遼寧某難選鐵礦降硫研究

高 野

(遼寧地質(zhì)礦產(chǎn)研究院， 遼寧 沈陽 110010)

遼寧某難選鐵礦降硫研究

高 野

(遼寧地質(zhì)礦產(chǎn)研究院， 遼寧 沈陽 110010)

遼寧某鐵礦含硫較高，且磁黃鐵礦含量較大，通過浮選—磁選聯(lián)合流程，采用自主研發(fā)的新型復合捕收劑對該鐵礦進行除硫試驗，最終可得到品位為66.23%、硫含量為0.12%的合格鐵精礦，使該類型高硫鐵礦的利用成為可能。

磁黃鐵礦； 新型復合捕收劑； 降硫； 鐵精礦

1 前言

硫通常是鐵礦中的主要有害雜質(zhì)之一，硫含量是衡量鐵精礦質(zhì)量的重要標準，由于磁黃鐵礦具有強磁性而易于富集于鐵精礦中，因此很難脫除，同時磁黃鐵礦氧化速度比黃鐵礦快20～100倍，且易于泥化，泥化后的磁黃鐵礦質(zhì)量小，惡化浮選環(huán)境，與氣泡碰撞幾率小，因此難于浮選[1～2]，從磁鐵礦中脫除磁黃鐵礦是選礦界的一個技術(shù)難題。

2 原礦性質(zhì)

通過巖礦鏡下對工藝礦物學鑒定研究查明，礦石中的金屬礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦和少量黃銅礦；脈石礦物主要有方解石、石英、透閃石、透輝石、角閃石等。磁黃鐵礦屬于他形晶，粒狀及細脈狀，穿插于磁鐵礦及黃銅礦中，具有強非均質(zhì)性，粒度為0.2～2mm±。表1為原礦多元素化學分析結(jié)果。表2為鐵物相分析結(jié)果。

表1 原礦化學成分 %

表2 鐵物相分析結(jié)果 %

從表1和表2可見原礦中磁性鐵占全鐵含量的77.40%，磁黃鐵礦含量較高，磁選后易富集于磁選精礦中。

3 浮選脫硫試驗

3.1 捕收劑對比試驗

原礦中磁黃鐵礦含量較高，通過磁選磁黃鐵礦富集于弱磁選精礦中，而由于磁黃鐵礦的比磁化系數(shù)平均值為4 321.95×10-6cm3/g[3]，同時具有較高的矯頑力，離開磁場后精礦會有一定的剩磁，因此磁團聚現(xiàn)象明顯。通過分散劑、機械攪拌等方式很難使磁黃鐵礦與磁鐵礦分離。通過探索試驗分析最后采用先浮選后磁選聯(lián)合流程脫除原礦中的硫化礦，試驗流程及藥劑制度如圖1所示。

圖1 浮選—磁選聯(lián)合脫硫試驗流程圖

采用硫酸作為pH調(diào)整劑，同時硫酸可以清洗磁黃鐵礦表面，溶解磁黃鐵礦表面部分被氧化的成分，又能分解表面氫氧化鐵類親水性物質(zhì)；硫酸銅作為活化劑，Cu2+可以替代磁黃鐵礦表面的鐵離子，使其表面活性增強。原礦經(jīng)過一次粗選、一次掃選后進行弱磁選。所得精礦指標如表3所示。

表3中的DY為自主研發(fā)的新型復合捕收劑，該捕收劑針對磁黃鐵礦難浮選的性質(zhì)復配制成。由表3可以看出，DY的浮選效果明顯優(yōu)于對黃鐵礦浮選捕收力較強的丁黃藥，采用丁黃藥與其他捕收劑混合用藥，利用藥劑分子之間的協(xié)同作用混合而成的其他藥劑最終精礦中硫含量普遍偏高。采用DY作為反浮選捕收劑具有較強的捕收力，能夠使磁黃鐵礦得到有效回收。最終精礦中硫含量降到0.3%以下。

