某高硫铁矿选矿试验研究

衣德强

（南京宝地梅山产城发展有限公司矿业分公司）

某单位堆有高硫铁矿30万t，露天存放占地2 万m2以上，经风吹雨淋极易污染环境，因为暴露在空气中的硫铁矿易氧化，氢离子进入水体产生酸性废水，破坏土壤的团粒结构，使土地板结，污染地下水［1］。为防止污染地表水、地下水及影响生态平衡和环境，需采取源头控制、资源化基础应用研究、规划治理等综合措施［2］。为此，通过开展分离提纯工艺研究，确定最优的处置方案。

1 矿样性质

按散状物料取样规则，在现场矿堆取代表性矿样2 100 g，全部摊平用小铲碾碎并混合均匀，缩分出200 g 烘干测定水分，制样检测成分，其余样缩分出4袋每份500 g用于选矿试验。矿样化学成分及水析样分析结果见表1、表2。

由表1、表2 可知，矿样铁品位39.22%，硫品位22.11%，SiO2含量17.02%；磁性铁含量9.66%，赤铁矿含量7.79%，FeS2含量16.00%；样品粒度较粗，属于高硫高硅混合型铁矿，难以直接利用；-0.074 mm 粒级产率51.50%，和+0.074 mm 粒级相比，呈现铁高硫低硅低趋势。

2 浮选试验

硫铁矿主要包括黄铁矿、白铁矿及磁黄铁矿，主要存在于各类矿床中，其中以黄铁矿最常见，硫铁矿选矿工艺比较成熟，多以浮选为主，重选为辅，根据矿石性质的不同，可采用浮选、重选单一选别工艺或联合工艺［3］。根据矿样性质综合分析，利用浮选选硫、磁选选铁，以达到提铁降硫的目的。

2.1 工艺和药剂

磨矿细度是影响浮选指标的重要因素，黄铁矿的单体解离度和粒度大小密切相关［4］。浮选采用阴离子型乙基黄药作捕收剂，其起捕收作用的是亲固基C2H5OCSS-，一般配制成质量浓度10%的水溶液，起泡剂使用2#油。浮选使用XFD 单槽浮选机，容积1 500 mL，搅拌轴转速2 250 r/min，电机功率120 W，叶轮直径50 mm，刮板转速23 r/min，采用1 粗1 扫开路工艺，将选出的硫精矿合并，槽内产品为浮选尾矿。通过浮选选出硫精矿，最大限度地降低尾矿硫品位。

2.2 试验指标

浮选药剂用量及试验指标见表3。

由表3 可知，当乙基黄药和2#油用量为200 g/t时，硫精矿产率41.28%、硫品位47.42%、硫回收率88.53%，尾矿产率58.72%、硫品位4.32%；当乙基黄药和2#油用量增加到300，400 g/t时，硫精矿品位提高了约1 个百分点，产率略有下降，硫回收率稳定在约88%，尾矿硫品位略有降低，分析可能是浮选时间短，粒度较粗，黄铁矿解离度不够；后续将尾矿磨后再浮，并延长浮选时间进行试验。

3 磁选试验

磁选采用弱磁和强磁两段磁选，弱磁选采用XCGSϕ50 磁选管，转速70 r/min，激磁电流4.5 A、磁场强度0.25 T；强磁选采用SLON-100 周期式脉动高梯度磁选机，脉动冲次150 次/min。取2 份浮选尾矿各100 g分别进行磁选管试验，所得弱磁精矿合并。2个弱磁尾矿分别进行2个条件的强磁选试验：①激磁电流500 A、磁场强度0.742 T；②激磁电流700 A、磁场强度0.910T，磁选指标见表4。产品经缩分烘干研磨成粉末后，弱磁精矿呈棕黑色，以磁铁矿为主；强磁精矿呈铁红色，以赤铁矿为主；强磁尾矿呈浅灰色，以黄铁矿和其他铁矿物为主。

由表4 可知，通过弱磁选选出的弱磁精矿产率40.00%、全铁品位52.75%、硫品位1.98%、铁回收率54.56%；磁场强度0.742 T 时，强磁精矿产率50.00%、全铁品位35.52%、硫品位2.71%、铁回收率40.09%；磁场强度0.910 T 时，强磁精矿全铁品位35.06%、硫品位3.36%、产率50.00%、铁回收率40.34%；强磁尾矿硫品位分别为10.02%、14.46%，说明硫在强磁尾矿中富集，同时强磁磁场强度高低对精矿铁品位和产率影响不大。

4 浮选尾矿磨后浮选及磁选

4.1 尾矿磨矿浮选

将尾矿样加入ϕ200 mm×240 mm 棒磨机，转速110 r/min，磨矿10 min，磨矿细度由-0.074 mm51.5%提高到-0.074 mm77.42%，磨后排矿静置用于浮选。浮选指标见表5。

由表5 可知，尾矿磨后浮选出的硫精矿产率8.70%，硫品位31.41%，硫回收率63.26%；尾矿产率91.30%，硫品位1.74%；说明矿样磨细后，硫矿物解离度提高，经浮选有利于降低尾矿硫品位。

4.2 磁选试验

考虑磁选管容纳的精矿量多时容易脱落，从上述浮选尾矿中缩分出2份各100 g，分2次进行磁选管选别，2 个磁选管尾矿分别进行强磁选别，产品合并得到弱磁精矿、强磁精矿、强磁尾矿，强磁激磁电流300 A、磁场强度0.541 T。浮选尾矿磁选指标见表6。

由表6 可知，当给矿浮选尾矿全铁品位40.00%、硫品位1.74%时，可选出全铁品位54.96%、硫品位0.907%、产率40.00%、铁回收率54.96%的弱磁精矿；选出全铁品位40.77%、硫品位4.41%、产率40.00%、铁回收率40.77% 的强磁精矿；最终尾矿全铁12.35%、硫品位0.662%、产率20.00%。

5 综合指标

根据矿样特性，采用先浮后磁—浮选尾矿再磨浮磁选工艺，选别工艺流程见图1，综合选别指标见表7。

由表7 可知，综合工艺可得到硫品位45.69%、硫回收率95.79%、铁回收率51.18%的硫精矿，铁品位47.87%、硫品位2.14%、硫回收率3.79%、铁回收率47.81%的铁精矿；说明硫属于易浮黄铁矿，原矿硫品位较高，可选出产率大、回收率高、纯度高的硫精矿；原矿磁性铁含量较低，不易选出铁品位较高的铁精矿［5］。

6 结 论

（1）某高硫铁矿铁品位39.22%，硫品位22.11%，SiO2含量17.02%，磁性铁含量9.66%，细度-0.074 mm51.5%，难以直接利用。

（2）该高硫铁矿不磨直接浮选，可得到产率41.28%、硫品位47.42%、硫回收率88.53%的高品位硫精矿，可作为生产硫酸的优质原料。

（3）采用先浮后磁—浮选尾矿再磨浮磁选工艺，可选出产率46.36%、硫品位45.69%、硫回收率95.79%、铁回收率51.18%的硫精矿；产率39.17%、铁品位47.87%、硫品位2.14%、硫回收率3.79%、铁回收率47.81%的铁精矿；能够充分利用资源，高效环保处置高硫矿。