陕西某含硫磁铁矿选矿试验

靳建平　李　英　吴天骄　万宏民

(1.西安西北有色地质研究院有限公司；2.陕西省矿产资源综合利用工程技术研究中心；3.东北大学资源与土木工程学院)



陕西某含硫磁铁矿选矿试验

靳建平1,2,3李英1,2吴天骄1,2万宏民1,2

(1.西安西北有色地质研究院有限公司；2.陕西省矿产资源综合利用工程技术研究中心；3.东北大学资源与土木工程学院)

摘要陕西某含硫铁矿中磁黄铁矿与磁铁矿嵌布关系密切，在矿石性质研究的基础上进行了选矿工艺试验。试验研究表明：在磨矿细度为-0.074 mm 50%的条件下进行弱磁选，磁性产品再磨至-0.074 mm 90%后，用稀硫酸调整pH值，硫酸铜为活化剂，丁基黄药和YC为组合捕收剂，经1粗1精1扫的反浮选脱硫工艺，最终获得了含铁66.90%、含硫0.18%、铁回收率为60.64%的优质铁精矿。该工艺流程及药剂制度对具有类似矿石性质的硫铁矿脱硫具有一定的参考价值。

关键词含硫磁铁矿磁选反浮选组合捕收剂

在市场经济条件下，炼铁企业为追求更高的经济效益，对铁精矿质量提出了越来越高的要求。杂质硫含量是铁精矿的一个重要指标，硫含量的高低直接影响铁精矿的质量及价格[1]。我国铁矿资源具有贫矿多、富矿少、矿物嵌布粒度细、杂质硫、磷高的特点，因此降低铁精矿中的硫含量，满足炼铁和炼钢要求是含硫铁矿开发利用的重要课题[2]。为此，试验针对全铁品位为29.35%、硫含量为0.92%的含硫磁铁矿石进行选矿试验，确定了适于处理该类铁矿石的技术条件和选别工艺，为该类矿石的开发利用奠定了基础。

1矿石性质

1.1原矿化学成分分析

原矿化学多元素及铁物相分析结果见表1、表2。

表1原矿化学多元素分析结果

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表2原矿铁物相分析结果

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由表1、表2可知，矿石中除铁以外，其他元素不具有工业利用价值，杂质硫含量较高；试样中铁主要以磁铁矿形式存在，其占有率为64.95%。

1.2矿石矿物组成

通过显微镜详细鉴定，矿石矿物组成及相对含量见表3。

表3矿石矿物组成及相对含量

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1.3磁铁矿的粒度分布

磁铁矿的粒度变化范围较大，以-0.08 mm粒级为主，占65.59%；其中0.04～0.08 mm粒级含量占25.68%，其次为0.02～0.04 mm及0.01～0.02 mm粒级，粒级含量分别为19.88%和13.13%；+0.08 mm 粒级含量相对较少，占总含量的34.41%。总体来说，磁铁矿粒度相对较细。

2选矿试验研究

由矿石性质研究可知，矿石中主要回收矿物为磁铁矿，含硫矿物主要是磁黄铁矿，其次为黄铁矿。因此，试验的关键是磁铁矿与磁黄铁矿的有效分离。磁铁矿与磁黄铁矿同属强磁性矿物，磁选分离几乎是不可能的。另外磁黄铁矿是较难浮、容易被抑制的硫化铁矿物[3-5]，选择有效的捕收剂、合理使用活化剂是强化磁黄铁矿浮选的关键措施。因此，要有效降低磁铁矿中硫的含量，采用磁—浮联合流程较为合理。

2.1磁选试验

2.1.11段细磨或粗精矿再磨流程试验

部分磁铁矿与磁黄铁矿连生或包裹，两者之间嵌布粒度较细，对磨矿细度为-0.074 mm 70%条件下的磁选粗精矿镜下鉴定发现，粗精矿中磁铁矿与磁黄铁矿以连生为主。因此，要使磁黄铁矿与磁铁矿最大限度单体解离，必须进行细磨。细磨流程主要有1段细磨或粗精矿再磨试验流程。试验流程见图1、图2，试验结果见表4。

图1　1段细磨流程

图2　粗精矿再磨流程

表4磁选试验结果

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由表4可知，2个流程铁精矿硫含量相差不大，但粗精矿再磨工艺铁品位较高，同时粗精矿再磨工艺具有后续作业处理量少、成本低、工艺流程宜控制等优点。因此，采用粗精矿再磨磁选流程较为合理。

2.1.21段磨矿细度试验

试验考察粗磨细度对分选指标的影响，以磨矿细度为变量，在95.54 kA/m的磁场强度下进行弱磁选，试验结果见图3。

图3　1段磨矿细度试验结果

由图3可见，随着磨矿细度的增加，铁精矿中铁品位及硫含量变化不明显，全铁回收率呈升高趋势；根据试验结果并参照我国选矿厂生产实践，确定最适宜的粗磨细度为-0.074 mm 50%。

在磨矿细度为-0.074 mm 50%的条件下进行粗选磁感应强度试验，考察磁场强度为79.58，95.54，112，128 kA/m时对铁精矿指标的影响，根据试验结果，确定粗选磁场强度为95.54 kA/m。

