24%；其次是磁黃鐵礦，分布率為8．14%，黃鐵礦分布率為7．36%，赤褐鐵礦分布率為6．09%；還有一些硅酸鹽礦物，分布率為1．19%，碳酸鹽礦物分布率為5．98%。

表2 精礦鐵物相分析結(jié)果／%

1．3 鐵精礦硫物相分析

對(duì)原鐵精礦含硫礦物做了相關(guān)的分析，相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表3所示。通過(guò)分析表3可以得出，硫大多分布在磁黃鐵礦中，分布率為54．21%；其次為黃鐵礦，分布率為26．73%；剩余的硫存在于其他礦物中，分布率為19．06%。

表3 精礦硫物相分析結(jié)果／%

2 試驗(yàn)研究

通過(guò)篩析測(cè)定，得到該內(nèi)蒙鐵精礦的細(xì)度是－200目占54．42%。由于磁鐵礦與磁黃鐵礦在磁性和密度上的差異并不明顯，所以采用弱磁選及重選不能將兩者進(jìn)行有效地分離，故而選用浮選法對(duì)該礦樣進(jìn)行分離［78］。調(diào)整劑采用硫酸，活化劑使用硫酸銅，捕收劑使用丁黃藥，通過(guò)一次粗選浮選流程對(duì)鐵精礦進(jìn)行不同藥劑種類的篩選和用量試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 粗選試驗(yàn)流程

2．1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

從原鐵精礦中縮取出5份礦樣，使用XMB—160×200智能棒磨機(jī)（intelligent rod mill，IRM）分別磨至不同的細(xì)度，磨礦時(shí)間分別為3min、5min、7min、9min、11min及13min。磨礦結(jié)果如表4所示。

表4 磨礦時(shí)間與磨礦產(chǎn)品中篩下含量關(guān)系

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)鐵精礦浮選的影響

在暫定用量是400g／t的硫酸、250g／t的硫酸銅和80g／t的丁黃藥的條件下，對(duì)不同磨礦細(xì)度的鐵精礦進(jìn)行了浮選脫硫試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。從試驗(yàn)結(jié)果可知，在磨礦細(xì)度為－200目占63．88%左右至－200目占95．44%左右的范圍內(nèi)，隨磨礦細(xì)度不斷增加，鐵精礦硫品位降低，脫硫率增加；在磨礦細(xì)度為－200目占85．22%時(shí)，鐵精礦含硫0．81%，脫硫效果最好。但超過(guò)這個(gè)范圍，脫硫效果反而變差。故后續(xù)試驗(yàn)均采用85．22%的磨礦細(xì)度來(lái)進(jìn)行。

2．2 調(diào)整劑用量試驗(yàn)

通常情況下，加入硫酸有利于活化礦漿，調(diào)整礦漿酸堿度的同時(shí)也有利于浮選磁黃鐵礦［9］。為此，本次浮選選擇硫酸作為調(diào)整劑，在暫定用量是250g／t的硫酸銅、80g／t的丁黃藥的條件下，對(duì)不同用量的硫酸進(jìn)行浮選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 調(diào)整劑用量試驗(yàn)結(jié)果

分析圖3變化曲線可知，在硫酸加入量不斷升高的同時(shí)，鐵精礦中硫的含量和回收率均不同程度地先持續(xù)下降后不斷上升，在加入的硫酸達(dá)到800g／t時(shí)，可以得到硫品位是0．82%，硫回收率為52．38%的鐵精礦；繼續(xù)往礦漿中增加硫酸，當(dāng)?shù)V漿中調(diào)整劑硫酸含量持續(xù)增大時(shí)，硫在鐵精礦中的含量和回收率均有所提升，但波動(dòng)不大。從整個(gè)試驗(yàn)范圍來(lái)看，在添加的硫酸為800g／t時(shí)，鐵精礦硫品位達(dá)到最低值，脫硫效果最好。所以，后續(xù)試驗(yàn)添加的硫酸以800g／t為宜。

2．3 活化劑用量試驗(yàn)

