豫西某高硫低銅鐵礦石銅硫尾礦選鐵試驗

呂 良 馬 馳 郭珍旭 岳鐵兵 李文軍 劉 磊(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點實驗室，河南 鄭州 450006；3.東北大學資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110819)

豫西某高硫低銅鐵礦石銅硫尾礦選鐵試驗

呂 良1，2，3馬 馳1，2郭珍旭1，2岳鐵兵1，2李文軍1，2劉 磊1，2
(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點實驗室，河南 鄭州 450006；3.東北大學資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110819)

鐵品位為26.06%的銅硫浮選尾礦中殘存有少量難浮磁黃鐵礦，弱磁選回收其中的磁鐵礦時，該部分磁黃鐵礦因磁性較強而進入鐵精礦中，導致鐵精礦硫含量嚴重超標。為了獲得合格鐵精礦，對銅硫浮選尾礦弱磁選鐵精礦進行了反浮選脫硫試驗研究。結果表明，采用1粗1精1掃、中礦順序返回閉路流程處理鐵品位為63.14%、硫含量達2.05%弱磁選精礦，最終獲得了鐵品位為64.53%、含硫0.28%、鐵回收率為47.09%的合格鐵精礦。弱磁選鐵精礦反浮選脫硫效果良好，可作為現場改造的依據。

弱磁選精礦 磁鐵礦 磁黃鐵礦 反浮選脫硫

豫西某高硫低銅鐵礦石銅、硫、鐵品位分別為0.33%、9.84%、28.54%，現場采用抑硫浮銅—銅尾礦活化浮硫—浮硫尾礦弱磁選鐵的工藝流程，獲得的銅精礦銅品位為18.75%、回收率為58.57%，硫精礦硫品位為38.89%、回收率為88.26%，鐵精礦鐵品位為60.57%、回收率為36.56%、含硫為2.37%。現場鐵精礦硫含量嚴重超標，影響生產的正常進行。為改變生產、經營上的被動局面，對該礦石進行了選礦試驗研究，銅硫回收試驗研究情況在文獻[1]中進行了報道，本研究將介紹選鐵試驗情況。

文獻[1]表明，銅硫浮選尾礦鐵品位為26.06%，主要鐵礦物有磁鐵礦，磁黃鐵礦、赤褐鐵礦及黃鐵礦少量，進一步的探索試驗表明，赤褐鐵需細磨深選才能獲得鐵品位為60%以上的鐵精礦，但回收率很低，沒有經濟價值，因此，試驗將僅研究磁性鐵的回收。

1 銅硫浮選尾礦弱磁選選鐵

弱磁選選鐵的給礦為銅硫浮選試驗的尾礦，試驗確定的1次弱磁粗選磁場強度為95.54 kA/m，試驗結果見表1。

表1 弱磁粗選試驗結果
Table 1 Results of rough low intensity magnetic separation %

產 品產 率品 位FeS回收率FeS弱磁選精礦21.9963.142.0553.2866.29弱磁選尾礦78.0115.610.2946.7233.71銅硫浮選尾礦100.0026.060.68100.00100.00

從表1可見，弱磁選精礦鐵品位達63.14%、硫含量占2.05%，鐵品位略高于現場鐵精礦鐵品位，硫品位雖低于現場鐵精礦硫品位，但仍大大超出合格鐵精礦硫含量要求。因此，對弱磁選鐵精礦開展降硫研究很有必要。

2 弱磁選精礦的性質與硫含量超標原因分析

2.1 主要化學成分分析

弱磁選精礦主要化學成分分析結果見表2。

表2 弱磁選精礦主要化學成分分析結果
Table 2 Main chemical analysis results of LIMS iron concentrate %

成 分FeSSiO2MgOAl2O3含 量63.142.052.144.700.81成 分AsZnNa2OCuPb含 量0.040.040.020.010.01

從表2可見，弱磁選精礦的主要雜質成分為S、SiO2、MgO、Al2O3等，其余成分含量均較低。

2.2 鐵物相分析

弱磁選精礦鐵物相分析結果見表3。

表3 弱磁選精礦鐵物相分析結果
Table 3 Iron phase analysis of LIMS iron concentrate %

鐵物相含 量分布率磁鐵礦中的鐵57.6091.22赤褐鐵0.130.21磁黃鐵礦中的鐵2.614.14黃鐵礦中的鐵0.340.54硅酸鐵1.211.92碳酸鐵1.241.97總 鐵63.13100.00

