罗河矿高硫磁铁矿提铁降硫试验研究及实践

丁开振 董亚宁 王小玉 胡炳胜 姚嗣伟

(安徽马钢罗河矿业有限责任公司)

安徽境内庐江—枞阳火山岩盆地内出现的罗河式共伴生铜硫、复杂难选高硫铁矿储量大，罗河、泥河、大鲍庄、何家大岭、何家小岭、牛头山、龙桥等铁矿床皆属此类[1-3]。此类矿石自然类型繁多，矿物组成复杂，主要有用矿物为磁铁矿，次要矿物有假象赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿，其余均属少量或微量[4]。脉石矿物主要为硬石膏、辉石、碳酸盐矿物、磷灰石、绿泥石、长石等。晚期生成的黄铁矿与磁铁矿嵌布关系密切，黄铁矿交代、充填、穿插磁铁矿，两者互为包体，接面曲折呈港湾状，不易解离，是影响精矿质量和回收率的主要因素。铁精矿品位低、含硫高是此类矿山的共性问题。为解决磁铁精矿品位低、含硫高的问题，同时增加经济效益，提高铁精矿市场竞争能力和抗风险能力，罗河铁矿进行了一系列磁铁精矿高效提铁降硫的研究和改造，并取得了良好的效果[5]。

1 磁铁精矿矿石性质

磁铁精矿化学多元素分析、硫物相分析及粒度分析结果见表1～表3。

表1 磁铁精矿化学多元素分析结果 %

由表1、表2可知，w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.40，为酸性矿，杂质S、K2O、Na2O含量偏高。磁铁精矿中的硫主要为硫酸盐之硫，占53.07%，其次为非磁性硫化物之硫，占36.73%，其余为磁性硫化物之硫，占10.20%。

表2 磁铁精矿硫物相分析结果 %

由表3可知，+0.15 mm粒级TFe品位低，TS含量高，若将+0.15 mm粒级筛除，-0.15 mm粒级TFe品位可达66.67%，TS含量可降至0.36%。

表3 磁铁精矿粒度分析结果

2 提铁降硫方法研究

由磁铁精矿含硫物相分析可知，磁铁精矿中的硫主要为硫酸盐之硫，占53.07%，其次为非磁性硫化物之硫，占36.73%，其余为磁性硫化物之硫，占10.20%。硫酸盐之硫+非磁性硫化物之硫占89.80%，理论上可以用磁选的方法脱除，非磁性硫化物之硫+磁性硫化物之硫占46.93%，理论上可通过反浮选的方法脱除。

2.1 反浮选降硫试验研究

为探究对磁铁精矿采用反浮选脱硫的可行性，在不改变样品细度的情况下，分别进行了活化剂、捕收剂、起泡剂种类及用量的反浮选脱硫试验室小型试验。罗河选矿厂铁精矿脱硫浮选若使用丁基黄药，回水返回携带剩余药剂对前端选硫工艺指标有不利影响，黄药类药剂因配制劳动强度大、环保等原因已被罗河选矿厂摒弃，故不进行丁基黄药脱硫试验。

(1)活化剂种类试验。铁精矿脱硫有多种活化剂，为找出合适的活化剂，选取硫酸+硫酸铜、1021+2010、HHJ-Ⅰ等活化剂进行组合试验。药剂用量及试验流程见图1，试验结果见表4。

图1 活化剂种类试验流程

表4 活化剂种类试验结果

续表

由表4可知，几种活化剂及其组合活化效果相差不大；用硫酸、硫酸铜组合作活化剂有效硫的去除率最高，用调整剂水玻璃、六偏磷酸钠与活化剂组合可减少脱硫泡沫产品中铁的损失；HHJ-Ⅰ用量800 g/t时，尾矿TS品位最低；综合考虑，选择HHJ-Ⅰ作为硫的活化剂。

