内蒙古某磁选铁精矿浮选脱硫试验研究.pdf

内蒙古某磁选铁精矿浮选脱硫试验研究 ① 赵 璐1， 葛英勇1， 余 俊1， 刘 鹏1， 朱国庆2 （1.武汉理工大学 资源与环境学院，湖北 武汉 430070； 2.和静县备战矿业有限责任公司，新疆 巴音郭楞 841000） 摘 要 对内蒙古某磁选铁精矿进行了浮选脱硫试验研究。 以 FS 为活化剂、碳酸钠为 pH 调整剂、黄药和双黄药为混合捕收剂、2＃ 油为起泡剂，经过一粗一精一扫闭路反浮选，获得了产率 94.54％、铁品位 67.88％、铁回收率 95.04％、含硫 0.26％的铁精矿。 关键词 浮选； 铁精矿； 脱硫 中图分类号 TD92文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253-6099.2018.02.014 文章编号 0253-6099（2018）02-0058-03 Flotation for Desulfurization of Iron Concentrate from Magnetic Separation Operation of a Concentrator in Inner Mongolia ZHAO Lu1， GE Ying-yong1， YU Jun1， LIU Peng1， ZHU Guo-qing2 （1.School of Resources and Environmental Sciences， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070， Hubei， China； 2.Xinjiang Hejing County Beizhan Mining Co Ltd， Bayingolin 841000， Xinjiang， China） Abstract Flotation experiments were conducted to achieve desulfurization of iron concentrate from magnetic separation process in a concentrator of Inner Mongolia. Using FS as an activator， sodium carbonate as a pH regulator， xanthate and dixanthogen as collectors， 2＃oil as a frother， a closed-circuit reverse flotation process consisting of one roughing， one cleaning and one scavenging produced an iron concentrate grading 67.88％ Fe at 95.04％ recovery with a yield of 94.54％， and the sulfur content therein reduced to 0.26％. Key words flotation； iron concentrate； desulfurization 铁矿石是钢铁冶炼最主要的原料来源。 铁矿石的质 量对钢铁产品的质量有着直接影响。 硫是钢铁冶炼中要 尽量避免的一种有害元素［1］，硫的存在会直接导致钢铁 质量下降，因此钢铁冶炼厂对铁矿石中的硫含量有严格 要求［2-3］。 为了提高我国铁矿石的竞争力和钢铁产品 质量，对铁矿进行脱硫处理具有极大的现实意义［1］。 随着开采不断深入，内蒙古包钢集团铁矿资源越 来越差，其中的硫含量越来越高，在经过选别作业后， 其铁精矿中硫含量通常达到了 1.50％以上，必须经过 脱硫处理才能进入冶炼。 为了降低铁精矿中的硫含 量，研究适宜的铁精矿浮选脱硫工艺条件，为包钢集团 生产低硫铁精矿提供合适的降硫技术具有重要意义。 1 矿石性质及试验方法 1.1 矿石性质 试验所用原料为包钢某磁选铁精矿，其主要化学 成分及铁物相分析结果分别见表 1 和表 2。 由表 1 可 知，该磁选铁精矿含铁 67.52％，有害杂质主要为硫，含 量为 2.31％，还含有少量的铝、钙、硅等有害杂质。 由 表 2 可知，该铁精矿主要以磁铁矿为主，还含有少量的 硅酸铁和碳酸铁。 