湖北某高硫铁矿选别试验研究.pdf

湖北某高硫铁矿选别试验研究 ① 李建华，孙小俊（大冶有色金属集团控股有限公司，湖北黄石４３５００５）摘要系统研究了某高硫铁矿降低铁精矿中硫含量的选别工艺。根据降硫工艺的先后顺序，采用先磁选再降硫和先降硫再磁选两种工艺流程。先磁选后降硫工艺，采用再磨磁选和浮选两种方法降硫，再磨磁选降硫工艺得到铁精矿品位６７．０８％（含硫０􀆱 １４％），回收率９１．９１％；浮选降硫工艺得到铁精矿品位６４．９０％（含硫０．１３％），回收率９１．９０％。先降硫后磁选工艺得到铁精矿品位６３．１９％（含硫０．１３％），回收率８８．４３％。推荐先磁选后降硫工艺。关键词高硫铁矿；铁精矿；磁选；浮选；降硫中图分类号ＴＤ９５１．１文献标识码Ａｄｏｉ１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１５．０１．０１６文章编号０２５３－６０９９（２０１５）０１－００５７－０４ＭｉｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｓｔｆｏｒＨｉｇｈ⁃ＳｕｌｆｕｒＩｒｏｎＯｒｅｆｒｏｍＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅＬＩＪｉａｎ⁃ｈｕａ，ＳＵＮＸｉａｏ⁃ｊｕｎ（ＤａｙｅＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＧｒｏｕｐＳｈａｒｅｈｏｌｄｉｎｇＣｏＬｔｄ，Ｈｕａｎｇｓｈｉ４３５００５，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＢｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒｉｒｏｎｏｒｅｈａｓｂｅｅｎｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ．Ｔｗｏｆｌｏｗｓｈｅｅｔｓ，ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎ⁃ｓｕｌｆｕｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ＭＳ⁃ＳＲ）ａｎｄｓｕｌｆｕｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ⁃ ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎ（ＳＲ⁃ＭＳ），ｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄ．Ｒｅｇｒｉｎｄｉｎｇ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｆｌｏｔａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎＭＳ⁃ＳＲｆｌｏｗｓｈｅｅｔｆｏｒｓｕｌｆｕｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．ＴｈｅＴＦｅｇｒａｄｅａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｆｏｒｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｒｅｇｒｉｎｄｉｎｇ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｗｅｒｅ６７．０８％（ｗｉｔｈｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆ０．１４％）ａｎｄ９１．９１％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｆｏｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｆｌｏｔａｔｉｏｎｗｅｒｅ６４．９０％（ｗｉｔｈｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆ０．１３％）ａｎｄ９１．９０％．ＦｏｒＳＲ⁃ＭＳｆｌｏｗｓｈｅｅｔ，ｔｈｅｉｒｏｎｇｒａｄｅａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｗｅｒｅ６３．１９％（ｗｉｔｈｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆ０．１３％）ａｎｄ８８．