由表3可見，弱磁選精礦中主要鐵礦物為磁鐵礦，磁黃鐵礦、硅酸鐵、碳酸鐵和黃鐵礦等少量，硫主要賦存在磁黃鐵礦和黃鐵礦中，以磁黃鐵礦為主。

2.3 硫含量超標原因分析

弱磁選精礦中磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等主要礦物單體解離程度均較高，硫超標的主要原因是鐵精礦中磁黃鐵礦含量較高。這些磁性較強、粒度在0.1～0.005 mm(以0.02 mm左右為主)的磁黃鐵礦，在銅硫混浮作業中屬于難活化、難捕收礦物(見圖1)。探索試驗證明，一味加強銅硫混浮作業的脫硫效果，既不高效、也不經濟。因此，有必要開展弱磁選鐵精礦反浮選脫硫研究。

圖1 弱磁選精礦顯微鏡下照片

3 脫硫反浮選試驗結果與討論

3.1 活化劑種類試驗

磁黃鐵礦表面易氧化是影響其上浮的根本原因，因此，選擇合適的活化劑是提高脫硫效果的關鍵。

活化劑種類試驗采用1次粗選流程，試驗固定捕收劑異戊基黃藥用量為3 000 g/t，2號油為60 g/t，試驗的鐵精礦指標見表4。

表4 活化劑種類試驗鐵精礦指標Table 4 Iron concentrate index of various activators tests

從表4可見，氟硅酸鈉脫硫效果較好，因此，選擇氟硅酸鈉為活化劑。

3.2 氟硅酸鈉用量試驗

氟硅酸鈉用量試驗的異戊基黃藥用量為3 000 g/t，2號油為60 g/t，試驗的鐵精礦指標見表5。

表5 氟硅酸鈉用量試驗鐵精礦指標Table 5 Iron concentrate index on dosage of sodium fluosilicate

從表5可見，隨著氟硅酸鈉用量的增加，鐵精礦硫品位和硫回收率呈先快后慢的下降趨勢。綜合考慮，確定氟硅酸鈉用量為750 g/t。

3.3 異戊基黃藥用量試驗

異戊基黃藥用量試驗的氟硅酸鈉用量為750 g/t，2號油為60 g/t，試驗的鐵精礦指標見表6。

從表6可見，增加異戊基黃藥用量，鐵精礦硫品位和回收率下降。因此，確定異戊基黃藥用量為3 000 g/t。

表6 異戊基黃藥用量試驗鐵精礦指標Table 6 Iron concentrate index on dosage of sodium isoamylxanthate

4 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上擬定了圖2所示的閉路試驗流程，試驗結果見表7。

圖2 反浮選脫硫閉路流程

產 品產 率品 位FeS回收率FeS鐵精礦19.0264.530.2847.097.83高硫雜質2.9754.2713.376.1958.46弱磁選尾礦78.0115.610.2946.7233.71銅硫浮選尾礦100.0026.050.68100.00100.00

由表7可見，采用圖2所示的閉路試驗流程，可獲得鐵品位為64.53%、含硫0.28%、鐵回收率為47.09%的合格鐵精礦。

5 結 語

(1)鐵品位為26.06%的銅硫浮選尾礦中的主要鐵礦物為磁鐵礦，赤褐鐵礦、磁黃鐵礦及黃鐵礦少量，有回收價值的鐵礦物為磁鐵礦。

(2)銅硫浮選尾礦經弱磁選，獲得的鐵精礦鐵品位達63.14%、硫含量占2.05%，主要含硫礦物為磁黃鐵礦，這些磁黃鐵礦大多在銅硫混浮時難以上浮，在銅硫混浮作業去強化它們的上浮，既不經濟、效果也不好。因此，選擇對弱磁選鐵精礦進行反浮選降硫。

(3)試驗采用1粗1精1掃、中礦順序返回閉路浮選流程處理弱磁選精礦，可獲得鐵品位為64.53%、含硫0.28%、鐵回收率為47.09%的合格鐵精礦。

[1] 呂 良，馬 馳，郭珍旭，等.豫西某高硫低銅鐵礦石銅硫回收試驗[J].金屬礦山，2014(11)：62-66. Lu Liang，Ma Chi，Guo Zhenxu，et al.Recovery of copper and sulphur from polymetallic iron ore with high sulphur and low copper content[J].Metal Mine，2014(11)：62-66.

[2] 馬華麟.現代鐵礦石選礦[M].合肥：中國科學技術出版社.2009. Ma Hualin.Modern Mineral Processing of Iron Ores[M].Hefei:University of Science and Technology China Press，2009.