硫在铁精矿中主要以磁黄铁矿形式 存在，黄铁矿较少。 表 1 矿样主要化学成分分析结果（质量分数） ／ ％ TFeFe2O3FeOSiO2Al2O3K2O 67.5264.4628.861.790.420.021 CaOMnOPSTiO2 1.340.690.0222.310.09 表 2 矿样铁物相分析结果 铁物相含量／ ％分布率／ ％ 磁铁矿63.5894.16 碳酸铁0.360.53 黄铁矿0.230.34 硅酸铁0.660.98 磁黄铁矿2.693.98 合计67.52100.00 ①收稿日期 2017-09-12 作者简介 赵 璐（1992-），男，内蒙古人，硕士研究生，主要研究方向为选矿药剂合成及作用机理分析。 通讯作者 葛英勇（1961-），男，湖南双峰人，教授，博士研究生导师，博士，主要研究方向为选矿药剂合成及作用机理分析。 第 38 卷第 2 期 2018 年 04 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.38 №2 April 2018 万方数据 1.2 药剂、设备及试验方法 试验药剂主要包括新型活化剂 FS、硫酸铜、碳酸 钠、硫酸、2＃油、丁基黄药和双黄药等。 所用设备主要包括 XFD 型 1.0 L 单槽浮选机、 XTLZ-Φ260／200 真空抽滤机、JY2002 型电子天平、 CS101-2 型电热鼓风干燥箱等。 根据矿石特性，采用反浮选法脱硫，试验流程如 图 1 所示。 原矿 活化剂 pH调整剂 捕收剂 起泡剂 反 浮选 精矿尾矿 图 1 试验原则流程 2 试验结果及讨论 2.1 粗选条件试验 2.1.1 pH 值试验 新型活化剂 FS 加入矿浆后，溶解于水中会降低矿 浆 pH 值，需要用碳酸钠调节矿浆 pH 值。 FS 用量 6 000 g／ t、丁基黄药用量 450 g／ t、双黄药用量 50 g／ t、 2＃油用量 46 g／ t，按图 1 所示流程，进行了 pH 值条件 试验，结果见图 2。 pH值 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 97 96 95 94 93 92 5.06.05.56.57.07.58.0 精矿硫含量／ 精矿铁回收率／ ■ ■ ■ ■ ● ● ● ● 图 2 pH 值试验结果 从图 2 可以看出，pH 值升高的同时硫含量明显提 高，特别是在弱碱性条件下脱硫效果显著降低。 pH ＝ 5.0 时，精矿中硫含量为 0.33％，脱硫效果良好，但铁回 收率不高。 这可能是由于部分磁铁矿表面的 Fe（OH）3 薄膜被清洗掉而得到活化［4-5］。 综合考虑精矿的脱硫 效果以及铁回收率，适宜的矿浆 pH 值为 6.0。 2.1.2 活化剂条件试验 磁黄铁矿是一种天然可浮性差的矿物，活化剂用 量会直接影响浮选脱硫效果［6-8］。 活化剂用量过多， 会使铁精矿上浮，增大铁损失；活化剂用量不够，硫活 化不充分，达不到硫与铁精矿的良好分离。 pH ＝ 6.0， 其他条件不变，按图 1 所示流程进行了活化剂 FS 用量 试验，结果见图 3。 FS用量／g t-1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 97 96 95 94 93 2000400030005000600070008000 精矿硫含量／ 精矿铁回收率／ ■ ■ ■ ■ ● ● ● ● 图 3 活化剂 FS 用量试验结果 分析图 3 可见，随着 FS 用量增加，精矿中硫含量 降低，铁回收率下降。 综合考虑精矿中硫含量以及铁 回收率，适宜的 FS 用量为 6 000 g／ t，此时精矿铁品位 67.89％，铁回收率 94.66％，硫含量为 0.36％。 2.1.3 混合捕收剂用量试验 使用黄药与双黄药混合捕收剂比单独使用黄药作 为捕收剂浮选效果要好，双黄药用量提高，精矿中硫含 量升高，铁回收率也升高，综合考虑双黄药的配比为 10％。 FS 用量6000 g／ t，其他条件不变，按图1 所示流 程进行了混合捕收剂用量试验，结果如图 4 所示。 