(2)HHJ-Ⅰ用量试验。在DF968用量300 g/t、DF210用量120 g/t的条件下进行HHJ-Ⅰ用量试验，试验流程见图1，结果见表5。

由表5可知，随着HHJ-Ⅰ用量的增加，有效硫的去除率增加；当HHJ-Ⅰ增加到800 g/t后，回收率增加的趋势不明显，因此确定HHJ-Ⅰ用量为800 g/t。

表5 HHJ-Ⅰ用量试验结果

(3)DF968用量试验。在HHJ-Ⅰ用量800 g/t、DF210用量120 g/t的条件下进行DF968用量试验，试验流程见图1，结果见表6。

表6 DF968用量试验结果

由表6可知，DF968粗选200 g/t+扫选100 g/t时，继续增加用量有效硫的去除率变化不大，确定DF968用量粗选200 g/t+扫选100 g/t为宜。

(4)起泡剂DF210用量试验。在HHJ-Ⅰ用量800 g/t、DF968用量300 g/t的条件下进行DF210用量试验，试验流程见图1，结果见表7。

表7 DF210用量试验结果

由表7可知，DF210的用量为粗选120 g/t、扫选60 g/t时，有效硫去除率最高，确定DF210的用量粗选120 g/t、扫选60 g/t时为宜。

(5)浮选脱硫开路试验。在上述最佳试验条件的基础上进行开路试验，因开路扫选2脱硫产品质量小，扫选1和扫选2的脱硫产品合并，试验流程见图2，试验结果见表8。

图2 浮选脱硫开路试验流程

表8 浮选脱硫开路试验结果 %

由表8可知，开路试验获得的铁精矿全硫品位为0.28%，有效硫品位为0.09%，说明硫酸盐矿物不能通过反浮选有效脱除，虽然试验精矿含硫小于0.30%的铁精矿质量标准，但工业生产难以保证。

2.2 淘洗机降硫试验研究

淘洗机是高效磁选设备，为探讨磁选降硫的可行性，进行了淘洗机降硫试验研究，试验条件及结果见表9。

表9 淘洗机降硫试验结果

由表9可知，采用淘洗机开路流程选别后，不同条件下得到了TFe品位67.76%～69.00%、TS含量0.157%～0.215%的最终铁精矿，产率为81.86%～89.84%，铁回收率为87.25%～94.03%，提铁降硫效果良好。

3 工业实践

3.1 淘洗机降硫考查

根据研究成果，采用淘洗机降硫，淘洗机增加在弱磁精选之后，浓缩磁选之前。调试时仅考查淘洗机选别作业指标，即淘洗机给矿、精矿、尾矿，考查指标见表10。

表10 淘洗机考查指标 %

由表10可知，铁精矿品位可由65.07%提高至68.00%，含硫可由0.50%降至0.28%，同时尾矿平均铁品位34.12%、磁性铁平均品位3.40%，作业产率91.35%。

3.2 淘洗机精矿分析

淘洗机精矿筛析结果见表11。

由表11可知，造成淘洗机精矿中硫含量偏高的主要原因是粗颗粒部分，+0.15 mm粒级产率为1.80%，但含硫量为2.87%，硫分布占总量的18.24%；-0.15 mm粒级含硫量低于0.25%，说明淘洗机对-0.15 mm粒级矿石选别效率高，脱硫效果好，对+0.15 mm粒级脱硫效果较差。为了保证精矿产品中硫含量低于0.25%，需要去除+0.15 mm部分粗颗粒。

表11 罗河矿淘洗机精矿筛析结果

4 结 语

(1)罗河磁铁精矿采用浮选脱硫工艺以HHJ-Ⅰ为活化剂、DF968为捕收剂、DF210为起泡剂，试验获得的铁精矿全硫品位为0.28%，有效硫品位为0.09%。在现有给矿条件下，采用淘洗机开路流程选别，不同条件下得到了TFe品位67.76%～69.00%、TS品位0.157%～0.215%，回收率87.25%～94.03%的选别指标。综合比较试验结果，推荐采用淘洗机进行提铁降硫。

(2)现场采用淘洗机，铁精矿品位可由65.07%提高至68.00%，含硫可由0.50%降至0.28%左右，作业产率91.35%，淘洗机降硫效果明显。

(3)淘洗机精矿中，+0.15 mm粒级矿物含硫明显偏高，可通过高频筛严格把控选别细度，消除粗粒矿物对精矿品位的不利影响，进一步加强降硫效果。