低硫磁铁矿石综合利用研究.pdf

2 0 0 4 年第6 期有色金属 选矿部分 2 5 低硫磁铁矿石综合利用研究 - ％N 胜1 ，贾增良1 ，孙长泉2 ，杨建1 ，王训艳1 1 ．莱州金仓铁业有限公司，山东莱州2 6 1 4 0 0 ；2 ．青岛理工大学，山东青岛2 6 6 5 2 0 摘要低硫磁铁矿石普遍含有低品位硫，如不进行综合回收，不仅影响产品质量，而且污染生态环境。为此， 采用浮选一磁选方法，对其进行综合回收，选得含铁6 7 ．8 8 ％、含硫0 ．1 8 ％的优质铁精矿，含硫3 5 ．0 4 ％的硫精矿，由 此可以取得很好的效益。 关键词低硫磁铁矿石；综合利用 中图分类号T D 9 5 1 ．1 ；T 1 3 9 2 3 ．7 ；T D 9 2 4 ．1文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 4 0 6 0 0 2 5 一0 4 低硫磁铁矿石综合利用的研究及生产实践，有 重要的现实意义和社会意义。我国铁矿资源中的矽 卡岩型、晚期岩浆型、中一低温热液型矿床的铁矿石 中，均不同程度含有硫、钴、铜等元素，含量比较低， 有的还不够综合回收利用品位。但对这些伴生元 素，如不进行综合回收利用，不仅浪费了国家的矿产 资源，而且直接影响最终产品质量，并污染生态环 境。如其中的硫，不进行综合回收利用，其危害极 大，因为硫在铁精矿或富矿粉烧结过程中，形成s c h 从烟气中排出，不仅污染生态环境，而且危害周围农 作物，同时直接影响产品质量，因为硫是钢中最有害 的元素，使钢产生“热脆性”，减少钢的韧性和塑性， 使钢的质量变坏。对此，原来只生产低硫富矿粉的 铁矿山，不得不再建设选矿生产系统，以回收硫及有 关伴生组分。如山东金岭铁矿和江苏南京梅山铁 矿，原来只生产一1 0 m m 的低硫富矿粉，因不能满足 产品质量和环保的要求，不得不分别于1 9 6 6 年和 1 9 7 9 年建起选矿生产系统，对硫等伴生组分进行综 合回收，从而综合利用了国家矿产资源，提高了产品 质量，减少了污染，并增加了企业经济效益。我国对 铁精矿含硫有严格要求，I 组含硫为0 ．1 ％～ 0 ．1 9 ％，Ⅱ组含硫为0 ．2 0 ％～0 ．4 0 ％。为此，对低 硫磁铁矿必须进行选矿综合回收。 1 矿石性质 山东省莱州市土山一东宋铁矿区是烟台地区最 大的铁矿区，目前正逐步开发建设。矿床类型为高 收稿日期2 0 0 4 0 6 2 0 作者简介毛国胜 1 9 6 4 一 ，男，山东莱州人，总经理，经济师。 一中温热液交代型，矿石类型为低硫磁铁矿，该矿区 有东小宋、大李家、大幸台、薛村、顾家、洼子、大浞河 等矿体，其主要成分见表1 。 表1土山一东宋铁矿区各矿体主要成分／％ 7 白61B a s i so fd i f f e r e n tm i n e r a lf o rT u s h a n d o n g s o n gi r o nd i g g i n g s ／％ T F e3 5 ．73 5 ．4 13 9 ．1 6 2 7 ．3 0 2 5 ．0 6 2 6 ．8 53 8 S3 ．5 31 ．0 62 ．5 52 ．5 50 ．61 ．1 10 ．1 6 ～3 从表1 看出原矿含硫0 ．1 6 ％～3 ．5 3 ％，根据我 国铁矿石伴生组分综合回收参考指标，硫为2 ％～ 4 ％，上述矿体含硫品位多数在此范围之内，个别矿 体硫品位较低。 上述矿体中，大李家、大幸台、东小宋三个矿体， 已由莱州金仓矿业股份有限公司开发建设，将于 2 0 0 4 年建成圭 产。对大李家和大幸台两个矿体的 混合矿样，已进行了系统的选矿试验研究工作，对其 中的低品位硫进行了综合回收，并选出优质铁精矿。 矿石矿物以磁铁矿为主，有少量的黄铁矿，微量 的黄铜矿、赤铁矿、菱铁矿、磁黄铁矿。脉石矿物以 黑云母、斜长石、石英、角闪石和透辉石为主，其次为 金云母、方解石、钾长石、白云母及石榴子石。矿石 以粒状结晶为主，致密块状构造。磁铁矿粒度为一 0 ．3 m m ，比较均匀地分布于非金属矿物间。菱铁矿 粒度为一0 ．0 5 m m ，不均匀分布于其它矿物的间隙。 矿石化学成分、铁物相分析、硫物相分析、粒度分析 结果分别见表2 、表3 、表4 、表5 。 万方数据 2 6 有色金属 选矿部分 2 0 0 4 年第6 期 硫相态自然硫硫酸盐硫化物合计 品T F e 2 5 ．