新型捕收剂(CY137)脱硫试验.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V o l _ 3 2 A u g u s t2 0 1 2 新型捕收剂 C Y l3 7 脱硫试验① 赵春福，邵彪 首钢矿业公司技术处，河北迁安0 6 4 4 0 4 摘要磁铁矿精矿含硫是衡量磁铁矿品质的主要指标之一。磁铁矿含硫必须符合国家或企业标准。磁铁矿脱硫方法大多采用 浮选法。本文就新型磁铁矿脱硫有效捕收剂c Y l 3 7 与戊基黄药对同种矿石脱硫效果比较，并证实该矿使用C Y l 3 7 捕收剂的效 果较好，同时对该矿多种有价成分回收有利。 关键词磁铁矿；脱硫；新捕收剂；C Y l 3 7 中图分类号T D 9 2 3 文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 1 6 4 0 5 铁精矿含硫对钢材质量有较大影响，因此铁精矿 含硫量要严格控制。铁精矿含硫以硫化铁居多，一般 在选矿过程中进行处理。不同硫化铁 黄铁矿、磁黄 铁矿 磁性不同选矿过程处理方法不同。一般通过降 低磁选机的磁场强度、细磨等手段即可实现黄铁矿与 磁铁精矿充分分离。磁黄铁矿磁性比较强，即使降低 磁选机的磁场强度、细磨也很难将其与磁铁矿分离，硫 不能有效被脱掉。硫化矿物与其它矿物分离常采用浮 选法，且捕收剂使用黄药，起泡剂使用2 8 油附加调整 剂。本文就同一铁矿脱硫使用C Y l 3 7 捕收剂和传统 的黄药捕收剂试验结果进行比较来说明两药剂的不同 选矿效果。 1 原矿性质 该矿样编号为0 3 7 ，原生矿中的金属矿物以磁铁 矿为主，其次是半假象赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿、黄 铁矿、磁黄铁矿、白铁矿、黄铜矿，另有少量铜兰、闪锌 矿、方铅矿、辉铜矿等。脉石矿物有阳起石、透闪石、普 通角闪石、黑云母、白云母、斜长石、石英、方解石、白云 石、绿泥石、绢云母、滑石，还有少量绿帘石、高岭石、锆 石、榍石、金红石、磷灰石等。 磁铁矿常呈自形、半自形粒状，粗粒0 ．2 ～1m m 、 细粒0 ．0 5 ～0 ．1m m ，两者比例7 0 3 0 。其嵌布形式为 致密块状集合体，呈星散浸染状嵌布在脉石粒问，多分 布在磁铁矿集合体边部或围岩夹石中，粒度一般小于 0 ．0 5m m ；呈交代残余包裹在黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁 矿中，一般粒度0 ．0 2 ～0 ．1m m 。 硫化矿物有黄铜矿、铜兰、黄铁矿、磁黄铁矿、白铁 矿、闪锌矿等。以磁黄铁矿、黄铁矿为主。 磁黄铁矿嵌布类型分4 种一是不规则团块状集 合体沿磁铁矿粒问分布，粒度0 ．0 5 ～1 ．0m m ；二是呈 星散状嵌布在脉石中；三是与白铁矿紧密镶嵌构成 “鸡眼结构”；四是呈不规则交代黄铜矿。第一种形式 占8 0 ％。黄铁矿根据产出形式分为五种类型，一是呈 不规则状集合体沿磁铁矿与脉石之问分布，粒度0 ．5 1 ．5m m ；二是呈细粒星闪状沿磁铁矿粒间分布，粒 度0 ．0 2 ～0 ．2m m ；三是呈细脉状、网状穿插交代磁铁 矿，脉宽O ．0 1 ～0 ．5m m 不等；四是呈微细粒与脉石紧 密镶嵌构成毛毡状，粒度0 ．0 0 2 ～0 ．0 5m m ；五是呈胶 状集合体，环带构造发育，部分呈球粒状。部分重结晶 形成白铁矿。难磨矿中第一、二种少见，第三、四、五种 多见。硫含量主要结合为磁黄铁矿 约占6 0 ％ ，黄铁 矿和一些黄铜矿中也含有硫。一般粒度0 ．0 2 0 ．1 m m 。磨矿粒度在一0 ．0 7 4m m 粒级占9 4 ％时单体解 离度达到9 4 ．6 6 ％。硫矿物以硫铁矿为主。． 矿样原矿铁物相分析、多元素分析结栗见表1 和 表2 。 表1 矿样铁物相结果 表2 矿样多元素分析结果 质量分数 ／％ T F e S i O ／ C a O M g oA 1 2 0 3 PS 烧损 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 6 作者简介赵春福 1 9 5 1 一 ，男，吉林白城长岭人，高级工程师，主要从事选矿技术工作。