陜西某含硫磁鐵礦選礦試驗(yàn)

靳建平　李　英　吳天驕　萬宏民

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

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陜西某含硫磁鐵礦選礦試驗(yàn)

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(zhì)研究院有限公司；2.陜西省礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心；3.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院)

摘要陜西某含硫鐵礦中磁黃鐵礦與磁鐵礦嵌布關(guān)系密切，在礦石性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了選礦工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)研究表明：在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 50%的條件下進(jìn)行弱磁選，磁性產(chǎn)品再磨至-0.074 mm 90%后，用稀硫酸調(diào)整pH值，硫酸銅為活化劑，丁基黃藥和YC為組合捕收劑，經(jīng)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(zhì)鐵精礦。該工藝流程及藥劑制度對(duì)具有類似礦石性質(zhì)的硫鐵礦脫硫具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞含硫磁鐵礦磁選反浮選組合捕收劑

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，煉鐵企業(yè)為追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)鐵精礦質(zhì)量提出了越來越高的要求。雜質(zhì)硫含量是鐵精礦的一個(gè)重要指標(biāo)，硫含量的高低直接影響鐵精礦的質(zhì)量及價(jià)格[1]。我國鐵礦資源具有貧礦多、富礦少、礦物嵌布粒度細(xì)、雜質(zhì)硫、磷高的特點(diǎn)，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(yàn)針對(duì)全鐵品位為29.35%、硫含量為0.92%的含硫磁鐵礦石進(jìn)行選礦試驗(yàn)，確定了適于處理該類鐵礦石的技術(shù)條件和選別工藝，為該類礦石的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

1礦石性質(zhì)

1.1原礦化學(xué)成分分析

原礦化學(xué)多元素及鐵物相分析結(jié)果見表1、表2。

表1原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

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表2原礦鐵物相分析結(jié)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(jià)值，雜質(zhì)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(xì)鑒定，礦石礦物組成及相對(duì)含量見表3。

表3礦石礦物組成及相對(duì)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(jí)為主，占65.59%；其中0.04～0.08 mm粒級(jí)含量占25.68%，其次為0.02～0.04 mm及0.01～0.02 mm粒級(jí)，粒級(jí)含量分別為19.88%和13.13%；+0.08 mm 粒級(jí)含量相對(duì)較少，占總含量的34.41%。總體來說，磁鐵礦粒度相對(duì)較細(xì)。

2選礦試驗(yàn)研究

由礦石性質(zhì)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(yàn)的關(guān)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(qiáng)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(qiáng)化磁黃鐵礦浮選的關(guān)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(yàn)

2.1.11段細(xì)磨或粗精礦再磨流程試驗(yàn)

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(xì)，對(duì)磨礦細(xì)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(jìn)行細(xì)磨。細(xì)磨流程主要有1段細(xì)磨或粗精礦再磨試驗(yàn)流程。試驗(yàn)流程見圖1、圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖1　1段細(xì)磨流程

圖2　粗精礦再磨流程

表4磁選試驗(yàn)結(jié)果

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由表4可知，2個(gè)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(shí)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(diǎn)。因此，采用粗精礦再磨磁選流程較為合理。

2.1.21段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

試驗(yàn)考察粗磨細(xì)度對(duì)分選指標(biāo)的影響，以磨礦細(xì)度為變量，在95.54 kA/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度下進(jìn)行弱磁選，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3　1段磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見，隨著磨礦細(xì)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(shì)；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果并參照我國選礦廠生產(chǎn)實(shí)踐，確定最適宜的粗磨細(xì)度為-0.074 mm 50%。

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 50%的條件下進(jìn)行粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)，考察磁場(chǎng)強(qiáng)度為79.58，95.54，112，128 kA/m時(shí)對(duì)鐵精礦指標(biāo)的影響，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.54 kA/m。

2.1.3再磨細(xì)度試驗(yàn)

對(duì)1段磨礦細(xì)度為-0.074 mm 50%的磁選精礦進(jìn)行再磨細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4　再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

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

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 50%，粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.54 kA/m，再磨細(xì)度為-0.074 mm 90%的條件下進(jìn)行精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，最終確定粗選磁場(chǎng)強(qiáng)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(yàn)的關(guān)鍵。

2.2浮選試驗(yàn)

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

2.2.1浮選活化劑條件試驗(yàn)

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(jìn)行了活化劑種類及用量試驗(yàn)。活化劑選擇了碳酸鈉、硫酸銅、硫化鈉、 MHH-1、草酸等，并進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)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(diào)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(jīng)1粗1掃流程，進(jìn)行活化劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5　活化劑用量試驗(yàn)結(jié)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(dāng)硫酸銅用量大于500 g/t時(shí)，硫含量變化不大，此時(shí)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(yàn)

試驗(yàn)考察了丁基黃藥和YC組合捕收劑對(duì)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(jìn)行了捕收劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6　捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可見，當(dāng)丁基黃藥和YC組合捕收劑用量為(30+10)g/t時(shí)，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(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整浮選藥劑制度進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及藥劑制度見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

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3產(chǎn)品考查

對(duì)最終鐵精礦進(jìn)行質(zhì)量分析，分析結(jié)果見表6。

表6鐵精礦質(zhì)量分析結(jié)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(yàn)流程

4結(jié)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(guān)系密切，相互包裹交代，磁鐵礦嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，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(qiáng)磁性、可浮性較差、易氧化、易泥化等特點(diǎn)，在浮選作業(yè)中，除對(duì)其進(jìn)行活化、增強(qiáng)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(shí)還能降低黃藥的用量。

(3)試驗(yàn)最終推薦階段磨礦—磁選—浮選試驗(yàn)流程，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 50%的條件下進(jìn)行弱磁選，磁性產(chǎn)品再磨至-0.074 mm 90%后，用稀硫酸調(diào)整pH值，硫酸銅為活化劑，丁基黃藥和YC為組合捕收劑，經(jīng)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(zhì)鐵精礦。

參考文獻(xiàn)

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(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(hào)。