西部铜业铁矿选矿工艺流程演变及技术分析.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 b t l N I N GA N D ●E T A IL U R G l C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 西部铜业铁矿选矿工艺流程演变及技术分析① 郭超华1 ，蒋素芳2 ⋯，叶从新2 ，张丽敏2 ，郭玉武2 ，欧阳华2 1 ．内蒙古巴彦淖尔西部铜业公司，内蒙古巴彦淖尔0 1 5 0 0 0 ；2 ．湖南有色金属研究院，湖南长沙4 1 0 0 1 5 ；3 ．中南大学资源加工与生物工程学院，湖 南长沙4 1 0 0 8 3 摘要介绍了内蒙古巴彦淖尔西部铜业公司高硫铁矿工业回收铁精矿工艺流程的演变，分析了现存的问题，指出了今后研究的 方向。目前，通过不断的技术改进，采用阶段磨矿弱磁选的选别工艺，可获得铁精矿铁品位6 0 ％～6 3 ％，含硫2 ％～3 ％，回收率5 0 ％ 左右的生产指标。 关键词含硫磁铁矿；磨矿；浮硫；弱磁选 中图分类号T D 9 2文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 4 6 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 - 0 1 7 6 - 0 3 铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，世界钢铁 工业尤其中国钢铁工业的快速发展，对铁矿石的需求 不断增加，然而铁矿资源中易选的铁矿资源日益减少， 需要加强对品位低、杂质含量高的铁矿石进行回收利 用。铁矿石中的杂质很多，常见和最主要的有害杂质 有硫、磷、砷、钾、钠、氟等。硫在钢铁的冶炼过程中会 产生许多不利影响，如含硫较多的钢脆性较大，因此许 多的铁精矿因含硫高，都进行了降硫的选矿工艺处理。 针对西部铜业某铁矿石含硫比较高的特点，需要选择 适宜的选矿工艺，以获得合格的铁精矿，提高资源利用 率卜引。 1 原矿性质 西部铜业某高硫铁矿石中主要有用矿物为磁铁 矿，次为磁黄铁矿，少量的黄铁矿，其它金属矿物有闪 锌矿、黄铜矿、方铅矿、铜蓝，褐铁矿含量甚微；主要脉 石矿物为透闪石、辉石、黑云母、石榴石、石英、绿泥石、 方解石等，以透闪石为主，次为黑云母、石英和石榴 石等。 矿石主要矿物组成及含量分析结果见表1 ，矿石 化学多元素分析结果见表2 。 表1矿石主要矿物组成及含量分析结果 质量分数 ／％ 表2 矿石化学多元素分析结果 质量分数 ／％ T F em F eT sSPC a OM s OS i 0 2 A 1 2 0 3M n 0 2 3 4 ．6 5 3 0 ．9 55 ．4 86 ．4 1O ．2 22 ．9 63 ．3 62 1 ．9 72 ．3 00 ．9 4 注 C a O M g O ／ S i 0 2 A 1 2 0 3 O ．2 6 ，属于高硫酸性矿石，m F e 包括 磁黄铁矿之铁。 矿石中主要有益组份为铁，s 为主要杂质，对矿石 中的铁、硫元素的赋存状态进行了测定，矿石中铁物相 分析结果见表3 ，矿石中硫物相分析结果见表4 。 表3 矿石铁物相分析结果 从表3 看，该矿铁品位较低，矿石中铁矿物除磁铁 矿外，还含有一定量的赤、褐铁矿、碳酸铁、硅酸铁、磁 黄铁矿和黄铁矿，这些铁矿物约占3 4 ％，这对铁的回 收率会产生一定影响。若采用弱磁选工艺，其铁最大 ①收稿日期2 0 1 4 - 0 4 - 2 7 作者简介郭超华 1 9 7 5 一 ，男，湖南人，工程师，主要从事矿山企业技术管理工作。 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 郭超华等西部铜业铁矿选矿工艺流程演变及技术分析 理论回收率为6 5 ．8 4 ％。 矿石中主要有用铁矿物磁铁矿粒度在一O ．0 1m m 粒级分布率为9 ．2 8 ％，其余在 0 ．0 1m m 粒级均匀分 布；黄铁矿和磁黄铁矿粒度较细，在一0 ．0 5m m 粒级分 布率为6 5 ．3 4 ％，其中一0 ．0 1m m 粒级占到2 7 ．5 8 ％；脉 石矿物粒度总体略粗于铁矿物。 黄铁矿和磁黄铁矿沿磁铁矿颗粒局部交代而形 成，呈连晶嵌布，或呈晚期脉状穿插于磁铁矿粒间，因 此黄铁矿、磁黄铁矿和磁铁矿关系十分密切，不易解 离，在选矿过程中将会造成这部分不易与磁铁矿解离 的黄铁矿和磁黄铁矿一同进入到铁精矿中，对铁精矿 降硫产生不利影响。 2 粗粒干抛生产实践 2 0 0 8 年5 月8 日，西部铜业第二选矿厂对该矿石 进行了生产。