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 赵春福等新型捕收剂 C Y l 3 7 脱硫试验 表1 数据显示，矿样中主要铁矿物磁性铁占全铁 的9 6 ．4 6 ％，其次是硫铁矿占2 ．8 1 ％，菱铁矿、赤铁矿、 硅酸铁矿很少量。矿样全铁品位5 7 ．5 8 ％。表2 显 示，原矿含氧化硅量较少，微量铜、锌，有害元素除硫 外，含有少量磷。 、 2 试验设备、药剂及方法 矿石中主要含硫矿物是黄铁矿和磁黄铁矿。传统 硫化矿选别多采用浮选法。浮选使用捕收剂以黄药为 主，起泡剂以2 4 油为主，辅以调整剂。试验使用各药 剂包括①捕收剂戊黄药 国产，生产用品 ；C Y l 3 7 新型药剂 国产，生产用品 。②起泡剂2 。油 国 产，生产用品 。③调整剂石灰 国产，分析纯 ；硫 酸 国产，分析纯 ，C u S O 。 国产，分析纯 。 试验设备见表3 。 表3 试验设备表 3 试验及结果 3 ．1 戊基黄药浮选试验 矿石中主要含硫矿物是黄铁矿和磁黄铁矿。传统 硫化矿物的浮选大多使用黄药做捕收剂。本试验同样 以戊基黄药做捕收剂进行脱硫试验。试验目标是铁精 矿含硫符合国家产品质量标准小于0 ．3 0 ％。 在条件试验基础上进行流程试验。试验矿浆温度 为自然温度，矿浆浓度6 0 ％，试验流程如图l ，结果见 表4 。 从表4 可以看出，铁精矿产率8 2 ．4 9 ％，精矿品位 6 2 ．5 6 ％，铁精矿含硫0 ．1 7 ％，铁回收率8 8 ．7 8 ％。 如果将K 3 与铁精矿合并在一起，铁精矿产率 8 5 ．5 9 ％，精矿品位6 1 ．5 2 ％，铁精矿含硫0 ．2 1 ％，铁回 收率9 0 ．5 8 ％。此时铁精矿含硫仍然小于0 ．3 0 ％，符 合产品含硫要求。 原矿 K J 铁精矿 图1 试验流程 表4 硫酸扫选试验 产物学 ～曼坐竺一旦蝗型竺 F eSC uC oF eS uC o K l 1 0 ．4 23 8 ．7 42 4 ．0 2 0 ．7 5 90 ．1 2 8 6 ．9 4 9 7 ．3 37 3 ，6 6 ％．2 3 K 23 。9 93 6 T 。54 ．6 8O ，∞60 ．0 12 ，4 76 ．5 20 ，9 72 ．8 8 I 33 ．13 3 ．7 91 ．1 70 ．2 6 7 0 ．0 0 41 ．8 01 ．2 77 ．7 10 ．8 9 铁精矿8 2 ．4 9 眈．5 6O ．1 7 0 ．0 2 308 8 ．7 84 ．8 91 7 ．6 70 ．0 0 给矿1 0 0 ．0 05 8 ．1 3 2 ．8 70 ．1 0 70 ．0 1 3 91 0 0 ，0 0 1 0 0 ．0 0 1 0 0 ，0 01 0 0 ．0 0 浮选产品再进行磁选试验，磁选管试验结果见表 5 。经过磁选后，铁精矿品位大幅度提高，铁精矿含硫 下降。 表5 磁选管试验结果 ／ k A ．m - 1 ／％FeS-FeS 磁选精矿多元素分析结果见表6 。 表6 磁选精矿多元素分析结果 质量分数} ／％ 3 ．2 新型捕收剂 G Y l 3 7 试验 C Y l 3 7 为棕红色液体，略有芳香味，无毒，密度 1 ．1 1 5g ／c m 3 ，p H 值8 1 3 。本产品为有机盐类，塑料 桶装，运输、储存十分方便。使用时不必稀释可直接加 筋“ ∞娃坂啪篇～n 蚰“4 弘弱n 酡如∞∞娅旧 矿矿矿精尾给 ∞ 舳加∞娃m 繁一 B 旺妇殂弘甄“ m 酡兮虻∞眠n ㈣ 矿矿矿精尾给 间 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 入需要的点位。该药剂试验与黄药使用同一矿石，部 分试验条件沿用黄药试验条件。试验流程见图2 。入 选粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占9 1 ％，试验结果见表7 。 廒矿 K 铁精矿 图2 试验流程 由表7 可以看出，新型药剂C Y l 3 7 用量1 4 4 ～4 3 2 g ／t 时铁精矿各项指标规律性变化。