3.2 磨礦細度對磁黃鐵礦可浮性的影響

對不同磨礦細度的試樣進行浮選—磁選聯(lián)合流程試驗，試驗流程及藥劑制度如上述圖1所示，試驗結(jié)果如圖2和表4所示。

表3 不同捕收劑對比試驗結(jié)果 %

圖2 磨礦細度對鐵精礦品位及回收率的影響

表4 不同磨礦細度下鐵精礦中硫含量 %

由圖2和表4可以看出隨著磨礦細度的增加，鐵精礦品位逐漸提高，回收率逐漸降低，當磨礦細度超過-0.074mm占70.62%時鐵精礦品位超過65%，當磨礦細度為-0.074mm占83.95%時，鐵精礦指標合格，此時鐵精礦中的硫含量為0.11%，繼續(xù)增加磨礦細度，由于磁黃鐵礦易于泥化，惡化浮選環(huán)境，造成鐵精礦中硫含量偏高，因此不易過磨。確定適宜的磨礦細度為-0.074mm占83.95%，在此條件下鐵精礦品位為66.23%，回收率為70.95%，鐵精礦中硫含量為0.11%。

3.3 復合捕收劑用量試驗

當磨礦細度為-0.074mm占83.95%時進行復合捕收劑用量條件試驗。此時硫酸銅用量為250g/t，硫酸用量為1 700g/t，2#油用量為60g/t，試驗結(jié)果見表5。

表5 復合捕收劑用量條件試驗結(jié)果

由表5可以看出，隨著捕收劑用量的增加，鐵精礦中硫品位逐漸降低，但變化幅度不大，當捕收劑用量為120g/t時，鐵精礦中硫含量為0.15%，繼續(xù)增大捕收劑用量，精礦中硫含量變化不大，因此確定最終捕收劑用量為120g/t。

3.4 新型復合捕收劑捕收機理分析

由于磁黃鐵礦性質(zhì)較脆，易于泥化，因此表面不均一性嚴重，部分礦物顆粒表面活性較大，而部分顆粒表面活性較小，活性小的顆粒表面采用捕收劑很難使其得到回收。采用不同碳鏈的捕收劑只能利用分子間的協(xié)同作用產(chǎn)生競爭吸附，而部分表面活性差的礦物顆粒還是很難被捕收劑捕收。

本試驗所用的新型復合捕收劑利用不同種類的捕收劑復配而成，捕收劑與磁黃鐵礦的吸附機理如圖3所示。新型復合捕收劑由1#藥劑與2#藥劑復配而成，2#藥劑屬于大分子類強捕收力捕收劑，1#藥劑為硫化礦捕收劑，1#藥劑利用范德華力及化學吸附于礦物顆粒表面，1#非極性基團吸附于2#藥劑的大分子上，而2#藥劑由于具有較強的捕收力而吸附于氣泡表面，使泡沫礦化。從而使顆粒表面具有很強的疏水性。

圖3 新型復合捕收劑對磁黃鐵礦的吸附示意圖

4 結(jié)語

(1)原礦中含硫較高，以具有強磁性、弱浮選性的磁黃鐵礦為主，本試驗采用先浮選后磁選聯(lián)合流程對該鐵礦進行提純研究，通過試驗最終得到品位為66.23%、硫含量為0.12%的合格鐵精礦。

(2)磁鐵礦與富含磁黃鐵礦的硫化礦分離是選礦的重大難題，本試驗采用自主研發(fā)的新型復合捕收劑具有較強的捕收力，捕收效果良好，能夠有效脫除硫化礦物。隨著我國鐵精礦貧化率逐漸升高，針對該類型高硫鐵礦石具有較強的應(yīng)用與推廣價值。

[1] Nicholson R V，Scharer J M.Environmental Geochemistry of sulfide oxidation[J].Washington D C: American Chemical Society，1994.14-30.

[2] Laskowski J S.Energy barrier in particle-to-bubble attachment on flotation kinetics[J].Mines & Carrieres.Les techniques,1992.95-100.

[3] 高洪山,楊奉蘭.磁黃鐵礦與磁鐵礦的浮選分離實踐[J].礦產(chǎn)保護與利用,1997,(4):33-34.

Research of reducing sulfur content in a refractory iron ore in Liaoning

The ore of a iron mine in Liaoning contains high sulfur and large content pyrrhotite. The test for sulfur removal from the iron ore was carried out in which new-type composite collector was used in flotation-magnetic separation. The grade of iron concentrate was 66.23% with 0.12% sulfur in the concentrate, and this made the utilization of high-sulfur iron ore become possible.

pyrrhotite; new-type composite collector; sulfur reduction; iron concentrate

1672-609X(2017)02-0038-03

TD951

A

2017-01-16

高 野(1988-)，男，遼寧大石橋人，選礦工程師，從事有色及非金屬礦物的選礦研究工作。