青海某磁鐵礦選礦脫硫試驗研究

青海某鐵礦是一座以磁鐵礦為主的鐵礦礦床，主要有用礦物為磁鐵礦，伴生有磁黃鐵礦以及少量黃鐵礦。礦石中主要雜質(zhì)元素為硫，硫含量2.22%。硫是鐵精礦中一個重要的雜質(zhì)元素，如果鐵精礦中含硫高，將直接影響煉鐵、煉鋼的質(zhì)量，對高爐生產(chǎn)也有危害。因此，該磁鐵礦的選礦重點在于保證鐵精礦回收率的同時，去除其中的硫雜質(zhì)。

1、礦石性質(zhì)

該礦石為塊狀、稠密浸染狀磁鐵礦礦石，塊狀、浸染狀磁黃鐵礦、磁鐵礦礦石，主要金屬礦物為磁鐵礦，另含有少量黃鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、有用礦物占礦石礦物總量的35%。磁鐵礦粒度范圍較寬，粒徑0.01~0.2mm，部分被脈石礦物包裹或與脈石礦物形成連生體；磁黃鐵礦粒徑小于0.02mm，與黃鐵礦共生形成結狀結構；黃鐵礦粒徑0.01~0.2mm，主要以細粒黃鐵礦為主，呈稀疏浸染狀構造，散布于磁鐵礦中。脈石礦物占礦物總量的65%，主要為蛇紋石、葉蠟石，其次為少量石墨、石膏、綠泥石、方解石。脈石礦物粒度均小于0.02mm，與有用礦物緊密共生，難以單體解離。

因此，從礦石性質(zhì)來看，該礦石脈石礦物含量較高，且粒度微細，必須經(jīng)過細磨才能使其與磁鐵礦分離。礦石多元素分析及鐵礦物相分析結果見表1、表2。

2、試驗研究

2.1、試驗方案選擇

根據(jù)礦石性質(zhì)，原礦中含硫2.22%，物相分析結果顯示，原礦中黃鐵礦含量較低，主要含硫礦物為磁黃鐵礦，磁黃鐵礦屬強磁性礦物，通過磁選法很難將其與磁鐵礦分離，目前浮選方法是最佳的途徑之一。常規(guī)的分離磁黃鐵礦與磁鐵礦的流程有先浮選后磁選和先磁選后浮選兩種，通過前期探索試驗發(fā)現(xiàn)，先浮選后磁選流程，由于脈石礦物所占比例較高，且多為蛇紋石和葉蠟石，這些礦物經(jīng)過磨礦后吸水發(fā)脹，造成礦漿黏稠，濃度過大，無法進行浮選作業(yè)，因此，選擇采用先磁選后浮選流程，先經(jīng)磁選拋掉大量尾礦，而后再進行浮選脫硫作業(yè)。

2.2、磁選試驗

經(jīng)過磨礦細度及磁場強度試驗，確定采用一段磨礦，一段粗選，粗精礦再磨，三段精選流程。一段磨礦細度為-0.074mm占36%，二段磨礦細度為-0.074mm占80%，試驗流程如圖1所示，試驗 結果見表3所示。

從表3試驗結果可以看出，經(jīng)過兩段磨礦、一粗三精的磁選選別之后，鐵精礦品位達64.50%，回收率為88.62%，選別指標較好。但是鐵精礦中含硫2.30%，超出鐵精礦質(zhì)量標準限制，因此，必須對鐵精礦進行浮選脫硫作業(yè)。

2.2、浮選試驗

浮選磁黃鐵礦普遍使用的活化劑是硫酸和硫酸銅，對于捕收劑來說，常用的硫化物捕收劑丁基黃藥和丁銨黑藥可以有效地浮選磁黃鐵礦，所以選擇這兩種藥劑作為磁黃鐵礦的捕收劑。初步選定藥劑制度后，進行鐵精礦脫硫浮選試驗，以確定最佳的藥劑組合與用量。

2.2.1、硫酸銅用量試驗

選取硫酸用量5kg/t、丁基黃藥用量150g/t、丁銨黑藥用量15g/t、2號油用量19g/t，硫酸銅用量分別為0.200g/t、300g/t、考察硫酸銅用量對脫硫的影響。試驗流程見圖2，試驗結果見表4。

從表4試驗結果可以看出，當添加硫酸銅作為活化劑后，鐵精礦產(chǎn)品中的S含量有明顯降低，但隨著硫酸銅用量的增加，產(chǎn)品中的S含量變化不大，仍屬超標范圍。因此，選擇硫酸銅用量為200g/t作為最佳用量，來進行硫酸用量試驗。

2.2.2、硫酸用量試驗

選取硫酸銅用量200g/t、丁基黃藥用量150g/t、丁胺黑藥用量15g/t、2號油用量19g/t，硫酸用量分別為5、10、15、20kg/t，考察硫酸用量對脫硫的影響。試驗流程同圖2，試驗結果見表5。

從表5試驗結果可以看出，隨著硫酸用量的增加，鐵精礦產(chǎn)品中的S含量明顯降低，當硫酸用量為15kg/t時，精礦產(chǎn)品中的S含量低至0.38%，較脫硫作業(yè)前降低了1.94%，脫硫效果顯著。因此，選擇硫酸用量為15kg/t為最佳用量。

2.2.3、丁基黃藥與丁銨黑藥組合用量試驗

在選定了最佳的活化劑用量后，進行了捕收劑用量試驗。捕收劑選擇丁基黃藥與丁胺黑藥組合，通過試驗確定組合的最佳用量。選取硫酸用量15kg/t，硫酸銅用量200g/t，2號油用量19g/t，丁基黃藥用量分別為100、150g/t，丁銨黑藥用量分別為0.15g/t。試驗流程同圖2，試驗結果如表6所示。

從表6試驗結果可以看出，添加丁銨黑藥后，鐵精礦產(chǎn)品中的S含量得以進一步降低，說明丁銨黑藥有助于鐵精礦中磁黃鐵礦的分離。對于丁基黃藥來說，當與丁銨黑藥組合時，隨著丁基黃藥用量的增加，精礦產(chǎn)品中的S含量略有升高，綜合考慮，選擇丁基黃藥與丁銨黑藥組合，其用量為丁基黃藥100g/t、丁銨黑藥15g/t。

2.3、綜合流程試驗

在確定了浮選脫硫粗選、掃選的最佳藥劑制度后，進行綜合流程試驗。閉路試驗藥劑用量為相對于原礦用量，試驗流程見圖3，閉路試驗結果如表7所示。通過綜合流程試驗結果看出，鐵精礦中S含量降低至0.20%，脫硫效果明顯，鐵精礦品位66.00%，較不脫硫之前提高了1.5個百分點，選別效果較好。

3、結論

（1）原礦中含硫礦物和脈石礦物粒度微細，且脈石礦物所占比例較大，因此需要兩段磨礦才能使脈石礦物與磁鐵礦較好的分離。也是因為礦石中含有大量蛇紋石，磁選后有部分蛇紋石夾帶進入浮選作業(yè)，在浮選過程中消耗硫酸，使得硫酸用量增加。

（2）原礦脈石礦物所占比例較大，為礦物總量的65%，因此先磁選后浮選流程更適合于該礦，一段粗選即可拋掉51%的尾礦，降低了再磨作業(yè)及浮選作業(yè)處理量，大幅度降低了磨礦及浮選成本。

（3）原礦經(jīng)過弱磁選一段粗選，再磨后三段精選，弱磁選鐵精礦再經(jīng)一次粗選三次掃選的流程浮選脫硫，最終獲得含鐵66.00%、含S僅為0.20%的鐵精礦。

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