在磁黃鐵礦的浮選中加入適量硫酸銅，可以產(chǎn)生很好的浮選效果，有利于脫硫，故本浮選中活化劑就選擇硫酸銅，在硫酸添加量為800g／t、丁黃藥為80g／t的條件下，考察不添加硫酸銅及不同硫酸銅的添加量對(duì)脫硫試驗(yàn)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在不添加活化劑硫酸銅的條件下進(jìn)行脫硫浮選，效果不好，基本無(wú)泡沫礦化現(xiàn)象，上浮泡沫為白色空泡。用量試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 活化劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4曲線的變化趨勢(shì)可知，在試驗(yàn)中不斷添加硫酸銅的用量，鐵精礦的硫含量先下降后持續(xù)升高，在使用的硫酸銅達(dá)到100g／t時(shí)，可使得鐵精礦硫品位由1．59%下降到0．85%，此時(shí)硫的回收率是54．89%；而加入的硫酸銅多于100g／t時(shí)，鐵精礦中硫的含量逐步上升。從整個(gè)試驗(yàn)變化曲線上來(lái)看，在硫酸銅的添加量達(dá)到100g／t時(shí)，脫硫結(jié)果較好，從用藥成本和脫硫的效果上來(lái)看，硫酸銅的最佳添加量采用100g／t。

2．4 捕收劑試驗(yàn)

2．4．1 捕收劑種類試驗(yàn)

為了使所得到的產(chǎn)品能達(dá)到鐵精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，關(guān)鍵是要對(duì)浮選流程進(jìn)行強(qiáng)化，這就要求找出合適的捕收劑［10］，因此，為了探究不同捕收劑對(duì)該鐵精礦的脫硫效果，又對(duì)不同種類的捕收劑展開(kāi)試驗(yàn)研究。

固定加入硫酸的量是800g／t，硫酸銅添加量為100g／t，所用的捕收劑有戊黃藥、丁黃藥、丁黃藥＋戊黃藥、丁黃藥＋丁銨黑藥，添加量均為80g／t，考察單個(gè)種類以及混合的藥劑對(duì)脫硫試驗(yàn)的影響?；旌喜妒談┧巹┯昧勘壤秊槎↑S藥∶丁銨黑藥＝3∶1，丁黃藥∶戊黃藥＝3∶1，粗選及各精選均按此比例。試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表5可以看出，當(dāng)選擇添加丁黃藥時(shí)，此時(shí)所得的鐵精礦硫含量降到了0．85%，所得試驗(yàn)的效果最好，并且與丁黃藥和丁胺黑藥的混合藥劑的脫硫效果相一致?？紤]到丁黃藥為常用脫硫捕收劑，且成本較其他捕收劑稍低，因此，后續(xù)試驗(yàn)中確定使用捕收劑為丁黃藥。

2．4．2 捕收劑用量試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)確定的最佳藥劑制度的基礎(chǔ)上，確定使用丁黃藥為捕收劑，礦漿中加入硫酸的量為800g／t，加入硫酸銅的量是100g／t，探索不同用量的捕收劑對(duì)脫硫浮選的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 捕收劑用量試驗(yàn)

由圖5數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)可知，隨著礦漿中加入丁黃藥的量不斷增加，鐵精礦硫含量的變化為先降低，再略有升高直至最后持平；當(dāng)使用的丁黃藥達(dá)到40g／t時(shí)，可得到含硫?yàn)?．87%的鐵精礦，此時(shí)浮選效果最好，當(dāng)加入的丁黃藥的量大于40g／t時(shí)，浮選指標(biāo)沒(méi)有明顯提高，因此為了保證脫硫指標(biāo)，確定丁黃藥加入量是40g／t。

2．5 精選次數(shù)試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)確定的最佳藥劑制度的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步降低該鐵精礦中硫的含量，針對(duì)該鐵精礦進(jìn)行精選次數(shù)的試驗(yàn)。精選加藥種類和加入的順序同粗選，具體用量如表6所示，相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果如表7所示。