[3] 廖瑞虎，蔡正安.采用MHH-1活化鐵礦粉中磁黃鐵礦的生產實踐[J].化工礦物與加工，2008(10)：8-9. Liao Ruihu，Cai Zheng′an.Production practice of activation of pyrrhotite in iron ore powder using MHH-1 activator[J].Industrial Minerals & Processing，2008(10)：8-9.

[4] 廖 祥，劉艷杰，許 蕊，等．福建某超貧磁鐵礦弱磁精反浮選提鐵降硅試驗[J]．金屬礦山，2013(5)：75-77. Liao Xiang，Liu Yanjie，Xu Rui，et al.Experiments on reverse flotation of concentrate of low intensity magnetic separation for iron increasing and silicon reducing of ultra-low-grade magnetite in Fujian[J].Metal Mine，2013(5):75-77.

[5] 于慧梅，王化軍.包鋼選廠高硫磁選鐵精礦反浮選脫硫試驗研究[J].金屬礦山，2012(1)：63-66. Yu Huimei，Wang Huajun.Experimental research on desulphurization of high sulphur iron concentrate from Baogang Concentrator by reverse flotation[J].Metal Mine，2012(1)：63-66.

[6] 孫 放.某含銅硫磁鐵礦石合理選礦工藝研究[J].金屬礦山，2012(10)：70-74. Sun Fang.Suitable dressing process of a magnetite ore with copper and sulfur[J].Metal Mine，2012(10)：70-74.

[7] 程建忠，劉占全，耿鄭州，等.高硫磁鐵礦浮選脫硫工藝及機理研究現狀[J].礦產保護與利用，2013(5)：51-54. Cheng Jianzhong，Liu Zhanquan，Geng Zhengzhou，et al.Research status on flotation desulfurization process and mechanism of high sulfur-contained magnetite[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources，2013(5)：51-54.

[8] 牛艷萍，許洪峰.多金屬高硫磁鐵礦的選礦試驗研究[J].有色金屬:選礦部分，2009(2):23-25. Niu Yanping，Xu Hongfeng.Study on experiment of multi-metal high sulphur magnetite ore[J].Nonferrous Metals:Mineral Processing Section，2009(2):23-25.

[9] 孟光棟，趙通林.伊朗含硫磁鐵礦選礦工藝研究[J].中國礦業， 2013(11):104-106. Meng Guangdong，Zhao Tonglin.Study on beneficiation of high-sulfur iron ore in Iran[J].China Mining Magazine，2013(11):104-106.

[10] 胡海祥，李 廣，劉 俊，等.某銅硫鐵復雜多金屬礦分選新工藝試驗研究[J].礦山機械，2012(9):87-91. Hu Haixiang，Li Guang，Liu Jun，et al.Experimental study on new beneficiation technology for a multi-metal ore bearing copper sulfur and iron[J].Mining & Processing Equipment，2012(9):87-91.

(責任編輯 羅主平)

Iron Recovery from Copper and Sulfur Flotation Tailings of a High Sulfur and Low Copper Iron Ore in Western Henan

Lu Liang1，2，3Ma Chi1，2Guo Zhenxu1，2Yue Tiebing1，2Li Wenjun1，2Liu Lei1，2
(1.ZhengzhouInstituteofMultipurposeUtilizationofMineralResources，ChineseAcademyofGeologicalSciences，Zhengzhou450006，China; 2.KeyLaboratoryofEvaluationandMultipurposeUtilizationofPolymetallicOreofMinistryofLandandResources，Zhengzhou450006，China；3.CollegeofResourcesandCivilEngineering,NortheasternUniversity，Shenyang110819，China)

There is little difficult-to-float pyrrhotite residual in copper and sulfur flotation tailings with iron grade of 26.06%,which will go to iron concentrate for its high magnetism during low intensity magnetic separation process,and cause sulfur content beyond the standard.In order to achieve qualified iron concentrate,desulfuration of iron concentrate from low intensity magnetic separation(LIMS) by reverse flotation is conducted.Results show that,through closed circuit process of one roughing-one cleaning-one scavenging and middles back to the flow-sheet in turn to deal with LIMS concentrate with 63.14% iron and 2.05% sulfur,qualified iron concentrate with iron grade of 64.53%,sulfur grade of 0.28% and iron recovery of 47.09% is achieved.Desulfuration of reverse flotation for LIMS iron concentrate has good index and can provide reference for on-site process transformation.

LIMS iron concentrate,Magnetite,Pyrrhotite,Desulfuration by reverse flotation

2014-10-11

中國地質調查局地質調查工作項目(編號：12120113088600)。

呂 良(1978—)，男，工程師，博士研究生。

TD924.1+2,TD923+.7

A

1001-1250(2015)-01-154-03