混合捕收剂用量／g t-1 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 96 95 94 93 300400350450500550600 精矿硫含量／ 精矿铁回收率／ ■ ■ ■ ■ ● ● ● ● 图 4 混合捕收剂用量试验结果 分析图 4 可见，随着混合捕收剂用量增加，精矿中 硫含量降低，脱硫效果越好。 从产品指标综合考虑，确 定混合捕收剂用量为 500 g／ t。 2.2 精选条件试验 一次粗选精矿中硫含量仍有 0.35％，需要进行精 选。 精选依旧以双黄药与丁基黄药作混合捕收剂，双 黄药配比仍然为 10％，按照图 5 所示流程进行了精选 混合捕收剂用量试验，结果见表 3。 95第 2 期赵 璐等 内蒙古某磁选铁精矿浮选脱硫试验研究 万方数据 捕收剂 起泡剂 精 选 精矿尾矿 原矿 活化剂 pH调整剂 捕收剂 起泡剂 FS 6000 pH6.0 丁基黄药双黄药 500 2油 46 丁基黄药双黄药 2油 23 粗 选 药剂单位g/t 图 5 精选试验流程 表 3 精选混合捕收剂用量试验结果 混合捕收剂用量 ／ （gt -1 ） 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ 铁硫铁硫 10091.7367.910.3192.2612.31 15091.2568.660.2492.799.48 20091.1667.680.2392.729.08 从表 3 可以看出，经过一粗一精浮选后，精矿中硫 含量显著降低。 精选混合捕收剂用量 150 g／ t 时脱硫 效果较好，此时精矿铁品位 67.83％、铁回收率 93.79％、 硫含量 0.24％，达到了浮选脱硫要求。 2.3 闭路试验 在条件试验基础上进行了闭路试验，试验流程见 图 6，结果见表 4。 精 选 精矿尾矿 原矿 FS 碳酸钠 丁基黄药双黄药 2油 6000 pH6.0 500 46 丁基黄药双黄药 2油 150 23 粗 选 药剂单位g/t 扫 选 图 6 闭路试验流程 表 4 闭路试验结果 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ 铁硫铁硫 精矿94.5467.880.2695.0410.64 尾矿5.4661.3337.814.9689.36 合计100.0067.522.31100.00100.00 由表 4 可知，闭路试验获得了产率 94.54％、铁品 位 67.79％、铁回收率 95.04％、硫含量 0.26％的铁精 矿，取得了良好的脱硫效果，同时保证了铁精矿回 收率。 3 结 论 1） 包钢某磁选铁精矿矿样铁品位较高，有害杂质 主要为硫，还含有少量铝、钙、硅等有害杂质。 铁精矿 主要以磁铁矿为主，还含有少量碳酸铁和硅酸铁。 硫 在铁精矿中主要以磁黄铁矿形式存在。 2） 以FS 为活化剂、碳酸钠为pH 调整剂、丁基黄药 和双黄药为混合捕收剂、2＃油为起泡剂，经过一粗一精 一扫闭路反浮选，获得了产率 94.54％、铁品位 67.88％、 铁回收率 95.04％、含硫 0.26％的铁精矿。 参考文献 ［1］ 张元龙. 含硫铁矿提铁降杂试验及机理研究［D］. 武汉武汉理工 大学资源与环境工程学院， 2013. ［2］ 邱廷省，余 雄，邱仙辉，等. 某难选高硫铁矿选铁降硫试验研究［J］. 矿山机械， 2015（9）96-100. ［3］ 程 征，郭灵敏，李文风. 河北某铁矿石降硫试验研究［J］. 矿冶 工程， 2015（s1）83-88. ［4］ 黄红军. 低活性难选硫铁矿高效活化应用基础研究［D］. 长沙中 南大学资源加工与生物工程学院， 2011. ［5］ 夏 军，陈永伟，王 博. 新疆某高硫磁铁矿选矿试验研究［J］. 矿产保护与利用， 2015（2）37-40. ［6］ 杨 云，赵冠飞，刘 松，等. 磁黄铁矿活化剂及机理研究现状［J］. 矿冶工程， 2012（s1）290-293. ［7］ 洪秋阳，汤玉和，王毓华，等. 磁黄铁矿结构性质与可浮性差异研 究［J］. 金属矿山， 2011（1）64-67. ［8］ 常宝乾，张世银. 某富硫磁铁矿脱硫工艺技术研究［J］. 现代矿 业， 2010，26（8）123-124. 引用本文 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， 2018，38（2）58-60. 06矿 冶 工 程第 38 卷 万方数据