7 42 7 8 43 1 3 13 3 3 23 8 8 64 2 7 94 0 2 1 3 9 6 3 3 3 0 43 5 6 3 位 S4 ．0 54 ．9 85 ．5 7．4 ．4 23 ．2 92 ．6 32 ．6 33 ．0 62 ．7 03 ．5 9 童T F e 1 ．7 63 ．7 81 5 ．6 56 ．8 72 1 ．3 81 3 ．5 81 3 ．3 23 ．6 42 0 ．0 21 0 0 ．0 蠡 S2 ．7 56 ．7 12 7 ．6 39 ．0 41 7 ．9 48 ．2 98 ．6 42 ．7 91 6 ．2 31 0 0 ．0 从表2 看出，选矿主要回收元素为铁，硫可进一细度的磁选试验，其试验结果见图1 不同磨矿细度 步综合回收。 试验选别曲线。 从表3 看出，磁铁矿的铁在全铁中的占有率为 7 9 ．5 2 ％，这部分铁可以通过磁选予以回收，磁选的 回收率不能超出其占有率；另外黄铁矿的铁在全铁 中的占有率为8 ．9 4 ％，此部分铁在选矿综合回收过 程中被选人硫精矿中。 从表4 看出，硫大部分呈硫化物状态存在，其在 全硫中的占有率为9 5 ．8 3 ％，这部分硫可在选矿综 合回收过程中，被选人硫精矿中。 从表5 看出，在一4 5 7 4 v m 粒级中，铁的品位 较高，高出原矿品位，累计占有率高达5 1 ．9 2 ％；硫 的品位较低，低于原矿品位，但在 4 5 ／z m 各粒级 中，硫的品位高于原矿品位，累计占有率高达 4 6 ．1 3 ％，其品位与粒度的变化规律，随粒度变细品 位逐渐降低。 2 磁选降硫 2 ．1 磨矿细度 根据表5 粒度分析结果及特征，力求用改变磨 矿细度的办法，降低铁精矿中的硫，进行了不同磨矿 逞 趔 喀 攥 ● 搽 图1 不同磨矿细度试验选别曲线 F i gl T h ec u r v eo ft h et e s t f o rd i f f e r e n tg r i n d i n gt i m e 1 一铁回收率；2 一铁品位；3 一硫品位 从图1 看出，随磨矿细度的增加，铁精矿品位有 所提高，含硫有所降低，但幅度不大，铁的回收率变 化不大，从综合因素考虑，磨矿细度为一7 4 p ．m 占 5 8 ％- - 6 3 ％比较适宜，此时可以选出含铁6 7 ．9 ％～ 6 8 ．0 5 ％、含硫0 ．6 5 ％- - 0 ．7 ％、铁回收率为8 0 ．0 0 ％ - - 8 0 ．4 4 ％的铁精矿，但其含硫超过国家规定的铁精 矿要求，所以不能完全依靠单一的磨矿细度进行降 硫。 万方数据 2 0 0 4 年第6 期 毛国胜等低硫磁铁矿石综合利用研究 2 7 2 ．2 磁场强度 在上述适宜的磨矿细度 一7 4 脚占5 8 ％ 条件 下，进行不同磁场强度试验，结果见图2 。 摹 ＼ 翻 喏 馕 图2 不同磁场强度试验选别曲线 F i g2 T h ec u r v eo ft h et e s t f o rm a g n e t i cf i e l di n t e n s i t y 1 一铁回收率；2 一铁品位；3 一硫品位 从图2 看出，磁场强度增高，铁精矿品位变化不 明显，含硫随之逐步增高，铁回收率有所下降，综合 以上情况，磁场强度以1 0 0 ～1 4 0 m T 为宜，此时可以 选出含铁6 7 ．4 6 ％- - 6 8 ．3 1 ％、含硫0 ．7 ％～0 ．8 1 ％、 铁回收率7 9 ．9 5 ％- - 8 0 ．4 2 ％的铁精矿，但其含硫仍 未降到国家规定的铁精矿含硫要求，故需进一步寻 求其它技术手段进行降硫。 3 浮选回收硫 3 ．1 捕收剂用量 在磨矿细度一7 4 舯占5 8 ％，矿浆浓度为3 5 ％， 矿浆p H 7 ．0 7 ．5 ，起泡剂Q X 油 合成松醇油 用量 3 0 9 ／t ，浮选时间3 m i n 的条件下，进行捕收剂异戊基 黄药用量试验，试验结果见图3 。 摹 锝 警 国 攫 题 咯 k 蜒 僵 异戊基黄药用置／ g ‘t 。 图3 异戊基黄药用量试验选别曲线 F i g3T h ec u r v eo ft h et e s tf o rc o l l e c t o rd o s a g e 1 一硫回收率；2 一硫尾矿品位；3 一硫精矿品位 从图3 看出，随异戊基黄药用量的增加，硫回收 率逐渐提高，尾矿含硫逐渐降低，但硫精矿品位变化 不大，在用量1 0 0 9 ／t 时，可以选得含硫品位为 2 8 ．