山西某磁选铁精矿浮选脱硫试验_王英姿.pdf

山西某磁选铁精矿浮选脱硫试验 王英姿 1 胡义明 2 周永诚 2 （1. 太钢集团岚县矿业有限公司， 山西 岚县030027； 2. 安徽工业大学冶金工程学院， 安徽 马鞍山 243002） 摘要山西某磁选铁精矿铁品位为65.16， S含量高达2.62， 主要铁矿物为磁铁矿， 占总铁的92.23； 含 硫矿物主要为磁黄铁矿和黄铁矿， 分别占总硫的53.72和45.67， 硫在粗粒级 （100目） 和细粒级 （-325目） 的含 量相对较高， 超过70的硫分布在-200目粒级。为降低该铁精矿中的硫含量， 进行了反浮选脱硫试验。结果表 明， 试样采用1粗1精粗选与精选尾矿合并扫选， 扫选精矿返回粗选的闭路浮选流程处理， 在粗选精选丁基黄 药用量为400100 g/t、 H106用量为950450 g/t、 松醇油用量为5020 g/t的情况下， 可获得铁品位为66.59、 含硫 0.29、 铁回收率为91.40的铁精矿和硫品位为22.13、 含铁52.75、 硫回收率为90.07的硫精矿。 关键词磁选铁精矿黄铁矿磁黄铁矿反浮选脱硫 中图分类号 TD923.7文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -07-070-05 DOI10.19614/ki.jsks.201907012 Experimental Research on Flotation Desulfurization of a Magnetic Separation Iron Concentrate in Shanxi Wang Yingzi1Hu Yiming2Zhou Yongcheng2 （1. Taiyuan Iron Steel Group Lanxian Mining Co.， Ltd， Lanxian 030027， China； 2. School of Metallurgical Engineering， Anhui University of Technology， Maanshan 243002， China） AbstractThe iron grade of magnetic separation concentrate is 65.16 and the contents of sulfur is up to 2.62. The major iron mineral is magnetite，accounting for 92.23 of total iron. The major sulfur minerals are pyrite and pyrrhotite， which account for 53.72 and 45.67 of the total sulfur，respectively. Sulfur is mainly in the coarse fractions（100 mesh） and fine fractions（-325 mesh） ， and more than 70 sulfur distributed below 200 mesh. In order to reduce the contents of sul- fur， the reverse flotation desulphurization experiments are carried out with iron concentrate. The results showed that the sam- ple is treated with closed-circuit process one roughing and one cleaning-scavenging with tailing of cleaning and scavenging， and concentrate of scavenging returning to roughing. In the case of butyl xanthate dosages of 400 g/t in roughing and 100 g/t in cleaning， H106 dosages of 950 g/t in roughing and 450 g/t in cleaning， and terpenic dosages of 50 g/t in roughing and 20 g/t in cleaning，iron concentrate was obtained with iron grade of 66.59，sulfur grade of 0.29，iron recovery rate of 91.40 and sulfur concentrate was obtained with sulfur grade of 22.13， iron grade of 52.75， sulfur recovery rate of 90.07 KeywordsMagnetic separation iron concentrate， Pyrite， Pyrrhotite， Reverse flotation， Desulphurization 收稿日期2019-05-11 基金项目国家自然科学基金项目 （编号 51674001； 51774177） ， 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室开发基金项目 （编号 CNMRCUKF1601） 。 