2.1.3再磨细度试验

对1段磨矿细度为-0.074 mm 50%的磁选精矿进行再磨细度试验，试验结果见图4。

图4　再磨细度试验结果

由图4可见，随着再磨细度的增加，铁精矿中铁品位呈升高趋势，硫含量变化不明显，全铁回收率呈降低趋势；最终确定再磨细度为-0.074 mm 90%。

在磨矿细度为-0.074 mm 50%，粗选磁场强度为95.54 kA/m，再磨细度为-0.074 mm 90%的条件下进行精选磁场强度试验，最终确定粗选磁场强度为79.62 kA/m。磁选铁精矿镜下鉴定发现，磁黄铁矿主要以单体为主。因此，磁铁矿与磁黄铁矿的有效分离是下一步试验的关键。

2.2浮选试验

浮选试验的关键是解决磁铁矿与磁黄铁矿的有效分离问题。多年来，国内外科研工作者就磁黄铁矿浮选特性进行了大量的研究工作。此试验根据矿石性质，结合现有的研究基础，进行了反浮选脱硫试验。

2.2.1浮选活化剂条件试验

由于磁选精矿中含硫矿物主要为磁黄铁矿，为提高磁黄铁矿浮选活性，进行了活化剂种类及用量试验。活化剂选择了碳酸钠、硫酸铜、硫化钠、 MHH-1、草酸等，并进行了对比试验。试验结果表明，该矿石用硫酸铜作为磁黄铁矿活化剂选硫效果明显优于其他几种药剂，故选择硫酸铜作为活化剂。

控制矿浆pH值约为6.0(稀硫酸调浆)，硫酸铜为活化剂，丁黄药及YC为捕收剂，用量为(100+25) g/t，2#油为起泡剂，用量为10 g/t,磁选粗精矿经1粗1扫流程，进行活化剂用量试验，试验结果见图5。

图5　活化剂用量试验结果

由图5可见，随着硫酸铜用量的增加，铁精矿中的硫含量降低，当硫酸铜用量大于500 g/t时，硫含量变化不大，此时铁品位较高。因此，硫酸铜用量确定为500 g/t。

2.2.2浮选捕收剂用量试验

试验考察了丁基黄药和YC组合捕收剂对脱硫效果的影响，固定矿浆pH值为6.0、硫酸铜为500 g/t、2#油用量为10 g/t进行了捕收剂用量试验，试验结果见图6。

图6　捕收剂用量试验结果

由图6可见，当丁基黄药和YC组合捕收剂用量为(30+10)g/t时，所得铁精矿硫含量较低，再增大用量，硫含量变化不大，故确定组合捕收剂丁基黄药+YC的用量为(30+10)g/t。

2.2.3闭路试验

在条件试验的基础上，适当调整浮选药剂制度进行闭路试验，试验流程及药剂制度见图7，试验结果见表5。

表5浮选闭路试验结果

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3产品考查

对最终铁精矿进行质量分析，分析结果见表6。

表6铁精矿质量分析结果

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由表6可知，该铁精矿为C67及I类铁精矿。

图7　浮选闭路试验流程

4结论

(1)陕西某含硫磁铁矿原矿中铁矿物主要是磁铁矿，含硫铁矿主要是磁黄铁矿，其次为黄铁矿。部分磁铁矿与磁黄铁矿嵌布关系密切，相互包裹交代，磁铁矿嵌布粒度相对较细，采用阶段磨矿工艺可节省磨矿能耗，更适合处理该类矿石。

(2)含硫矿物磁黄铁矿具有较强磁性、可浮性较差、易氧化、易泥化等特点，在浮选作业中，除对其进行活化、增强其可浮性外，辅助捕收剂YC不仅能将铁精矿中的硫品位从0.3%降到0.2%以下，同时还能降低黄药的用量。

(3)试验最终推荐阶段磨矿—磁选—浮选试验流程，在磨矿细度为-0.074 mm 50%的条件下进行弱磁选，磁性产品再磨至-0.074 mm 90%后，用稀硫酸调整pH值，硫酸铜为活化剂，丁基黄药和YC为组合捕收剂，经1粗1精1扫的反浮选脱硫工艺，最终获得了含铁66.90%、含硫0.18%、铁回收率为60.64%的优质铁精矿。

参考文献

[1]余永富.国内外铁矿选矿技术进展及对炼铁的影响[J].矿冶工程，2004(2):26-29.

[2]孟宪瑜.磁铁矿与磁黄铁矿的浮选分离的试验研究[J].有色矿冶，2011(5):16-17

[3]赵志强，戴惠新.云南某高硫铁矿石深度降硫试验研究[J].金属矿山，2007(8)：31-33.

[4]邱廷省，赵冠飞，朱冬梅，等.含硫铁矿石脱硫技术研究现状[J].矿山机械，2013，41(3)：12-16.

[5]王奉水，林俊领，朱国庆.新疆某磁铁矿选铁脱硫试验研究[J].金属矿山，2010 (7):47-50.

(收稿日期2015-12-14)

靳建平(1984—)，男，工程师，710054 陕西省西安市西影路25号。