2 5 ％、回收率为7 7 ．3 7 ％的硫精矿，此时尾矿含 硫仅为0 ．3 2 ％。可见浮选能有效地回收原矿中的 低品位硫，并能降低尾矿中的含硫量。 3 ．2 起泡剂用量 利用捕收剂用量试验的各项条件，进行起泡剂 Q X 油用量试验，其试验结果见图4 。 图4 起泡剂Q X 油用量试验结果 F i g4T h ec u r v eo ft h et e s tf o rf f o t h e rd o s a g e 1 一硫回收率；2 一硫精矿品位；3 一硫尾矿品位 从图4 看出，Q X 油用量在3 0 9 ／t 时选别指标最 好，此时可以选得含硫为3 0 ．9 8 ％，回收率为 8 2 ．0 5 ％的硫精矿，尾矿含硫降至0 ．2 5 ％。 3 ．3 p H 利用以上试验的各项条件，分别用硫酸和石灰 作调整剂，进行矿浆p H 试验，其试验结果见图5 。 逞 褂 馨 圄 搽 ， 通 昭 k 蜒 蝼 图5 矿浆p H 试验结果 F i g5 T h ec u r v eo ft h et e s tf o rp u l p ’Sp H 1 一硫回收率；2 一硫精矿品位；3 一硫尾矿品位 从图5 看出，矿浆p H 8 时，选别指标最好，可以 选得含硫为2 9 ．6 0 ％、回收率为8 8 ．6 2 ％的硫精矿， 尾矿含硫降至0 ．2 2 ％。 3 ．4 浮选时间 利用以上试验的各项条件，进行浮选时间试验， 其试验结果见图6 。 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分 2 0 0 4 年第6 期 逞 僻 鍪 雹 楼 魁 蝮 疆 图6 浮选时间试验结果 F i g6T h ec u r v eo ft h et e s tf o rf l o a t a t i o nt i m e 1 一硫回收率；2 一硫精矿品位 从图6 看出，硫回收率随浮选时间的延长而逐 步提高，精矿含硫品位则逐渐降低，其突变点在浮选 时间3 m i n 时，此时可以选得含硫为3 1 ．3 6 ％、回收 率为8 1 ．4 7 ％的硫精矿，尾矿含硫可降至0 ．3 3 ％。 以上各项试验结果表明，该低硫磁铁矿石可以 先用浮选综合回收后，其浮选尾矿中的含硫可大幅 度降低，再对其进行磁选，可以选得含硫较低的高质 量铁精矿。 的铁精矿质量标准，硫精矿与铁精矿中铁的回收率高 达8 7 ．3 4 ％。这一指标的取得充分说明，对低硫磁铁矿 石必须予以综合回收，才能取得好的选矿技术指标。 原矿 硫精矿铁精矿尾矿 图7 闭路试验流程及条件 F i g7F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s ta n dt h eq u a l i f i c a t i o n 4 浮选一磁选 5 结语 根据磁选降硫、浮选回收硫的试验结果和条件， 进行了系统的浮选一磁选试验，并按图7 流程及条 件进行了闭路流程试验，其结果见表6 。 表6 闭路流程试验选别指标／％ T a b6T h ei n d e xo ft h ee x p e r i m e n t a ls e l e c t i o no f c l o s e df l o w s h e e t 从表6 看出，用浮选一磁选流程处理低硫磁铁 矿石，不仅综合回收硫元素，而且选得了含硫很低的 高质量铁精矿。选得含硫3 5 ．0 4 ％、硫回收率 9 3 ．9 7 ％的硫精矿，达到了国家规定的二级硫精矿标 准，选得含铁6 7 ．8 8 ％、含硫0 ．1 8 ％、铁回收率7 6 ．8 8 ％ 的优质铁精矿，超过了国家规定的最好级别“C 6 7 ” 通过对大李家和大幸台两矿区低硫磁铁矿石混 合样的综合利用研究，结合我国对铁精矿含硫量的 严格要求，可提高产品质量，减少硫生产工艺过程中 对环境的污染，对低硫磁铁矿石的选矿，必须加强对 其综合利用的研究，只有这样才能充分地利用矿产 资源，减少环境污染，为提高最终产品质量提供可靠 的技术保证。以上研究结果，已用于该矿的设计和 建设实践，待选矿厂2 0 0 4 年建成投产后，其研究结 果将直接转化为生产力。 参考文献 ’．[ 1 ] 莱州市地质矿产勘察院．山东省莱州市土山一东宋铁 矿区详查地质报告E R ] ．