用量2 4 0g ／t 时含 硫已经低于0 ．3 0 ％，用量3 3 6g ／t 时铁精矿含硫已经 出现拐点。精矿产率与回收率随C Y l 3 7 用量增加而 降低；精矿品位逐步升高；铁精矿中硫含量和回收率降 低。根据试验结果，从技术指标和经济观点出发选择 3 3 6g ／t 用量。 硫酸用量试验结果见表8 。由表8 可以看出，铁 精矿产率与金属回收率随硫酸用量增加而提高，精矿 品位略有下降。精矿含硫以下降趋势为主；铁精矿中 硫回收率首先是呈平直线，用量超过15 0 0g ／t 时出现 骤降拐点。根据精矿中含硫品位和回收率关系，确定 硫酸用量22 5 0g ／t 。 2 9 油用量试验结果见表9 。由表9 可以看出，随 2 。油用量增加，铁精矿产率和回收率随着提高，铁精矿 品位相差无几。铁精矿含硫随2 4 油用量增加先是略 提高，到4 0 0g ／t 点位时最高，然后骤降。用量4 8 0g ／t 时铁精矿含硫最低达到0 ．1 6 ％。铁精矿中硫回收率 同铁精矿含硫规律一致。根据铁精矿含硫和其它各项 指标，选定用量4 8 0g ／t 作为2 4 油用量。 表7C Y l 3 7 用量试验结果 K1 7 ．9 83 3 ．3 81 6 ．4 2O ．50 ．0 8 71 0 ．6 89 5 ．7 49 2 ．4 18 6 ．4 l 3 3 6 铁精矿 8 2 ．0 26 1 ．1 80 ，1 60 ．0 0 90 ．0 0 38 9 ．3 24 ．2 67 ．5 91 3 ．5 9 给矿 1 0 0 ．0 0 1 0 0 ．0 01 0 0 ．0 0 1 0 0 ．0 0 ， 1 0 0 ．o o K1 9 ．4 63 4 ．3 2 1 5 ．3 50 ．50 ．0 81 1 ．9 09 5 ．8 6 爱■两1 0 0 ．0 0 4 3 2 铁精矿 8 0 ．5 46 1 ．4 10 ．1 60 ．0 0 808 8 ．1 04 ．1 46 ．2 10 ．0 0 给矿 1 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 0 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月赵春福等新型捕收剂 C Y l 3 7 脱硫试验1 6 7 K2 1 ．0 43 6 ．8 61 3 ．6 10 ．3 9 20 ．0 7 5 1 3 ．8 69 4 ．2 89 2 ．8 88 3 ．3 2 3 0 铁精矿 7 8 ．9 6 6 1 ．0 2 0 。2 20 ．0 0 8 0 ．0 0 48 6 ．1 45 ．7 27 ．1 21 6 ．6 8 给矿 1 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 0 根据上述条件试验结果进行综合条件试验，流程同 图2 ，一0 ．0 7 4m ／n 粒级占9 0 ％，H 2 S 0 4 用量l5 0 0g ／t ， C Y l 3 7 用量3 9 2g ／t ，2 ’油用量7 0g ／t ，结果见表1 0 。 表1 0 新型捕收剂 C Y l 3 7 综合条件试验结果 表1 0 结果显示铁精矿中含硫为0 ．1 9 ％，铁精矿 产率7 7 ．7 5 ％，回收率为8 5 ．3 9 ％，品位为6 1 ．5 7 ％。铁 精矿中硫回收率4 ．7 7 ％，铜回收率4 ．2 7 ％，钴回收率 9 ．2 0 ％。试验表明，铁精矿中不仅硫回收率低，而且 铜、钴回收率同样比较低，为综合回收硫、铜、钴创造良 好条件。 浮选泡沫和底流产品多元素分析和铁物相分析见 表1 1 ～1 2 。 为提高底流产品铁品位，进行不同磁场强度的磁 选管试验，结果见表1 3 。由表1 3 可以看出，底流产品 经磁选管选别后，铁精矿品位均大幅度提高，且含硫下 降。3 个磁场强度试验结果的精矿产率、精矿品位、金 属回收率相差不大。由此可见，磁选机的磁场强度应 大于1 6 0k A ／m 。 表1 3 底流产品磁选管试验 表1 1 浮选泡沫和底流产品多元素分析结果 质量分数 ／％ 4 两种捕收剂对比 表1 2 浮选泡沫和底流产品铁物相分析结果 产品物相 繁紫 产品物相 薷紫 磁性铁中铁1 9 ．