羅河礦高硫磁鐵礦提鐵降硫試驗研究及實踐

丁開振 董亞寧 王小玉 胡炳勝 姚嗣偉

(安徽馬鋼羅河礦業有限責任公司)

安徽境內廬江—樅陽火山巖盆地內出現的羅河式共伴生銅硫、復雜難選高硫鐵礦儲量大，羅河、泥河、大鮑莊、何家大嶺、何家小嶺、牛頭山、龍橋等鐵礦床皆屬此類[1-3]。此類礦石自然類型繁多，礦物組成復雜，主要有用礦物為磁鐵礦，次要礦物有假象赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，其余均屬少量或微量[4]。脈石礦物主要為硬石膏、輝石、碳酸鹽礦物、磷灰石、綠泥石、長石等。晚期生成的黃鐵礦與磁鐵礦嵌布關系密切，黃鐵礦交代、充填、穿插磁鐵礦，兩者互為包體，接面曲折呈港灣狀，不易解離，是影響精礦質量和回收率的主要因素。鐵精礦品位低、含硫高是此類礦山的共性問題。為解決磁鐵精礦品位低、含硫高的問題，同時增加經濟效益，提高鐵精礦市場競爭能力和抗風險能力，羅河鐵礦進行了一系列磁鐵精礦高效提鐵降硫的研究和改造，并取得了良好的效果[5]。

1 磁鐵精礦礦石性質

磁鐵精礦化學多元素分析、硫物相分析及粒度分析結果見表1～表3。

表1 磁鐵精礦化學多元素分析結果 %

由表1、表2可知，w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.40，為酸性礦，雜質S、K2O、Na2O含量偏高。磁鐵精礦中的硫主要為硫酸鹽之硫，占53.07%，其次為非磁性硫化物之硫，占36.73%，其余為磁性硫化物之硫，占10.20%。

表2 磁鐵精礦硫物相分析結果 %

由表3可知，+0.15 mm粒級TFe品位低，TS含量高，若將+0.15 mm粒級篩除，-0.15 mm粒級TFe品位可達66.67%，TS含量可降至0.36%。

表3 磁鐵精礦粒度分析結果

2 提鐵降硫方法研究

由磁鐵精礦含硫物相分析可知，磁鐵精礦中的硫主要為硫酸鹽之硫，占53.07%，其次為非磁性硫化物之硫，占36.73%，其余為磁性硫化物之硫，占10.20%。硫酸鹽之硫+非磁性硫化物之硫占89.80%，理論上可以用磁選的方法脫除，非磁性硫化物之硫+磁性硫化物之硫占46.93%，理論上可通過反浮選的方法脫除。

2.1 反浮選降硫試驗研究

為探究對磁鐵精礦采用反浮選脫硫的可行性，在不改變樣品細度的情況下，分別進行了活化劑、捕收劑、起泡劑種類及用量的反浮選脫硫試驗室小型試驗。羅河選礦廠鐵精礦脫硫浮選若使用丁基黃藥，回水返回攜帶剩余藥劑對前端選硫工藝指標有不利影響，黃藥類藥劑因配制勞動強度大、環保等原因已被羅河選礦廠摒棄，故不進行丁基黃藥脫硫試驗。

(1)活化劑種類試驗。鐵精礦脫硫有多種活化劑，為找出合適的活化劑，選取硫酸+硫酸銅、1021+2010、HHJ-Ⅰ等活化劑進行組合試驗。藥劑用量及試驗流程見圖1，試驗結果見表4。

圖1 活化劑種類試驗流程

表4 活化劑種類試驗結果

續表

由表4可知，幾種活化劑及其組合活化效果相差不大；用硫酸、硫酸銅組合作活化劑有效硫的去除率最高，用調整劑水玻璃、六偏磷酸鈉與活化劑組合可減少脫硫泡沫產品中鐵的損失；HHJ-Ⅰ用量800 g/t時，尾礦TS品位最低；綜合考慮，選擇HHJ-Ⅰ作為硫的活化劑。

