蒙古国某含硫磁铁精矿脱硫试验研究

2021-10-22李永亭张云龙

现代矿业 2021年9期

李永亭张云龙

（山东鑫海矿业技术装备股份有限公司）

铁是国家工业化进程中消费量最大的金属资源，与经济社会发展息息相关［1］。我国铁矿石现有保有储量中，可供设计和规划利用的铁矿开采年限仅30 a左右，而世界铁矿资源的可采年限约为100 a［2］。我国钢铁工业发展已形成了从以利用国内铁矿石为主，过渡为以利用进口铁矿石为主的发展格局，形成了中国铁矿石资源较高的对外依存度［3］。

改革开放以来，蒙古国磁铁精矿源源不断出口到中国来，蒙古磁铁精矿含硫相对较高，有的高达3.6%。硫在铁中溶解度很小，与铁生成FeS，而FeS与Fe又可生成低熔点的共晶体，共晶熔化导致加工时开裂，即所谓的”热脆性”。为了提高炼钢质量，各钢厂对入厂铁精粉的含硫量有严格要求，要求含硫量≤0.5%。为了研究蒙古某高硫精矿提质降硫问题，采用磨矿+反浮选+磁选工艺进行脱硫试验研究，最终获得了满意的试验指标，硫含量降低到0.5%以下。

1 矿石性质

原矿多元素化学分析及粒度筛析结果见表1、表2。

注:Au、Ag含量单位为g/t。

由表1可知，该铁精矿中的硫元素超标，硫品位为1.90%。

2 试验研究

2.1 磨矿细度试验

磨矿细度是影响浮选指标的主要因素之一，将矿石磨至适宜细度，既能使矿物与脉石单体解离，又可避免过磨对浮选产生的不利影响［3］。原矿中+0.5 mm粗粒级含量为35.68%，这部分粗颗粒在浮选机中不易浮出，而易沉槽、恶化浮选作业，因此在原矿浮选前需要磨矿。试验流程及条件见图1，结果见表3。

由表3可知，随着磨矿细度的增加，精矿铁品位变化不大，铁精矿含硫量降低；硫精矿品位降低，硫精矿含铁量升高，为了保证铁精矿中的硫含量小于0.5%；综合考虑，磨矿细度选择-0.074 mm61.4%为宜。

2.2 活化剂种类试验

硫酸铜是硫化矿选矿中常用的阳离子活化剂，但在选矿过程中往往会和黄药类阴离子捕收剂作用生成难溶化合物，既降低了硫酸铜的活化作用，又消耗了捕收剂。因此，硫酸铜在使用中的用量极为关键［4］。草酸是简单的二元酸，由于矿浆中褐铁矿的存在，矿浆中必然存在游离态的Fe3+和Fe2+，其在弱酸性矿浆中与草酸根发生络合反应。草酸与Fe3+生成6个羰基螯合络离子，可将吸附在自然金粒及伴生金硫化物的亲水性薄膜结合成络合物，掉落在矿浆中，暴露出自然金及伴生硫化物的新鲜表面，起到了活化金矿物浮选的作用［5］。

在磨矿细度-0.074 mm61.4%、戊基黄药+丁铵黑药用量（150+75）g/t、MIBC用量30 g/t的条件下，进行活化剂种类及组合试验，试验流程见图1，结果见表4。

由表4可知，单一使用硫酸或草酸做活化剂时，铁精矿含硫量较高；当硫酸、硫酸铜和草酸联合使用时，试验效果较好，铁精矿含硫量较低；综合考虑，选择硫酸、硫酸铜、草酸（草酸扫选添加）联合使用。

2.3 活化剂用量试验

在磨矿细度-0.074 mm61.4%、戊基黄药+丁铵黑药用量（150+75）g/t、MIBC用量30 g/t的条件下，进行活化剂硫酸、硫酸铜、草酸用量试验，试验流程见图1，结果见表5。

由表5可知，随着活化剂用量的增加，铁精矿产率降低，铁品位变化不明显，铁精矿含硫量降低；综合考虑；选择硫酸用量2 000 g/t、草酸用量100 g/t、硫酸铜用量150 g/t为宜。

2.4 捕收剂用量试验

硫化矿浮选常用的捕收剂为丁基黄药、丁铵黑药、戊基黄药等，丁基黄药对硫的捕收效果较好，而丁铵黑药具有较强的选择性，对细粒级矿物有较好的捕收作用［8］。为此，试验选择丁铵氨黑药和戊基黄药为组合捕收剂。在磨矿细度-0.074 mm61.4%、粗选活化剂硫酸+硫酸铜用量（2 000+150）g/t、MIBC用量30 g/t的条件下，进行捕收剂用量试验，试验流程见图1，结果见表6。

由表6可知，随着捕收剂戊基黄药+丁铵黑药用量的增加，铁精矿产率降低，铁品位变化不明显，铁精矿含硫量降低；综合考虑，选择戊基黄药+丁铵黑药用量（100+50）g/t为宜。