新疆某高硫磁选铁精矿反浮选降硫试验研究

岳 涛

（1.低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室；2.厦门紫金矿冶技术有限公司）

国内钢铁工业的快速发展带动了铁矿石选矿与加工行业的高速发展，尤其是选矿技术与设备的进步。选矿技术与设备的进步又有力地推动了低品位、难磨难选铁矿石资源的高效开发利用［1］。

对于炼钢企业来说，高质量的铁精粉对高炉利用率的提高有着决定性作用。对于含硫较高的铁精矿粉，不仅不利于高炉炼铁，并且会产生较大的环保压力，因此，高质量的铁精矿不仅要求Fe 品位高，而且要求S、P等有害成分含量低［2］。

对于不同程度含黄铁矿和磁黄铁矿的铁矿石，其磁选精矿往往含硫，弱磁选工艺虽然能剔除大部分黄铁矿，但剔除磁黄铁矿异常困难，这类含硫铁精矿的脱硫往往采用浮选法［3-4］。

新疆某磁铁矿山采用一段磨矿—弱磁选—磁场筛精选—中矿自循环工艺选铁，铁精矿TFe 品位66%～67%、含S 超过1%，产品价值大打折扣。基于此，开展了现场铁精矿浮选降硫试验。

1 试样的性质

试样主要化学成分分析结果见表1，筛析结果见表2，铁物相分析结果见表3，硫物相分析结果见表4，试样中磁黄铁矿的单体解离度见表5，试样中不同解离程度的磁黄铁矿在各粒级的占比见表6。

从表1 可以看出，试样TFe 品位66.19%、S 含量1.42%，主要杂质SiO2、CaO 含量分别为4.30% 和2.01%，酸碱性系数0.51，属于低磷高硫酸性铁精粉。

从表2 可以看出，试样-0.075 mm 占41.30%，粒度较粗，有害成分S 在各粒级分布较均匀，没有明显的富集现象。

从表3可以看出，试样中的铁主要以磁铁矿的形式存在，分布率占总铁的95.90%；以磁黄铁矿和黄铁矿形式存在的铁分别占3.10%和0.26%。

从表4可以看出，试样中的硫主要以磁黄铁矿的形式存在，分布率占总硫的87.68%；以黄铁矿形式存在的硫仅占总硫的12.32%。

从表5可以看出，试样中磁黄铁矿的单体和极富连生体占有率分别为83.19%和11.91%，贫连生体仅占2.34%；未解离的磁黄铁矿主要与磁铁矿连生。

从表6可以看出，试样中粗粒磁黄铁矿单体较多是造成铁精矿含硫较高的主要原因。

该试样中的硫以磁黄铁矿和黄铁矿的形式存在，因而将采用浮选法进行脱硫；且由于磁黄铁矿单体和富连生体总体粒度较粗，因而预测在目前的细度条件下获得理想的降硫效果；由于部分磁黄铁矿与磁铁矿连生，脱硫将造成部分铁损失在所难免。

2 试验结果与讨论

2.1 条件试验

条件试验采用1 粗1 精反浮选流程，精选捕收剂、起泡剂的用量均为粗选的30%。

磁黄铁矿常用捕收剂有黄药和黑药，黄药捕收能力强，黑药选择性好，两者组合使用可获得较好的脱硫选别效果［5-6］。参考附近类似矿山，首先进行捕收剂异戊基黄药和丁铵黑药的质量配比试验，粗、精选适宜的总用量为300 g/t，试验固定粗选活化剂硫酸用量为400 g/t，起泡剂2#油粗、精选总用量为15 g/t，浮选浓度40%左右，试验结果见表7。

从表7 可以看出，当异戊基黄药+丁铵黑药的质量配比为3∶1时，铁精矿硫含量降至0.17%，铁回收率95.08%。综合考虑，异戊基黄药+丁铵黑药的质量配比为3∶1。

2.2 活化剂试验

2.2.1 种类试验

磁黄铁矿的晶体结构决定了其可浮性不理想，且表面易氧化，浮选时需添加活化剂［7］。活化剂种类试验的浮选浓度40%，粗选异戊基黄药+丁铵黑药总用量为300 g/t、2#油用量为15 g/t，试验结果见表8。