2 0 0 1 ． [ 2 ] 莱州金仓矿业有限公司．山东省莱州市莱州金仓矿业 股份有限公司大李家铁矿采样设计及选矿试验研究报 告[ R ] ．2 0 0 2 ． [ 3 ] 山东省地质矿产志编纂委员会．山东省地质矿产志 [ M ] ．济南山东省地质矿产局．1 9 9 2 ． 下转第2 4 页 万方数据 ．2 4 ．有色金属 选矿部分 加0 4 年第6 期 C H E M I C A L M U T A T I O NO FN n R O U SA C I DO N B A C T E R I U MT ．fA N DC H A I 【．C I P Y R I T EB I O L E A C H I N G X UX i a o J “祀1 ，一，G o n gL g i 2 , Z H A OB i n g c h e n l ，M E N Gg u n s h e n 9 2 1 ．Q i n g d a oT e c h n o l o g i c a lU n i v e r s i t y ，S c h o o lo f E n v i r o n m e n t a la n d M u n i c i p a lE n g i n e e r i n g ，Q i n g d a o2 6 6 0 3 3 ，C h i n a ；2 ．K u n m i n gU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ，I n s t i t u t eo fE n v i r o n m e n t a lS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a T h ec h e m i c a l l ym u t a t i n gp r i n c i p l eo fn i t r o u sa c i da n di t sm u t a t i n go p e r a t i o n so no n es u p e r i o rb a c t e r i no ft h e t h i o b a c i l l u sf e r r o o x i d a n s ，c a l l e da sb a c t e r i u mT ．f ，a n dt h eb i o l c a c h i n gr e s u l t so ft h el o wg r a d ec h a l c o p y r i t e w e r er e p o r t e di nt h i sp a p e r ．T h er e s u l t sh a v eb e e ns h o w nt h a tt h en i t r o u sa c i dC a ne f f e c t i v e l yp r o d u c et h ec h e m i e a l l ym u t a t i n ga c t i o no nb a c t e r i u mT ．ft oi m p r o v ei t sb i o a c t i v i t ya n dt or e f o r mi t sb i o l e a c h i n gp r o p e r t i e so n c o p p e rS U I r i d e s ．A f t e rb a c t e r i u mT ．fm u t a t e db yn i t r o u sa c i d ，t h eb i o a c t i v i t yo ft h eb a c t e r i u mT ．fa n di t sb i o l e a c h i n gr a t eo nc h a l c o p y r i tw e r er e s p e c t i v e l yi m p r o v e db y4 1 ．0 3 ％a n d1 3 ．3 ％r e s p e c t i v e l y ，a n dt h eb i o l e a c h i n gt i m eo ft h el o wg r a d ec h a l c o p y r i t ew a sr e d u c e db y5 - - 1 0d a y s ．