４３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＭＳ⁃ＳＲａｐｐｒｏａｃｈｉｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｆｏｒｉｔｓｓｕｐｅｒｉｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒｉｒｏｎｏｒｅ；ｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ；ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｆｌｏｔａｔｉｏｎ；ｓｕｌｆｕｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ随着我国矿产资源的不断开发利用，可供利用的富矿资源已经很少，铁矿资源日益趋于贫、细、杂［１－３］。高硫铁矿的分选大多较难，采用常规的选矿工艺处理，一般很难得到合格的铁精矿。湖北某铁矿山为高硫铁矿山，按常规选矿方法所得铁精矿中的硫含量超过铁精矿产品质量标准。为得到合格的铁精矿产品，并充分回收该矿伴生的硫，需对该高硫铁矿进行详细的选别试验研究。１矿石性质为查明矿石性质，对矿样进行了化学多元素分析及铁物相分析，结果分别如表１和表２所示。由表１可知，矿石中主要成分是Ｆｅ，其次为ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等，Ｓ含量较高，达２．７９％，Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ等有色金属以及有害元素Ｐ等含量甚低。由表２可知，矿石中的铁矿物主要是磁铁矿，少量黄铁矿和赤铁矿，碳酸铁和硅酸铁等其它铁矿物含量较低。黄铁矿亦称硫铁矿，主要用于生产硫酸，是重要的化工原料。表１原矿化学多元素分析结果（质量分数）／％ＴＦｅＳＣｕＰＰｂＺｎＡｓ３９．３４２．７９０．０６００．０７００．００４５０．００７６０．００２２ＡｕＡｇＣａＯＭｇＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２０．０５１．００１４．４４４．３２１．７９１１．８２表２铁物相分析结果相别含量／％分布率／％碳酸铁０．７０１．７５氧化铁１．８０４．５０硫化铁１．７０４．２５磁性铁３５．８０８９．４０硅酸铁０．０４０．１０全铁４０．０４１００．００ ①收稿日期２０１４－０８－２８作者简介李建华（１９８４－），男，湖南郴州人，硕士，工程师，主要从事选矿技术工作。第３５卷第１期２０１５年０２月矿矿冶冶工工程程ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ．３５ №１Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１５试验研究的主要目的矿物为磁铁矿（铁精矿），副产品为硫铁矿（硫精矿）。２试验研究及结果该铁矿硫含量较高，为了得到合格的铁精矿产品，必须采取进一步的降硫工艺。对于含有硫化物的磁铁矿石，选矿方案一般有两种一是先磁选出铁矿物，然后脱除磁选精矿中硫化物，二是先浮选出硫化物，然后从浮选尾矿中磁选出铁矿物［４－８］。分别按照上述两种方法进行了选矿对比试验研究。首先进行了磨矿细度和磁场强度试验，确定适宜的磨矿细度为－０．０７４ｍｍ粒级占６３．４％，磁场强度为０．１２Ｔ。２．１先磁选后降硫工艺２．１．１铁粗精矿再磨磁选降硫提高磨矿细度，强化单体解离，减少磁铁矿与硫铁矿的连生体，可以降低铁精矿中的硫含量，因此采用铁精矿再磨磁选降硫工艺，试验流程见图１，试验结果见表３。图１铁精矿再磨磁选试验流程表３铁精矿再磨磁选试验结果－０．０７４ｍｍ粒级含量／％产物名称产率／％品位／％回收率／％ＳＦｅＳＦｅ精矿５５．７４０．４２６６．５４８．２７９１．６４８１．１尾矿１３．２４９．９５１６．６７１１．４０１．３４尾矿２４１．０２５．５２６．９２８０．３３７．０２原矿１００．００２．８２４０．４６１００．００１００．００精矿５５．４４０．１４６７．０８２．７６９１．９１８７．０尾矿１３．５４１３．４３１２．１９１６．９１１．０７尾矿２４１．０２５．５２６．９２８０．３３７．０２原矿１００．００２．８２４０．４６１００．００１００．００精矿５４．８５０．１３６７．２８２．５４９１．２０９２．６尾矿１４．１３１１．６４１７．４３１７．１３１．７８尾矿２４１．０２５．５２６．９２８０．３３７．０２原矿１００．００２．８２４０．４６１００．００１００．００试验结果表明在试验范围内，提高再磨细度，铁精矿硫含量下降，铁品位提高；再磨细度－０．