2 95 2 ．4 0磁性铁中铁5 9 ．3 l9 6 ．3 3 碳酸铁中铁3 ．5 2 9 ．5 6 碳酸铁中铁0 ．7 3 1 ．1 9 泡沫氧化铁中铁0 ．0 2 0 ．0 5 底流氧化铁中铁O 0 2 O ，0 3 硫化铁中铁1 0 ．6 82 9 ．0 1硫化铁中铁0 ．3 40 ．5 5 硅酸铁中铁3 ．3 0 8 ．9 8 硅酸铁中铁1 ．1 71 ．9 0 合计 3 6 ．8 l1 0 0 ．0 0 合计 6 1 ．5 71 0 0 ．0 0 使用两种选矿捕收剂试验分别称作黄药流程和 C Y l 3 7 流程。经过试验达到相同铁精矿含硫指标，但 是，药剂不同，作业条件不同，各药剂用量不同。选矿 技术指标和作业条件比较如表1 4 。流程比较黄药浮 选流程首先将矿浆浓缩到6 0 ％的浓度，需要较大浓缩 设备；浮选需要两段、浮选时问长。C Y l 3 7 浮选流程不 需要浓缩，浮选时间是黄药浮选时间的4 8 ％。硫酸用 量为黄药流程的6 0 ％，2 。油用量是黄药流程用量的 5 3 ％。虽然C Y l 3 7 用量是黄药流程的2 2 3 ％，但是两 种药剂成本基本持平。由表1 4 看出，黄药流程与 C Y l 3 7 流程选矿试验指标略有不同。原矿含硫差 舛嘶∞琅狐啪鬻～ 等一 钙卵瑚 扭织啪 蝴；詈似蚴呲兮∞拍∞ 拍矾∞拽觚m淼婀 、、∞ 万方数据 1 6 8 矿冶工程第3 2 卷 0 ．2 3 个百分点；虽然原矿含硫高给铁精矿脱硫增加一 定难度，但是其结果比较理想，精矿含硫相差0 ．0 2 个 百分点。精矿品位相差0 ．0 5 个百分点；铁精矿产率相 差7 ．7 8 个百分点；回收率相差3 ．3 9 个百分点。尾矿 铁品位相差0 ．7 9 个百分点。由上述分析可见该矿石 脱硫使用新型捕收剂C Y l 3 7 比使用黄药效果好。两 种捕收剂浮选精矿再经磁选管选别，其铁精矿产品指 标基本～致。精矿品位均超过7 0 ％，含硫均低于 0 ．2 0 ％，含硅低于1 ．0 ％，达到超精矿标准。 表1 4 两种捕收剂试验结果对比表 指标黄药流程C Y l 3 7 流程差值 原矿品位／％ 5 8 ．1 35 6 ．0 6 2 ．0 7 原矿含硫／％ 2 ．8 73 ．1 00 ．2 3 精矿品位／％ 6 1 ．5 26 1 ．5 7 0 ．0 5 精矿含硫／％0 ．2 1 0 。1 9 0 ．0 2 精矿产率／％8 5 ．5 9 7 7 ．7 57 ．8 4 回收率／％8 8 ．7 8 8 5 ．3 93 ．3 9 尾矿铁品位／％ 3 7 ．6 03 6 ．8 10 ．7 9 浮选时间／m i n 1 851 3 硫酸用量／ g t ‘1 2 5 0 015 0 0 10 0 0 捕收剂用量／ g t 。1 1 7 63 9 22 1 6 2 。油用量／ g t 一 1 4 8 7 07 8 5 结语 针对同种矿石使用戊基黄药与C Y l 3 7 捕收剂脱 硫试验结果可看出两种选矿药剂均能够使铁精矿中 含硫小于0 ．3 0 ％，铁精矿品位相差无几，金属回收率 相差不大，但是比较两者选矿工艺流程、药剂消耗等有 明显区别。①使用C Y l 3 7 捕收剂可以减掉使用黄药 捕收剂时加硫酸前的浓缩作业，简化工艺流程。②使 用C Y l 3 7 捕收剂浮选时间减少5 2 ％，减少浮选机装机 台数，同时减少生产能耗，实现节能目的。③使用 C Y l 3 7 捕收剂流程硫酸用量是黄药流程用量的4 0 ％， 减少硫酸的危害性和生产成本。④使用C Y l 3 7 捕收 剂流程2 。用量是黄药流程用量的4 8 ％，减少2 ’油生产 成本。⑤使用C Y l 3 7 捕收剂流程捕收剂用量是黄药 流程用量的2 2 3 ％，也是说，C Y l 3 7 用量比黄药用量多 ／2 3 ％。捕收剂单项成本将增加。⑥使用C Y l 3 7 捕收 剂铁精矿中不仅硫回收率低，而且铜、钴回收率同样比 较低，为综合回收硫、铜、钴创造良好条件。C Y l 3 7 捕 收剂是磁铁矿使用黄药捕收剂脱硫良好替代品；使用 C Y l 3 7 硫程简化、浮选时间短、硫酸、2 。油用量省，实现 降低选矿成本的目的。 万方数据