作者简介王英姿 1969， 女， 高级工程师。通讯作者胡义明 1964， 男， 教授， 博士。 总第 517 期 2019 年第 7 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 517 July 2019 硫超标铁精矿的烧结冶炼不仅生产成本高， 产 生污染性气体， 还会使钢发生 “热脆” 现象， 降低钢的 延展性、 韧性和耐腐蚀性等 ［1］。对于硫超标的铁精 矿， 国内外主要采用浮选工艺脱硫 ［3-8］， 从研究和生产 实践看， 效果普遍良好。 1试样、 试验方法及药剂 1. 1试样 试样为山西某磁选铁精矿， 其主要化学成分分析 结果见表1， XRD分析结果见图1， 铁相态分析结果见 表2， 硫相态分析结果见表3， 粒度筛析结果见表4。 矿物工程 70 ChaoXing 由表1可知， 试样铁品位为65.16； 主要杂质成 分为SiO2和MgO， 含量分别为4.56和2.47， 其他2 种造渣成分含量略低， Al2O3为1.35， CaO为1.68； 有害元素P含量较低为0.06， S含量为2.62， 高于 国家规定的铁精矿含硫标准。 由图1可知， 试样中的铁矿物主要为磁铁矿； 脉 石矿物主要包括石英和硅酸铁， 含硫矿物主要为磁 黄铁矿和黄铁矿。 由表2可知， 试样中的铁主要为磁性铁， 占总铁 的92.23； 赤 （褐） 铁、 碳酸铁和硅酸铁总含量仅为 0.37， 分布率仅为0.56； 硫化铁占总铁的7.21， 表 明脱硫会明显降低铁回收率。 由表3可知， 试样中硫主要赋存于磁黄铁矿和黄 铁矿中， 磁黄铁矿中硫的含量和分布率分别为 1.405和53.72， 黄铁矿中硫的含量和分布率分别 为1.195和45.67； 其他形式的硫含量很低。因此， 试样脱硫的主要对象是磁黄铁矿和黄铁矿。 由表4可以看出， 200～325目和-500目粒级产率 较高， 分别为23.37和23.23。其他粒级的产率在 10左右， 分布较为平均； 粗细粒级铁品位差异较大， 呈现出粒级越细铁的富集程度越高的局面； 硫在粗 粒级 （100目） 和细粒级 （-325目） 中的含量相对较 高， 超过70的硫分布在-200目粒级。 1. 2试验方法 物料性质分析结果表明， 含硫矿物主要为黄铁 矿和磁黄铁矿， 而磁黄铁矿与磁铁矿比磁化系数和 密度均相近， 因此， 磁选和重选工艺均无法有效脱 硫。黄铁矿与磁铁矿的可浮性差异较大， 浮选分离 较容易； 而磁黄铁矿与磁铁矿可浮性差异相对较小， 浮选分离难度相对较大， 但可通过对矿浆中激活离 子的调控， 实现对磁黄铁矿的活化， 增大其与磁铁矿 可浮性的差异， 从而实现二者的分离。 条件试验拟采用1粗1精浮选流程确定活化剂 种类和用量、 捕收剂丁基黄药用量和起泡剂松醇油 用量， 然后根据条件试验结果进行相应的开路试验 和闭路试验。 1. 3试验药剂 试验用捕收剂丁基黄药、 起泡剂松醇油均为工 业品； 活化剂H2SO4、 CuSO4为分析纯试剂， H106为安 徽工业大学自制的新型组合活化剂。 2试验结果与讨论 2. 1粗选条件试验 2. 1. 1活化剂种类试验 活化剂是影响脱硫效果的关键药剂， 采用适宜 的活化剂对硫的脱除尤为重要。目前， 硫矿物浮选 活化剂主要有酸类、 盐类和新型复合活化剂等。硫 铁矿活化剂的作用主要表现在以下3个方面 一是清 除含硫矿物表面亲水的氧化物和氢氧化物； 二是吸 王英姿等 山西某磁选铁精矿浮选脱硫试验2019年第7期 71 ChaoXing 附在矿物表面上， 生成新的疏水表面或生成容易与 捕收剂作用的表面化合物； 三是降低矿物颗粒表面 水化层的稳定性， 降低矿物表面亲水程度。 为研究活化剂对试样中硫化铁矿物的活化效 果， 在粗选精选丁基黄药用量为15050 g/t、 松醇油 用量为5020 g/t条件下进行了H2SO4、 CuSO4和H106 活化效果对比试验， H2SO4、 CuSO4和H106粗选精选 用量均为500300 g/t， 试验结果见图2。 由图2可知， 硫酸和H106的活化效果明显优于 CuSO4， 但硫酸和H106在试验用量条件下的脱硫效 果并不好， 因此， 紧接着进行硫酸和H106的用量试 验。 2. 1. 2活化剂H106和H2SO4用量试验 在粗选精选丁基黄药用量为15050 g/t、 松醇油 用量为5020 g/t条件下进行了H2SO4和H106用量试 验， 结果见图3、 图4。 由图3和图4可知， 随着H106和H2SO4用量的增 加， 铁精矿硫含量下降， 硫脱除率升高； 粗选精选 H106用量由500300 g/t增至1 100500 g/t， 铁精矿 硫含量由1.68降至0.40， 硫脱除率由39.70提高 到86.04； 粗选精选H2SO4用量由500300 g/t增至 1 100500 g/t， 铁精矿硫含量从1.43降至0.98， 硫 脱除率由49.19增至65.27， 表明H106对硫化铁矿 物的活化效果优于H2SO4； H106用量增至950450 g/t 后继续增加用量， 铁精矿硫含量及硫脱除率变化趋 于平缓。因此， 确定粗选精选H106用量为950450 g/t。 2. 1. 3丁基黄药用量试验 丁基黄药是磁黄铁矿和黄铁矿浮选的良好捕收 剂， 与松醇油联用可起到良好的捕收效果。在粗选 精选松醇油用量为5020 g/t、 H106用量为950450 g/t 条件下进行了丁基黄药用量试验， 结果见图5。 由图5可知， 随着丁基黄药用量的增加， 铁精矿 硫含量降低， 硫脱除率上升； 当丁基黄药粗选精选 用量增至400100 g/t后继续增加用量， 铁精矿硫含 量降低甚微、 硫脱除率提高甚微。