０７４ｍｍ粒级含量由８７．０％提高至９２．６％时，铁精矿中硫含量变化幅度较小，确定再磨细度为－０．０７４ｍｍ粒级占８７．０％。此时铁品位６７．０８％，硫品位０．１４％，铁回收率９１．９１％。２．１．２铁粗精矿浮选降硫硫铁矿的可浮性较好，能被黄药、黑药、硫氮类等多种浮选药剂捕收［９－１３］。浮选是回收硫铁矿的常用方法，尝试采用浮选法降低铁粗精矿中的硫，试验流程见图２，试验结果见表４。图２铁精矿浮选降硫试验流程表４铁精矿浮选降硫试验结果产物名称产率／％品位／％回收率／％ＳＦｅＳＦｅ硫精矿１．６８３３．１９２５．８９１７．３５１．０８铁精矿５７．３００．１３６４．９０２．３２９１．９０尾矿４１．０２５．５２６．９２８０．３３７．０２原矿１００．００２．８２４０．４６１００．００１００．００试验结果表明以碳酸钠为调整剂，丁基黄药为捕收剂，２＃油为起泡剂，采用一粗二扫浮选工艺流程，最终得到铁品位６４．９０％、硫含量０．１３％、回收率９１．９０％的选别指标。２．１．３硫的综合回收磁选尾矿中硫含量较高，可以予以综合回收。由于硫密度约为４５００ｋｇ／ｍ３，与脉石密度差较大，可以采用重选回收。本试验采用摇床回收硫，结果见表５。表５硫综合回收试验结果产物名称作业产率／％总产率／％硫品位／％硫作业回收率／％总硫回收率／％精矿９．０２３．７０３６．８８６０．２７４８．４１尾矿９０．９８４．０２２．４１３９．７３３１．９２原矿１００．００４１．０２５．５２１００．００８０．３３试验结果表明磁选尾矿经摇床重选可得到硫品位３６．８８％、硫回收率４８．４１％的选别指标。２．２先降硫后磁选工艺由于硫铁矿的可浮性较好，可以采用浮选先回收８５矿冶工程第３５卷硫铁矿（硫精矿），然后再采用磁选回收铁精矿。硫铁矿浮选常以碳酸钠为调整剂，丁基黄药为捕收剂，２＃油为起泡剂，试验流程见图３，结果见表６。图３浮选降硫闭路试验流程表６浮选降硫闭路试验结果产物名称产率／％品位／％回收率／％ＳＦｅＳＦｅ硫精矿５．１９４６．０６４５．２４８６．０１５．９４铁精矿５７．６７０．１３６３．１９２．７０８８．４３尾矿３７．１４０．８５６．２５１１．２９５．６３原矿１００．００２．７８３９．５６１００．００１００．００试验结果表明采用先浮选降硫后磁选工艺可得到产率５７．６７％、铁品位６３．１９％、硫含量０．１３％、铁回收率８８．４３％的选别指标，同时回收硫品位４６．０６％、回收率８６．０１％的硫精矿。２．３方案对比各降硫方案指标对比见表７。表７各方案指标及优缺点方案品位／％回收率／％铁精矿硫精矿铁精矿硫精矿先磁选后降硫再磨磁选降硫６７．０８（含硫０．１４）３６．８８９１．９１４８．４１浮选降硫６４．９０（含硫０．１３）３５．７３９１．９０６５．７６先降硫后磁选６３．１９（含硫０．１３）４６．０６８８．４３８６．０１结果表明先磁选后降硫工艺的铁选别指标优于先降硫后磁选工艺，由于硫精矿价格较低，先磁选后降硫工艺的经济效益优于先降硫后磁选工艺。综合考虑生产时矿石性质有所波动、铁粗精矿再磨能耗太高等因素，推荐如图４所示的工艺流程。图４推荐选矿工艺流程３结论１）湖北某高硫铁矿石主要成分是铁，硫含量亦较高，为了得到合格的铁精矿产品，必须降硫。根据降硫工艺的先后顺序，采用先磁选后降硫和先降硫后磁选两种原则工艺流程。２）先磁选后降硫工艺，在磨矿细度－０．０７４ｍｍ粒级占６３．４％，磁场强度０．１２Ｔ条件下，经一次粗选得到产率５８．９８％、Ｆｅ品位６３．７９％、回收率９２．９８％的铁粗精矿（含硫０．９４％）。该铁粗精矿采用再磨磁选和浮选两种方法降硫。再磨磁选可得到产率５５．４４％、Ｆｅ品位６７􀆱 ０８％（含硫０．１４％）、回收率９１．９１％的铁精矿；浮选降硫可得到产率５７．３０％、Ｆｅ品位６４．９０％（含硫０􀆱 １３％）、回收率９１．９０％的铁精矿及产率１．６８％、Ｓ品位３３．１９％、回收率１７．３５％的硫精矿。经一次粗选得到的磁选尾矿采用摇床重选回收硫，可得到产率３􀆱 ７０％、Ｓ品位３６．８８％，回收率４８．４１％的硫精矿。３）先降硫后磁选工艺，在磨矿细度为－０．０７４ｍｍ粒级占６３．４％条件下，以碳酸钠为调整剂，丁基黄药为捕收剂，２＃油为起泡剂，经一粗二扫二精，得到产率５􀆱 １９％、Ｓ品位４６．０６％、回收率８６．０１％的硫精矿；浮选尾矿经磁选（磁场强度为０．１２Ｔ），得到产率为５７．６７％、Ｆｅ品位６３．１９％（含硫０．１３％）、回收率８８．４３％的铁精矿。４）经对比分析，推荐采用先磁选后降硫的工艺流程。９５第１期李建华等湖北某高硫铁矿选别试验研究参考文献［１］王运敏，田嘉印，王化军，等．中国黑色金属矿选矿实践［Ｍ］．北京科学出版社，２００８．［２］李荣改，宋翔宇，乔江晖，等．河南某铁硫铜复杂多金属矿选矿试验研究［Ｊ］．