在原矿铁品位3 5 ％左右，经过选厂碎矿 车间三段一闭路破碎后，磁选干式抛尾，得到初步富集 的铁品位在4 3 ％左右；送到磨浮车间再进一步处理。 碎矿抛尾流程见图1 。 粉矿仓尾矿 图l 铁矿石破碎抛尾流程 3 铁矿石选别流程演变 由矿石性质分析结果可以看出含硫磁铁矿矿样 中可以回收的有用矿物除磁铁矿外，还可以回收一定 量的硫，工艺流程方案的制定原则是在选铁的同时要 考虑尽可能地回收有效的含硫矿物，并重点关注铁精 矿中硫是否达标。 结合矿石性质和特点以及我国目前选矿技术发展 的现状，对铁矿石采用阶磨阶选、先磁选铁后浮选脱硫 的工艺流程，流程见图2 。 所用磁选机均为半逆流型磁选机，第一段磁选磁 场强度为1 7 6k A ／m ，第二段为1 4 4k A ／m ，第三段为 1 2 0k A ／m ，第四段为1 2 0k A ／m ，脱硫浮选用硫酸铜作 为活化剂，用丁黄药作捕收剂，生产一段时间，第四次 原矿 高硫铁精矿铁精矿 图2 铁矿选别工艺流程 磁选铁精矿品位在5 8 ％左右，含硫4 ％一5 ％之间，脱硫 后的铁精矿品位在5 7 ％一5 9 ％之间，并且铁精矿含硫 较高，在3 ％一4 ％之间，所以又在第三次磁选前加一高 频振动筛，以达到控制细度的目的，同时将脱硫浮选闭 路改成开路，具体工艺流程如图3 所示。 原矿 高硫铁精矿铁精矿 图3 加高频振动筛后选铁工艺流程 万方数据 1 7 8 矿冶工程 第3 4 卷 加高频振动筛后，磁选铁精矿品位有所提高，在 5 9 ％一6 0 ％之间，含硫3 ．5 ％左右，脱硫后的铁精矿品位 也有提高，在6 0 ％～6 1 ％之间，含硫2 ．5 ％左右，硫还是 没有降到规定标准以下。后来又将三段、四段磁选机 换成磁场强度为7 2k A ／m 的磁选机，同时将脱硫浮选 活化剂由硫酸铜变为氟硅酸钠，经过调整后，最终铁精 矿品位稳定在6 0 ％～6 3 ％之间，含硫在0 ．9 ％一1 ．1 ％之 间。但是，铁精矿回收率较低，只有2 5 ％左右，另外， 氟硅酸钠用量较大，达3 ．5k g ／t ，并且用氟硅酸钠脱硫 后的铁精矿难以用陶瓷过滤机过滤，并且水分大，在这 种情况下，决定停止脱硫浮选作业。在后来生产中，综 合考虑铁精矿指标，再次简化工艺，去掉了三段磨矿及 二段磁选，目前选铁流程如图4 所示。 原矿 铁精矿尾矿 图4 目前选铁生产工艺流程图 现在铁精矿品位稳定在6 0 ％一6 3 ％，含硫2 ％～ 3 ％，回收率5 0 ％左右。 4 技术分析与讨论 1 西部铜业某高硫铁矿中磁铁矿与磁黄铁矿、黄 铁矿嵌布粒度细，共生关系复杂，矿石需磨矿至较细才 能使之充分解离，但磨矿细度过细又不利于磁选回收 磁铁矿。 2 铜矿铁矿石含铁3 4 ．6 5 ％，含硫7 ．1 1 ％，矿石中 金属矿物以磁铁矿为主，次为磁黄铁矿、黄铁矿。该铁 矿石 C a O M g O ／ S i 0 2 A 1 2 0 3 0 ．2 6 ，含硫7 ．1 1 ％， 属于高硫酸性矿石，能否将铁精矿中硫品位降低到合 理的范围是该铁矿石能否开采利用的关键因素。 3 生产之初，工业上采用三段闭路磨矿磁选 浮 选的工艺回收铁精矿，不但磨矿生产成本高，且工艺流 程长，铁在磁选尾矿及脱硫产品中损失较大，铁精矿回 收率低。通过调整，改三段磨矿为两段磨矿，同时保持 较低的铁精选磁场强度为7 2k A ／m ，减少了铁精矿中 夹带的 磁 黄铁矿等的含量，使得磁选铁精矿中硫含 量降至较低值。 4 根据高硫铁矿石中磁铁矿与 磁 黄铁矿共生 关系密切，且磁铁矿嵌布粒度相对较粗，而磁黄铁矿嵌 布粒度相对较细的特点，工业上先后采用了三段磨矿 磁选 浮选脱硫工艺及两段磨矿单一磁选工艺获得铁 精矿品位在6 0 ％～6 3 ％之间，但铁回收率低或铁精矿 中硫含量仍较高。要获得高质量的铁精矿产品仍需深 入研究，寻找更有效的磨矿工艺、脱硫药剂等，进一步 降低铁精矿中硫含量，同时保证较高的铁精矿回收率。 参考文献 [ 1 ]曲亮亮，周平．云南罗茨铁矿降硫降磷选矿试验研究[ J ] ．矿产 保护与利用，2 0 1 0 6 3 3 - 3 6 ． [ 2 ] 麦笑宇．金山店铁矿铁精矿降硫试验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 0 5 5 3 0 3 2 ． [ 3 ] 张兴旺．程潮铁精矿浮选降硫试验研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 9 6 9 l - 9 4 ． [ 4 ]邵伟华．某铜铁矿厂降低铁精矿含硫的试验研究[ J ] ．矿冶工程， 2 0 0 6 2 4 8 4 9 ． [ 5 ]王全亮，周虎强．某尾矿综合回收硫、铁资源试验研究[ J ] ．湖南有 色金属，2 0 0 9 6 1 5 - 1 8 ． 万方数据