某含硫磁鐵礦反浮選除硫工藝流程探索

劉行 孫文祥

摘 要：隨著資源日益枯竭，越來越多的鐵礦石呈現出入選品位低，含雜高的特點。細粒嵌布磁鐵礦主要分布于遼寧、河南、新疆等地[1]。高硫磁鐵礦因其鐵精礦中硫含量超標，而不能直接為高爐冶煉所利用。在資源日趨緊張的形式之下，如何更好的利用該類型的含硫磁鐵礦，如何更有效地降低鐵精礦中硫含量是一個具有現實意義的研究課題。

關鍵詞：含硫磁鐵礦；反浮選；除硫

高硫磁鐵礦其中硫的存在形式主要以黃鐵礦和磁黃鐵礦為主。由于黃鐵礦無磁性，在磁選過程中將進入到磁選尾礦中，對鐵精礦質量影響較小；磁黃鐵礦由于具有強磁性，在磁選過程中將隨磁性鐵進入鐵精礦中，由此導致鐵精礦含硫超標。本文章結合內蒙某高硫磁鐵礦反浮選除硫的研究，探討高硫磁鐵礦的除硫方法。

1 礦石性質分析

礦石中Fe是主要的有用元素。通過顯微鏡下光、薄片鑒定、電子探針分析，礦石中含鐵氧化物主要是磁鐵礦，其次是赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦；含鐵硫化物主要是黃鐵礦和磁黃鐵礦等，含鐵硅酸鹽礦物主要是綠泥石，其次是綠簾石、角閃石等。其中可利用的鐵礦物主要是磁鐵礦。原礦經化學分析，含Fe 25.15%，含S 4.35%。

2 選礦工藝研究

2.1 試驗方案

原礦經磁選探索試驗后發現，在磨礦粒度-0.074mm含量65%條件下，經1000Gs弱磁選Fe品位即可達到60%以上，但鐵精礦中含硫3.52%。由此可見，該礦石選礦難點在于如何降低鐵精礦中硫含量。在下述試驗研究中，主要探討磁選后鐵精礦除硫的影響因素。由于高硫鐵精礦為弱磁選精礦，剩磁較大，存在磁絮凝現象，對反浮選效果有一定影響，脫磁后反浮選除硫效果略佳[2]。

2.2 磁選磨礦細度試驗

鐵精礦中硫含量降低的關鍵因素就是磨礦細度，只有將黃鐵礦、磁黃鐵礦等含硫礦物與磁鐵礦充分解離，才有可能在后續的弱磁選和反浮選過程中將其有效分離。試驗采用的磨礦細度為-0.074mm含量60%、65%、70%、75%、80%，磨礦后先采用1000Gs弱磁選選鐵，鐵精礦在進行反浮選。反浮選調漿添加H2SO4 2000g/t，活化劑CuSO4用量400g/t，捕收劑采用丁基黃藥，用量為80g/t，采用傳統的起泡劑2#油40g/t，浮選4分鐘，并進行兩次掃選。

通過試驗結果比較可以看出，在-0.074mm含量70%-80%之間，弱磁選尾礦中Fe含量相差不大，均在8%-9%之間；但在磨礦細度為-0.074mm含量75%條件下，磁選尾礦最終鐵精礦中硫含量較低，可降至1%以下。試驗確定采用該磨礦細度繼續進行其他條件研究。

2.4 調整劑選擇對比試驗

調整劑能夠改善礦漿中電荷性質，為捕收劑與目的礦物的吸附創造出更加有利的條件。該試驗采用H2SO4和Na2CO3兩種調整劑，分別將礦漿調至pH為6和9左右，考察在弱酸性礦漿和堿性礦漿中反浮選除硫的效果。試驗中將原礦磨至-0.074mm含量75%，首先經1000Gs弱磁選，對得到的鐵精礦進行反浮選。反浮選中H2SO4和Na2CO3的用量分別為2500g/t和2000g/t，活化劑CuSO4用量400g/t，仍然添加80g/t的丁基黃藥作為捕收劑，起泡劑2#油的用量為40g/t，浮選4分鐘，并進行兩次掃選。

由試驗結果看出，在酸性條件下浮選泡沫礦化較好，最終的鐵精礦中S含量降為0.68%。由于在酸性礦漿中磁黃鐵礦表面不會形成Fe（OH）2薄膜，不會阻礙磁黃鐵礦與捕收劑吸附，因此在酸性礦漿中磁黃鐵礦浮選效果更好。

2.5 捕收劑選擇

捕收劑的選擇是影響浮選效果的關鍵因素。捕收劑主要是提高礦物的疏水性，使礦物顆粒能很好地與氣泡吸附。在該試驗中，由于黃鐵礦不具有磁性，在弱磁選中大部分都進入到磁選尾礦中，因而對鐵精礦中的硫含量不會產生很大影響。反浮選的重點在于選取合適的捕收劑浮出鐵精礦中的磁黃鐵礦。試驗中采用的捕收劑為單一丁基黃藥60g/t、異戊基黃藥60g/t、丁基黃藥+柴油50g/t+20g/t作為對比，H2SO4用量為2500g/t、活化劑CuSO4用量400g/t，起泡劑2#油的用量為40g/t，浮選4分鐘。

通過對比發現，捕收劑采用丁基黃藥和柴油混合使用，效果較好，柴油能起到強化并捕收磁黃鐵礦的作用。在用量為50g/t+20g/t條件下，粗選硫精礦中S回收率65.85%，最終鐵精礦含S 0.51%。

2.6 捕收劑用量試驗

浮選中捕收劑用量過大，容易造成浮選泡沫中磁鐵礦夾帶嚴重，使磁鐵礦在硫精礦中流失過多；捕收劑用量不足，將直接導致最終鐵精礦含硫超標，影響處理除硫效果。針對丁基黃藥和柴油進行不同用量的考察，原礦磨至-0.074mm含量75%，首先經1000Gs弱磁選，鐵精礦反浮選試驗中丁基黃藥和柴油的用量分別為40+10g/t、50+20g/t、60+30g/t，H2SO4用量為2500g/t、活化劑CuSO4用量400g/t，起泡劑2#油的用量為40g/t。

根據試驗結果，在用量為、丁基黃藥+柴油60g/t+30g/t條件下反浮選效果較好，最終鐵精礦中含S降至0.35%。

3 總結

鐵精礦中硫含量是鐵精礦的一個重要指標，若鐵精硫含量過高，在燒結過程中必須加入大量石灰，這將導致入爐品位降低、渣量變大、高爐焦比升高等，這直接關系到生產出的鐵精礦能否被高爐冶煉所有效利用。

鐵精礦中的硫的存在形式主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦，其中黃鐵礦可通過磨礦與磁鐵礦充分解離后，在磁選過程中脫除；而分離鐵精礦中的磁黃鐵礦，浮選是目前最為常見、有效的方法。本次試驗礦石，采用H2SO4將礦漿調至酸性，CuSO4活化磁黃鐵礦，主要采用丁基黃藥作為捕收劑，柴油作為輔助捕收劑進行反浮選除硫，獲得了較好的指標。

參考文獻：

[1]劉杰，周順明，翟立委，劉炯天，曹亦俊.中國復雜難選鐵礦的研究現狀[J].中國礦業，2011，20（5）：63.

[2]楊書春，袁風香，沈臻，劉廣才，姚俊男.某嵌布粒度超細高硫鐵精礦反浮選除硫試驗[J].現代礦業，2013，12：98.