某含硫磁铁矿反浮选除硫工艺流程探索

刘行 孙文祥

摘 要：随着资源日益枯竭，越来越多的铁矿石呈现出入选品位低，含杂高的特点。细粒嵌布磁铁矿主要分布于辽宁、河南、新疆等地[1]。高硫磁铁矿因其铁精矿中硫含量超标，而不能直接为高炉冶炼所利用。在资源日趋紧张的形式之下，如何更好的利用该类型的含硫磁铁矿，如何更有效地降低铁精矿中硫含量是一个具有现实意义的研究课题。

关键词：含硫磁铁矿；反浮选；除硫

高硫磁铁矿其中硫的存在形式主要以黄铁矿和磁黄铁矿为主。由于黄铁矿无磁性，在磁选过程中将进入到磁选尾矿中，对铁精矿质量影响较小；磁黄铁矿由于具有强磁性，在磁选过程中将随磁性铁进入铁精矿中，由此导致铁精矿含硫超标。本文章结合内蒙某高硫磁铁矿反浮选除硫的研究，探讨高硫磁铁矿的除硫方法。

1 矿石性质分析

矿石中Fe是主要的有用元素。通过显微镜下光、薄片鉴定、电子探针分析，矿石中含铁氧化物主要是磁铁矿，其次是赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿；含铁硫化物主要是黄铁矿和磁黄铁矿等，含铁硅酸盐矿物主要是绿泥石，其次是绿帘石、角闪石等。其中可利用的铁矿物主要是磁铁矿。原矿经化学分析，含Fe 25.15%，含S 4.35%。

2 选矿工艺研究

2.1 试验方案

原矿经磁选探索试验后发现，在磨矿粒度-0.074mm含量65%条件下，经1000Gs弱磁选Fe品位即可达到60%以上，但铁精矿中含硫3.52%。由此可见，该矿石选矿难点在于如何降低铁精矿中硫含量。在下述试验研究中，主要探讨磁选后铁精矿除硫的影响因素。由于高硫铁精矿为弱磁选精矿，剩磁较大，存在磁絮凝现象，对反浮选效果有一定影响，脱磁后反浮选除硫效果略佳[2]。

2.2 磁选磨矿细度试验

铁精矿中硫含量降低的关键因素就是磨矿细度，只有将黄铁矿、磁黄铁矿等含硫矿物与磁铁矿充分解离，才有可能在后续的弱磁选和反浮选过程中将其有效分离。试验采用的磨矿细度为-0.074mm含量60%、65%、70%、75%、80%，磨矿后先采用1000Gs弱磁选选铁，铁精矿在进行反浮选。反浮选调浆添加H2SO4 2000g/t，活化剂CuSO4用量400g/t，捕收剂采用丁基黄药，用量为80g/t，采用传统的起泡剂2#油40g/t，浮选4分钟，并进行两次扫选。

通过试验结果比較可以看出，在-0.074mm含量70%-80%之间，弱磁选尾矿中Fe含量相差不大，均在8%-9%之间；但在磨矿细度为-0.074mm含量75%条件下，磁选尾矿最终铁精矿中硫含量较低，可降至1%以下。试验确定采用该磨矿细度继续进行其他条件研究。

2.4 调整剂选择对比试验

调整剂能够改善矿浆中电荷性质，为捕收剂与目的矿物的吸附创造出更加有利的条件。该试验采用H2SO4和Na2CO3两种调整剂，分别将矿浆调至pH为6和9左右，考察在弱酸性矿浆和碱性矿浆中反浮选除硫的效果。试验中将原矿磨至-0.074mm含量75%，首先经1000Gs弱磁选，对得到的铁精矿进行反浮选。反浮选中H2SO4和Na2CO3的用量分别为2500g/t和2000g/t，活化剂CuSO4用量400g/t，仍然添加80g/t的丁基黄药作为捕收剂，起泡剂2#油的用量为40g/t，浮选4分钟，并进行两次扫选。

由试验结果看出，在酸性条件下浮选泡沫矿化较好，最终的铁精矿中S含量降为0.68%。由于在酸性矿浆中磁黄铁矿表面不会形成Fe（OH）2薄膜，不会阻碍磁黄铁矿与捕收剂吸附，因此在酸性矿浆中磁黄铁矿浮选效果更好。

2.5 捕收剂选择

捕收剂的选择是影响浮选效果的关键因素。捕收剂主要是提高矿物的疏水性，使矿物颗粒能很好地与气泡吸附。在该试验中，由于黄铁矿不具有磁性，在弱磁选中大部分都进入到磁选尾矿中，因而对铁精矿中的硫含量不会产生很大影响。反浮选的重点在于选取合适的捕收剂浮出铁精矿中的磁黄铁矿。试验中采用的捕收剂为单一丁基黄药60g/t、异戊基黄药60g/t、丁基黄药+柴油50g/t+20g/t作为对比，H2SO4用量为2500g/t、活化剂CuSO4用量400g/t，起泡剂2#油的用量为40g/t，浮选4分钟。

通过对比发现，捕收剂采用丁基黄药和柴油混合使用，效果较好，柴油能起到强化并捕收磁黄铁矿的作用。在用量为50g/t+20g/t条件下，粗选硫精矿中S回收率65.85%，最终铁精矿含S 0.51%。

2.6 捕收剂用量试验

浮选中捕收剂用量过大，容易造成浮选泡沫中磁铁矿夹带严重，使磁铁矿在硫精矿中流失过多；捕收剂用量不足，将直接导致最终铁精矿含硫超标，影响处理除硫效果。针对丁基黄药和柴油进行不同用量的考察，原矿磨至-0.074mm含量75%，首先经1000Gs弱磁选，铁精矿反浮选试验中丁基黄药和柴油的用量分别为40+10g/t、50+20g/t、60+30g/t，H2SO4用量为2500g/t、活化剂CuSO4用量400g/t，起泡剂2#油的用量为40g/t。

根据试验结果，在用量为、丁基黄药+柴油60g/t+30g/t条件下反浮选效果较好，最终铁精矿中含S降至0.35%。

3 总结

铁精矿中硫含量是铁精矿的一个重要指标，若铁精硫含量过高，在烧结过程中必须加入大量石灰，这将导致入炉品位降低、渣量变大、高炉焦比升高等，这直接关系到生产出的铁精矿能否被高炉冶炼所有效利用。

铁精矿中的硫的存在形式主要为磁黄铁矿、黄铁矿，其中黄铁矿可通过磨矿与磁铁矿充分解离后，在磁选过程中脱除；而分离铁精矿中的磁黄铁矿，浮选是目前最为常见、有效的方法。本次试验矿石，采用H2SO4将矿浆调至酸性，CuSO4活化磁黄铁矿，主要采用丁基黄药作为捕收剂，柴油作为辅助捕收剂进行反浮选除硫，获得了较好的指标。

参考文献：

[1]刘杰，周顺明，翟立委，刘炯天，曹亦俊.中国复杂难选铁矿的研究现状[J].中国矿业，2011，20（5）：63.

[2]杨书春，袁风香，沈臻，刘广才，姚俊男.某嵌布粒度超细高硫铁精矿反浮选除硫试验[J].现代矿业，2013，12：98.