難選高硫鐵礦提質降硫選礦工藝試驗

馮 婕，苑光國，樊 巖，陳學云，侯利民

（山東乾舜礦冶科技股份有限公司，山東 濟南250101）

1 前言

隨著鋼鐵工業的發展，鐵礦石資源消耗日漸增加。然而我國有限的富礦和易選的鐵礦資源逐漸減少，每年都要從國外進口大量鐵礦石。據統計，2011年我國鐵礦進口量為6.86億t，同比增長10.90%［1］。據預測，2012年我國鐵礦石進口量將突破7.3億t［2］。但國內仍有很大一部分高硫磁鐵礦尚未完全開發利用［1］。常見的硫鐵礦主要有黃鐵礦、白鐵礦和磁黃鐵礦，且常與銅、鉛和鋅等金屬硫化礦物共生［3］。硫含量是鐵精礦的一個重要指標，硫含量的高低直接影響鐵精礦的質量。因此，降低鐵精礦中的硫含量，滿足煉鐵與煉鋼的要求是高硫鐵礦開發利用的重要課題。本試驗對硫含量為5.92%的難選高硫鐵礦石進行選礦試驗，確定了適于處理該類礦石的選別工藝和技術條件。

2 礦石性質

試樣取自選礦原料場，基本代表現在生產原礦的性質。礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為半假象及假象赤鐵礦，少量黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦及輝銅礦等。脈石礦物以方解石、綠泥石為主，其次為石英、黑云母、透閃石、透輝石等。礦石構造以致密塊狀構造為主，其次為浸染狀、細脈狀和條篩狀等構造。礦石結構以粉狀結構為主，其他為網狀結構、溶蝕結構和包裹結構等。原礦多元素分析結果見表1。

表1 礦石多元素分析 %

3 選礦試驗

3.1 試驗方案的確定

由礦石性質可知，該礦石主要雜質為硫，含量為5.92%，屬高硫鐵礦；硫主要以黃鐵礦和磁黃鐵礦形式存在，且磁鐵礦與磁黃鐵礦共生關系密切。磁選—浮選探索試驗可獲得品位61.03%、含硫0.89%、回收率67.91%的鐵精礦。先磁后浮流程易使磁黃鐵礦進入鐵精礦中，造成精礦脫硫困難［4］。此外，由于有用礦物嵌布粒度很不均勻，也增加了精礦降硫的難度。先浮后磁流程一方面可以降低磁黃鐵礦進入鐵精礦的機會，另一方面還以可綜合回收硫精礦［5］。因此擬定試驗方案為先浮后磁流程。

3.2 干選試驗

為了提高入磨品位，將礦樣破碎至-10 mm，在磁場強度為21 600 A/m的條件下進行干選試驗，結果如表2所示。

表2 干選試驗結果 %

由表2可知，干選后鐵精礦品位為37.12%，回收率為82.92%，硫品位降低到4.63%，尾礦中硫含量為8.39%。干選降低了后續磨礦處理量，具有較好的降硫效果。

3.3 磨礦細度試驗

以干選精礦作為原料，將其破碎至-2 mm進行選礦試驗。

3.3.1 磁選細度試驗

在場強為13 600 A/m的條件下進行磁選磨礦細度（-0.074 mm比例）試驗，試驗結果見圖1。

圖1 磁選磨礦細度試驗結果

由圖1可知，隨磨礦細度的增加，鐵精礦品位逐漸提高，其硫含量也逐漸提高。當磨礦細度達到95%時，鐵精礦品位為62.01%，其硫含量為3.42%。因此采用單一磁選流程，難以獲得合格鐵精礦。

3.3.2 浮選細度試驗

在黃藥用量為120 g/t、2#油用量為34 g/t的條件下進行浮選磨礦細度試驗，試驗結果見圖2。

圖2 浮選磨礦細度試驗結果

由圖2可知，隨著磨礦細度增加，硫精礦品位逐漸提高。當磨礦細度＞75%時，過多細粒級的礦粒影響了硫的浮選，致使硫的回收率下降。當磨礦細度為60%時，硫精礦品位為29.88%，回收率為83.18%；浮選尾礦鐵品位為29.18%，硫含量為1.18%，指標最佳。

3.4 流程試驗

3.4.1 浮選—磁選流程試驗

磨礦細度為60%，磁場強度H為13 600 A/m，并在粗選條件試驗確定的浮選藥劑制度下進行流程試驗，試驗條件見圖3，試驗結果見表3。

圖3 浮選—磁選流程試驗條件

由表3可知，在上述試驗條件下，硫精礦品位可達29.12%，鐵精礦品位可提高到62.05%，其中的硫含量可降至0.83%，但仍未獲得合格鐵精礦。

3.4.2 浮選—磨礦—磁選試驗

為降低鐵精礦的硫含量，在一段磨礦細度為60%、添加Na2CO3提高pH值的條件下，強化浮選。用1 mm的細篩對浮選尾礦進行篩分，篩上物料再磨，篩下物料進行磁選，試驗條件及結果見圖4。

表3 浮選—磁選流程試驗結果 %

圖4 浮選—磨礦—磁選質量流程

由圖4可知，添加Na2CO3可提高黃藥對硫化礦的捕收能力，浮選脫硫后尾礦細篩再磨，經一段磁選可獲得品位為65.42%、硫含量為0.28%、回收率為68.31%的合格鐵精礦。

4 結論

4.1 礦石中鐵礦物嵌布粒度不均勻，且磁鐵礦與磁黃鐵礦致密共生，必須提高單體解離度才能實現磁鐵礦與黃鐵礦、磁黃鐵礦等含硫礦物的有效分離。

4.2 在試驗條件下，采用單一磁選流程、浮選—磁選流程獲得的鐵精礦，其硫含量均在0.5%以上。

4.3 采用浮選—浮尾磨礦—磁選流程，添加Na2CO3提高pH值可提高黃藥對硫化礦的捕收作用。在試驗條件下可獲得礦品位65.42%、含硫0.28%、回收率68.31%的鐵精礦，并能綜合回收硫，硫含量38.73%，回收率60.02%。適于處理同類型的礦石。

［1］ 劉能云，鄧海波，王虹.分離高硫磁鐵礦中磁黃鐵礦的研究進展［J］.有色礦冶，2009（5）:19-20.

［2］ 硅業資訊.2012年1月份我國鐵礦石進口量價齊跌［EB/OL］.（2012-02-13）［2012-07-20］.http://www.windosi.com/news/201202/365945.htm l.

［3］ 鐘建蓮，陳建華，李玉瓊.硫鐵礦晶體化學及前線軌道研究［J］.廣西大學學報：自然科學版，2011（3）：204-210.

［4］ 王云亮，解修謙，莊洪剛.降低鐵精粉中含硫量的試驗［J］.山東冶金，2003（5）：35-37.

［5］ 孟憲瑜.磁鐵礦與磁黃鐵礦的浮選分離的試驗研究［J］.有色礦冶，2011（5）：16-17.