T h e s er e s u l t sa l s oi n d i c a t e dt h a tt h e b a c 。 t e r i u mT ．fm u t a t e dc h e m i c a l l yb yn i t r o u sa c i dc a nb e t t e rb i o l e a c hc h a l c o p y r i t et h a nt h eo r i g i n a lb a c t e r i u mT ． f K E Y Ⅵ幻崛田I S t h i o b a c i l l u sf e r r o o x i d a n s T ．f ；n i t r o u sa c i d ；c h e m i c a lm u t a t i o n ；b i o l e a c h i n g ；c h a l c o p y r l t e 仝全．舍今舍全含舍金巴舍S 舍舍舍舍舍仓 仝0 舍仓舍岔金芒金三仪合{ 岔芒詹专舍岔影N 一全詹影≈％吧全纠№信影N 绾吧全％心骨■“％呜全％乜 上接第2 8 页 R E S E A R C HO NT H E0 0 1 M P ] 刚既Ⅱ￡N S l V EU ⅡL I Z f 钔r I O NO F M A G N E T I CI R O NO R E Ⅵ唧L 1 0 WS U L I 哪之0 0 N T E N T 撇。渤。一s h e n 9 1 ，J I AZ e n g l i a n 9 1 ，S U NC h a n g q u a n 2 ，g a n g J i a n l ，W a n g X u n y a n l 1 ．L a i z h o uJ i n c a n gI r o nC o m p a n yL i m i t e d ，L a i z h o uS h a n d o n g2 6 1 4 0 0 ，C h i n a ； 2 ．Q i n g d a oU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，Q i n g d a oS h a n d o n g2 6 6 5 2 0 ，C h i n a M a g n e t i cI r o no r ew i t hl i t t l es u l f u ro f t e nc o n t a i n ss u l f u ro fl O W g r a d ec o n t e n t ．I ft h es u l f u rh a s n ’tb e e n r e c y c l e dc o m p r e h e n s i v e l y ，t h eq u a l i t yo ft h ep r o d u c tw i l lb ea f f e c t e d ，a n dS Ot h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ．T h e r e f o r e ，f l o t a t i o n m a g n e t i cs e p a r a t i o nm e t h o dc a nb eu s e dt or e c y c l ei t ．H e n c e ，t h eq u a l i f i e dc o n c e n t r a t ec a nb e a t t a i n e d ．o fw h i c hF ei S6 7 ．8 8 ％w i t hl o w g r a d es u l f u r0 ．1 8 ％，a n dt h es u l f u rc o n c e n t r a t ei su po f3 5 ．0 4 ％． S ot h a tg o o de c o n o m i cp e r f o r m a n c ec a nb ea c q u i r e d ． K E Y W O R D S m a g n e t i ci r o no r ew i t h1 0 ws u l f u rc o n t e n t ；c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n 万方数据