因此， 粗选精选 丁基黄药用量为400100 g/t。 2. 1. 4松醇油用量试验 起泡剂在矿物浮选中不仅影响气泡的数量、 大 小和质量， 也影响矿物颗粒之间的接触。适宜的起 泡剂用量不仅能促进黏附于气泡的疏水性矿粒和亲 水性矿粒的分离， 而且与捕收剂协同作用可增强分 选效果， 提高选别指标 ［9］。因此， 在粗选精选丁基黄 药用量为400100 g/t、 H106用量为950450 g/t条件 下开展松醇油用量试验， 结果见图6。 由图6可以看出， 随着松醇油用量的增加， 铁精 金属矿山2019年第7期总第517期 72 ChaoXing 矿硫含量先下降后维持在低位， 硫脱除率先上升后 维持在高位， 变化趋势的拐点在粗选精选松醇油用 量为5020 g/t时。因此， 确定粗选精选的松醇油用 量为5020 g/t。 2. 2开路试验 开路试验采用1粗1精1扫流程， 粗选精选丁基 黄药用量为400100 g/t、 H106用量为950450 g/t、 松 醇油用量为5020 g/t， 精选尾矿与扫选精矿合并为中 矿， 试验结果见表5。 由表5可知， 试样采用1粗1精1扫开路流程处 理， 可获得含铁66.76、 含硫0.30的铁精矿。 2. 3闭路试验 根据开路试验结果， 进行了1粗1精粗选与精 选尾矿合并扫选， 扫选精矿返回粗选作业的闭路流 程试验， 粗选精选丁基黄药用量为 400100 g/t、 H106用量为950450 g/t、 松醇油用量为5020 g/t， 试 验结果见表6。 由表6可知， 试样采用1粗1精粗选与精选尾 矿合并扫选， 扫选精矿返回粗选作业的闭路流程处 理， 最终获得了铁品位为66.59、 含硫0.29、 铁回收 为 91.40 的 铁 精 矿 和 硫 品 位 为 22.13 、 含 铁 52.75、 硫回收率为90.07的硫精矿。 3结论 （1） 试样铁品位为65.16， 主要杂质SiO2和MgO 含量分别为4.56和2.47， 造渣成分Al2O3和CaO含 量分别为 1.35和 1.68， 有害元素 P 含量较低 （0.06） ， S含量较高 （2.62） 。试样中的铁矿物主要 为磁铁矿； 脉石矿物主要包括石英和硅酸铁， 含硫矿 物主要为磁黄铁矿和黄铁矿。试样中的铁主要为磁 性铁， 占总铁的92.23； 硫化铁占总铁的7.21。试 样中以磁黄铁矿形式存在的硫占总硫的53.72， 以 黄铁矿形式存在的硫占总硫的45.67。试样中粗细 粒级铁品位差异较大， 呈现出粒级越细铁富集程度 越高的局面； 硫在粗粒级 （100目） 和细粒级 （-325 目） 中的含量相对较高， 超过70的硫分布在-200目 粒级。 （2） 试样采用1粗1精粗选与精选尾矿合并扫 选， 扫选精矿返回粗选的闭路浮选流程处理， 在粗 选精选丁基黄药用量为400100 g/t、 H106用量为 950450 g/t、 松醇油用量为5020 g/t情况下， 可获得 铁品位为66.59、 含硫0.29、 铁回收为91.40的铁 精矿和硫品位为22.13、 含铁52.75、 硫回收率为 90.07的硫精矿。 参 考 文 献 耿郑州. 难处理高硫铁精矿浮选脱硫及其机理研究 ［D］ . 包头 内蒙古科技大学， 2014. Geng Zhengzhou. Research on Flotation Desulfurization of High Sulfur Iron Concentrate and its Mechanism ［D］ . BaotouInner Mon- golia University of Science Technology， 2014. 李林杰， 葛英勇， 刘朋， 等. 新疆某铁精矿浮选脱硫试验 ［J］ . 金属矿山， 2019 （1） 71-73. Li Linjie，Ge Yingyong，Liu Peng，et al. Experiment on flotation desulphurization of an iron concentrate in Xinjiang［J］ . Metal Mine， 2019 （1） 71-73. 徐彬， 李国峰， 李凤久， 等. 河北某磁铁精矿提铁降硫试验研 究 ［J］ . 矿产综合利用， 2018 （6） 76-80. Xu Bin，Li Guofeng，Li Fengjiu，et al. Experimental research on desulfurization of a magnetic concentrate ore ［J］ . Multipurpose Uti- lization of Mineral Resources， 2018 （6） 76-80. 赵璐， 葛英勇， 余俊， 等. 内蒙古某磁选铁精矿浮选脱硫试 验研究 ［J］ . 矿冶工程， 2018 （2） 58-60. Zhao Lu， Ge Yingyong， Yu Jun， et al. Flotation for desulfurization of iron concentrate from magnetic separation in Inner Mongolia ［J］ . Mining and Metallurgical Engineering， 2018 （2） 58-60. Chai W，Huang Y，Peng W，et al. 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