表6 粗選及精選的藥劑用量

表7 精選次數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

由表7數(shù)據(jù)可知，當(dāng)精選次數(shù)遞增時(shí)，硫在鐵精礦中的含量和回收率下降趨向明顯減緩，經(jīng)過(guò)1粗4精浮選脫硫可得到鐵精礦硫含量為0．35%的優(yōu)良指標(biāo)，鐵精礦硫回收率為21．12%，鐵精礦鐵品位為67．59 %。因?yàn)榈?次和第5次精選效果相差不大，考慮到脫硫的選礦成本，因此，確定精選的最佳次數(shù)為4次。

3 開(kāi)路試驗(yàn)

根據(jù)上述各個(gè)試驗(yàn)的最優(yōu)加藥條件和精選次數(shù)，針對(duì)該鐵精礦一系列特點(diǎn)確定最終的浮選工藝流程，試驗(yàn)的具體流程如圖6所示，數(shù)據(jù)分析的結(jié)果如表8和表9所示。

圖6 浮選試驗(yàn)流程圖

表8 浮選試驗(yàn)結(jié)果

表9 鐵精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果／%

由表8、表9可知，經(jīng)過(guò)1粗4精浮選脫硫可得到鐵精礦硫含量為0．35%的優(yōu)良指標(biāo)，此時(shí)鐵精礦硫回收率為21．12%，鐵精礦鐵品位為67．59%。

4 結(jié)論

（1）原鐵精礦鐵品位為63．83%，含硫1．59%，硫礦物主要是磁黃鐵礦，占全部硫礦物的54．21%，其次是黃鐵礦等其他礦物。

（2）在確定調(diào)整劑使用硫酸，活化劑使用硫酸銅，捕收劑使用丁黃藥的條件下，經(jīng)過(guò)1粗4精浮選脫硫可得到鐵精礦硫含量為0．35%，鐵精礦鐵品位為67．59%，取得了較為理想的降硫效果。

［1］ 于慧梅，王化軍．包鋼選廠高硫磁選鐵精礦反浮選脫硫試驗(yàn)研究［J］．金屬礦山，2012，41（01）：63－66．

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［3］ 汪長(zhǎng)祥，安慶銅礦鐵精礦浮選脫硫活化劑試驗(yàn)研究［J］．礦業(yè)快報(bào)，2001，16（10）：5－7．

［4］ 彭會(huì)清，李祿宏．某鐵精礦浮選脫硫試驗(yàn)研究［J］．金屬礦山，2005，24（12）：35－37．

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［6］ 曾海鵬．豐山銅礦鐵精礦脫硫試驗(yàn)研究［J］．湖南有色金屬，2008，24（03）：3－5．

［7］ 邱廷省，趙冠飛．四川某難選硫化鉛鋅銀礦石浮選試驗(yàn)［J］．金屬礦山，2012，41（12）：62－65．

［8］ 張文儉．建龍鐵礦提高精礦品位的研究［J］．金屬礦山，2003，14（01）：63－64．

［9］ 于雪，陳新林．朝鮮某含磁黃鐵礦的鐵礦石選礦工藝研究［J］．礦冶工程，2014，34（z1）：154－157．

［10］ 邵偉華，楊波．某銅鐵礦選礦廠鐵精礦降硫試驗(yàn)研究［J］．有色金屬（選礦部分），2005，20（04）：27－29．

Experiment on Flotation Desulphurization of Iron Concentrate in Inner Mongolia

YANG Feng－tao1，LI Yu－feng1，2，WANG Xiao－xu3
（1．North China University of Science and Technology，Tangshan Hebei 063009，China；2．Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China；3．Captial Engineering and Research Incorporition Qinhuangdao Co．，Ltd．，Qinhuangdao Hebei 066000，China）

iron concentrate；magnetic pyrite；flotation desulphurization

Based on the reagent system and separation process，flotation desulphurization experiment research on iron concentrate with 1．59%sulfur in magnetic pyrite in Inner Mongolia．The result shows that using sulfuric acid as regulators，cupric sulfate as activator，butyl xanthate as collectors，using a flotation technological processes of one－roughing and four－concentration，iron concentrate with sulfur content 0．35%，and 21．12%sulfur recovery rate is obtained，and the grade of the iron concentrate is 67．59%．

TD951

A

2095－2716（2016）04－0013－06

2016－04－13

2016－09－19