有色金属（选矿部分），２０１２（６）２０－２４．［３］李俊宁，肖春莲，王炬，等．某铁硫铜复杂多金属矿选矿工艺研究［Ｊ］．金属矿山，２００８，３８（１２）５８－６３．［４］陈建华，冯其明．铜硫浮选分离技术进展［Ｊ］．矿产保护与利用，１９９７（４）１８－２１．［５］邵伟华，杨波．某铜铁矿选矿厂铁精矿降硫试验研究［Ｊ］．有色金属（选矿部分），２００５（４）２７－２９．［６］胡为柏．浮选［Ｍ］．北京冶金工业出版社，１９９０．［７］李崇德，孙传尧．铜硫浮选分离的研究进展［Ｊ］．国外金属矿选矿，２０００（２）２－７．［８］刘占华，孙体昌，孙昊，等．从内蒙古某高硫铁尾矿中回收铁的研究［Ｊ］．矿冶工程，２０１２（１）４６－４９．［９］江皇义，叶雪均，罗升，等．凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践［Ｊ］．矿冶工程，２０１３（１）３０－３３．［１０］陈军，刘苗华，肖金雄，等．福建某高硫、低品位复杂多金属矿选矿试验研究［Ｊ］．矿冶工程，２０１２（２）３４－３８．［１１］胡岳华，章顺利，邱冠周，等．石灰抑制黄铁矿的活化机理研究［Ｊ］．中南工业大学学报，１９９５，２６（２）１７６－１７９．［１２］李建华，孙小俊．新型捕收剂ＤＬＺ对黄铜矿和黄铁矿浮选的作用机理研究［Ｊ］．有色金属（选矿部分），２０１０（２）４５－４８．［１３］胡岳华，冯其明．矿物资源加工技术与设备［Ｍ］．北京科学出版社，２００６． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第５３页）位３４．４６％、钼作业回收率８８．９７％的钼精矿；获得铜品位２３．２９％、铜回收率９９．８３％的铜精矿；由于含有易浮脉石滑石、云母等矿物，导致钼精矿钼品位仅有３４􀆱 ４６％，达不到要求。２）通过辉钼矿⁃滑石反浮选探索实验，采用以木质素磺酸钠抑制辉钼矿，十二胺浮选易浮滑石、云母的反浮选流程获得钼品位４５．１６％、钼作业回收率９７．９１％的最终钼精矿。参考文献［１］于雪．某铜钼矿石的选矿试验研究［Ｊ］．矿冶工程，２０１２，３２（１）３２－３５．［２］卢易屏，张明洋，冯其明，等．蛇纹石与滑石的同步抑制原理［Ｊ］．中国有色金属学报，２０１２，２２（２）５６０－５６５．［３］周菁，朱一民．复杂难选铜钼硫多金属矿选矿技术研究［Ｊ］．有色金属（选矿部分），２００９（４）４－７．［４］李宁，覃文庆，焦芬，等．铜锌硫化矿浮选分离试验研究［Ｊ］．矿产保护与利用，２０１２（４）３３－３６．［５］代淑娟，胡志刚，孟宇群，等．某金矿石中金的浮选及氰化浸出试验［Ｊ］．金属矿山，２０１０（８）７５－７８． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第５６页）参考文献［１］汪家铭．磷石膏综合利用技术现状与前景展望［Ｊ］．硫磷设计与粉体工程，２０１３（１）７－１１．［２］秦俊芳．磷石膏综合利用现状探讨［Ｊ］．中国资源综合利用，２０１０（３）２３－２５．［３］文书明．磷石膏浮选脱硅试验研究［Ｊ］．有色金属，２０００（４）１５７－１５８［４］Ｔｉｔｉｚ⁃ＳａｒｇｕｔＳ，ＳａｙａｎＰ，Ａｖｃı Ｂ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｉｔｒｉｃａｃｉｄｏｎｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｄｉｈｙｄｒａｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａ［Ｊ］．ＣｒｙｓｔＲｅｓＴｅｃｈｎｏｌ，２００７，４２（２）１１９－１２６．［５］孙传尧．硅酸盐矿物浮选原理［Ｍ］．北京科学出版社，２００１． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞 􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞 􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞 􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀤞􀦞 􀦞 􀦞 􀦞 中国知网版权声明本刊已许可中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该社著作权使用费与本刊稿酬一并支付。作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意本刊上述声明。矿冶工程编辑部２０１５年２月０６矿冶工程第３５卷