某銅礦山鐵精礦產品脫硫工藝研究與技術改造

閆德利

（銅陵有色設計研究院有限責任公司，安徽 銅陵 244000）

銅陵地區某銅礦采用半優先半混合工藝選銅，混浮尾礦pH值8.9、含硫4.5%左右，硫礦物主要為磁黃鐵礦。生產中采用銅尾礦磁粗選－鐵粗精再磨－磁精選—脫硫浮選得到的鐵精礦。脫硫浮選所得鐵精礦硫品位在1.5%左右。為降低鐵精礦硫品位，礦山采取了不少措施，如添加硫酸銅，分段加藥等措施，但鐵精礦含硫仍不穩定，平均仍大于1%。為進一步查清影響鐵精礦降硫的因素，對鐵精礦脫硫作業進行了考查，并制定了改造方案，旨在降低鐵精礦含硫量，以提高鐵精礦質量，提高資源利用率[1-3]。

1 礦石性質和生產現狀

為查明鐵原礦中主要元素及鐵的主要狀態，進行了多元素及鐵物相分析，分析結果見表1及表2。脫硫泡沫、鐵精礦和總尾礦多元素分析見表3～表5。

表1 鐵原礦多元素分析結果/%

表2 鐵原礦鐵物相分析結果/%

表3 脫硫泡沫多元素分析結果/%

表4 鐵精礦多元素分析結果/%

表5 總尾礦多元素分析結果/%

表6 鐵粗精礦粒度分析結果/%

鐵粗精礦及鐵粗精礦再磨旋流器分級溢流粒度組成結果分別見表6和表7。

表7 鐵粗精再磨旋流器溢流粒度分析結果/%

由鐵物相分析知，鐵礦物主要以磁鐵礦的形式存在，占全鐵的77.0%左右，其次為赤褐鐵礦和磁黃鐵礦，分為占全鐵的10.52%和5.92%。脈石礦物以硅酸鹽礦物為主，占30%左右。

礦山現有脫硫浮選系統為兩段選別，設備由2臺φ2m攪拌桶和10槽2.8m3浮選機組成，見圖1。采用硫酸調整礦漿pH值，丁基黃藥作捕收劑（其用量95g/t）。經計算，脫硫攪拌桶攪拌時間約為3min；脫硫浮選時間約14min，藥劑作用時間及脫硫浮選時間均不足[4]。

為查明影響鐵精礦脫硫指標的主要因素，利用現場生產礦漿樣品，進行了礦漿pH值、活化劑種類及用量、捕收劑種類和用量、浮選時間等小型試驗，試驗結果說明：

（1）礦漿pH值必須保證5.0以下，磁黃鐵礦才能得到有效活化。

（2）添加硫酸銅有利于鐵精礦中硫品位的降低，且硫酸銅分段添加和一段添加對浮選效果影響不大；采用分段添加捕收劑的措施有利于磁黃鐵礦的浮選回收。

（3）隨著脫硫浮選時間的延長，鐵精礦含硫可有效降低。

（4）現場礦漿pH值保持在5.0左右為宜。pH值過高達不到活化效果，不利于磁黃鐵礦的浮選，pH值過低既腐蝕設備又造成硫酸大量消耗，而增加生產成本。

圖1 礦山鐵精礦脫硫系統現狀圖

2 改造方案

根據礦石性質分析和試驗研究結果，針對鐵精礦脫硫系統目前存在的藥劑攪拌及浮選時間不足等問題，提出改造方案如下：

在脫硫浮選車間新增一段脫硫浮選作業，包括2臺攪拌槽、6臺8m3浮選機及相關輔助配套設備。礦漿通過泵送至新增1#攪拌桶，1#攪拌桶內加硫酸活化后自流至2#攪拌桶，2#攪拌桶內加入丁基黃藥和2#油等藥劑后，自流至新增浮選機，浮選泡沫產品原有泡沫產品合并，浮選尾礦自流至原有兩段選別流程，見圖2。調整后的脫硫流程浮選時間及藥劑攪拌時間均得到增加，能有效提升脫硫作業效果。

圖2 改造后鐵精礦脫硫系統設備聯系圖

2.1 改造規模和指標

改造工藝設計處理磁精選粗精礦1200t/d，工作制度：8h/班，3班/天。設計指標見表8。

表8 改造產品方案和指標表

2.2 設備選擇和計算

根據現場生產經驗和試驗數據，磁精選粗精礦脫硫活化時間和浮選時間的延長，均有利于脫硫指標的提高，新增攪拌桶、浮選機等設備計算見表9和10。

計算進入攪拌桶礦漿量約115m3/h（濃度40%），選用φ3.5m攪拌桶，有效容積30m3，單臺攪拌桶活化時間由原3min左右提高至約15min。

表9 攪拌設備

浮選機選用適合重、粗顆粒浮選的CLF型浮選機，現場能布置6臺CLF-8浮選機，總幾何容積48m3，總新增浮選時間約為21min。

表10 浮選設備明細表

同時，為提高浮選機鼓風效果，新增鼓風機2臺，1開1備。新增渣漿泵和其它輔助設備若干[5-8]。

3 改造效果

3.1 投資

鐵精礦脫硫技術改造總投資包括脫硫工藝改造直接工程費，勘察、監理、設計和調試等其它費用?？偼顿Y333.59萬元，詳見表11。

表11 改造費用列表

Ⅱ其他費用合計 37.36 37.36改造總投資 89.84 153.59 52.80 37.36 333.59

3.2 生產指標

改造結束后，鐵精礦含硫品位由年平均1.5%左右降低至0.5%～0.8%，鐵精礦品質得到了極大的提高，改造效果良好。改造前后鐵精礦指標見表12。

表12 改造前、后鐵精礦指標表

3.3 經濟效益

改造結束后，鐵精礦脫硫工藝年增加成本約133.7萬元（見表13），年減少因硫品位超標而造成的鐵精礦價格扣減約458萬元（過去3年平均值）。改造產生經濟效益458-133.7=324.3萬元，經濟效益明顯。

表13 鐵精礦脫硫系統增加年生產成本

4 結語

某礦山選銅尾礦經磁粗選－鐵粗精再磨－磁精選—脫硫浮選得到的鐵精礦。脫硫浮選所得鐵精礦硫品位在1.5%左右。超過鐵精礦產品含硫指標要求。為降低鐵精礦硫品位，礦山采取了不少措施，如添加硫酸銅，分段加藥等措施，但鐵精礦中含硫品位扔不穩定。試驗研究證明，礦漿pH值保持5.0左右時，延長磁黃鐵礦活化時間和浮選時間，可以有效降低鐵精礦含硫。經改造，鐵脫硫系統增加φ3.5m攪拌桶2臺，CLF-8m3浮選機6臺，將礦漿活化時間由3min左右提高至約15min，浮選時間由10分鐘左右提高至約21分鐘。鐵精礦脫硫效果得到明顯改善。鐵精礦平均含硫由1.5%左右降至1.0%以下，滿足了鐵精礦產品質量要求。同時，為礦山年增效約324.3萬元，經濟效益顯著。

隨著環保要求日益嚴格，鐵精礦產品含硫超標不僅影響產品銷售，亦將提高下游企業的環保成本，影響行業整體效益。因此，無論從技術經濟角度，還是環境保護角度，本次改造均具有良好的效益。