从表8 可以看出，不加活化剂情况下，铁精矿硫含量高达0.91%；硫酸活化效果最佳，氨基磺酸、硫酸铜、硫酸亚铁均有一定的活化效果；硫酸亚铁+硫酸铜为组合活化剂情况下，活化效果仅次于硫酸，可将精矿含硫降至0.18%。考虑到硫酸属于危化品，且对设备有一定的腐蚀作用，也不利于运输、使用，因此确定后续试验以硫酸亚铁+硫酸铜为活化剂。

2.2.2 硫酸亚铁+硫酸铜配比与用量试验

硫酸亚铁+硫酸铜质量配比与用量试验的浮选浓度40%，粗选异戊基黄药+丁铵黑药总用量为300 g/t、2#油用量15 g/t，试验结果见表9。

从表9 可以看出，硫酸亚铁+硫酸铜用量为300+50 g/t（配比为6∶1）情况下，可获得硫含量为0.17%、铁回收率93.03%的铁精矿。综合考虑，确定后续试验的硫酸亚铁+硫酸铜用量为300+50 g/t。

2.3 组合捕收剂优化试验

在以异戊基黄药+丁铵黑药为组合捕收剂（配比为3∶1）的情况下确定了组合活化剂硫酸亚铁+硫酸铜用量为300+50 g/t，然后在粗选2#油用量为15 g/t情况下进行了组合捕收剂优化可能性试验，在探索试验确定的最佳用量情况下的试验结果见表10。

从表10可以看出，以丁基黄药+丁铵黑药为组合捕收剂，可获得硫含量0.14%、铁回收率93.71%的铁精矿，与以异戊基黄药+丁铵黑药为组合捕收剂的情况下相比，铁精矿指标均有所改善。因此，后续试验将以丁基黄药+丁铵黑药为脱硫反浮选捕收剂开展浮选开路和闭路试验。

2.4 开路试验

试样采用1 粗1 精、粗选与精选尾矿合并再磨后浮选选硫流程处理，试验固定粗选硫酸亚铁+硫酸铜用量为300+50 g/t、丁基黄药+丁铵黑药用量为225+75、2#油用量为15 g/t，精选丁基黄药+丁铵黑药用量为75+25、2#油用量为5 g/t，选硫试验硫酸亚铁+硫酸铜用量为100+20 g/t、丁基黄药+丁铵黑药用量为60+20 g/t，中矿再磨与否顺序加药（硫酸亚铁、硫酸铜分开添加）开路试验、不磨矿集中一次性加药（硫酸亚铁、硫酸铜一起添加）开路试验铁精矿指标见表11。

从表11 可以看出，与不再磨但顺序添加活化剂硫酸亚铁和硫酸铜情况下相比，再磨且顺序添加活化剂硫酸亚铁和硫酸铜情况下的综合铁精矿含硫显著较低、铁回收率略低；与不再磨且一次性加药相比，再磨且顺序添加活化剂硫酸亚铁和硫酸铜情况下的综合铁精矿含硫显著较低、铁回收率相当。因此，后续闭路试验将在再磨细度-38 μm 90%、顺序添加硫酸亚铁和硫酸铜的情况下进行。

2.5 闭路试验

基于开路试验结果，开展了浮选闭路试验，试验流程见图1，试验结果见表12。

从表12 可以看出，试样采用图1 所示的流程处理，获得了铁品位67.06%、含硫0.25%、铁回收率95.02%的铁精矿，并获得了硫品位22.48%、回收率83.60%的硫精矿。

3 结论

（1）新疆某低磷高硫酸性铁精粉含硫超过1.4%，-0.075 mm 占41.30%，粒度较粗，硫在各粒级分布较均匀；铁主要以磁铁矿的形式存在，硫主要以磁黄铁矿的形式存在，磁黄铁矿单体和极富连生体占有率高达95.10%，未解离的磁黄铁矿主要与磁铁矿连生，较多粗粒磁黄铁矿单体的存在是造成铁精矿含硫较高的主要原因。

（2）试样在浓度为40%，活化剂硫酸亚铁、硫酸铜顺序添加，以丁基黄药+丁铵黑药（质量配比3∶1）为捕收剂，中矿再磨细度-38 μm90%的条件下，采用1粗1 精1 扫反浮选流程选铁，最终获得铁品位67.06%、硫含量0.25%、铁回收率95.02%的低硫铁精矿，同时获得硫品位22.48%、回收率83.60%的硫精矿，该反浮选工艺具有显著的降硫效果。