(2)HHJ-Ⅰ用量試驗。在DF968用量300 g/t、DF210用量120 g/t的條件下進行HHJ-Ⅰ用量試驗，試驗流程見圖1，結果見表5。

由表5可知，隨著HHJ-Ⅰ用量的增加，有效硫的去除率增加；當HHJ-Ⅰ增加到800 g/t后，回收率增加的趨勢不明顯，因此確定HHJ-Ⅰ用量為800 g/t。

表5 HHJ-Ⅰ用量試驗結果

(3)DF968用量試驗。在HHJ-Ⅰ用量800 g/t、DF210用量120 g/t的條件下進行DF968用量試驗，試驗流程見圖1，結果見表6。

表6 DF968用量試驗結果

由表6可知，DF968粗選200 g/t+掃選100 g/t時，繼續增加用量有效硫的去除率變化不大，確定DF968用量粗選200 g/t+掃選100 g/t為宜。

(4)起泡劑DF210用量試驗。在HHJ-Ⅰ用量800 g/t、DF968用量300 g/t的條件下進行DF210用量試驗，試驗流程見圖1，結果見表7。

表7 DF210用量試驗結果

由表7可知，DF210的用量為粗選120 g/t、掃選60 g/t時，有效硫去除率最高，確定DF210的用量粗選120 g/t、掃選60 g/t時為宜。

(5)浮選脫硫開路試驗。在上述最佳試驗條件的基礎上進行開路試驗，因開路掃選2脫硫產品質量小，掃選1和掃選2的脫硫產品合并，試驗流程見圖2，試驗結果見表8。

圖2 浮選脫硫開路試驗流程

表8 浮選脫硫開路試驗結果 %

由表8可知，開路試驗獲得的鐵精礦全硫品位為0.28%，有效硫品位為0.09%，說明硫酸鹽礦物不能通過反浮選有效脫除，雖然試驗精礦含硫小于0.30%的鐵精礦質量標準，但工業生產難以保證。

2.2 淘洗機降硫試驗研究

淘洗機是高效磁選設備，為探討磁選降硫的可行性，進行了淘洗機降硫試驗研究，試驗條件及結果見表9。

表9 淘洗機降硫試驗結果

由表9可知，采用淘洗機開路流程選別后，不同條件下得到了TFe品位67.76%～69.00%、TS含量0.157%～0.215%的最終鐵精礦，產率為81.86%～89.84%，鐵回收率為87.25%～94.03%，提鐵降硫效果良好。

3 工業實踐

3.1 淘洗機降硫考查

根據研究成果，采用淘洗機降硫，淘洗機增加在弱磁精選之后，濃縮磁選之前。調試時僅考查淘洗機選別作業指標，即淘洗機給礦、精礦、尾礦，考查指標見表10。

表10 淘洗機考查指標 %

由表10可知，鐵精礦品位可由65.07%提高至68.00%，含硫可由0.50%降至0.28%，同時尾礦平均鐵品位34.12%、磁性鐵平均品位3.40%，作業產率91.35%。

3.2 淘洗機精礦分析

淘洗機精礦篩析結果見表11。

由表11可知，造成淘洗機精礦中硫含量偏高的主要原因是粗顆粒部分，+0.15 mm粒級產率為1.80%，但含硫量為2.87%，硫分布占總量的18.24%；-0.15 mm粒級含硫量低于0.25%，說明淘洗機對-0.15 mm粒級礦石選別效率高，脫硫效果好，對+0.15 mm粒級脫硫效果較差。為了保證精礦產品中硫含量低于0.25%，需要去除+0.15 mm部分粗顆粒。

表11 羅河礦淘洗機精礦篩析結果

4 結 語

(1)羅河磁鐵精礦采用浮選脫硫工藝以HHJ-Ⅰ為活化劑、DF968為捕收劑、DF210為起泡劑，試驗獲得的鐵精礦全硫品位為0.28%，有效硫品位為0.09%。在現有給礦條件下，采用淘洗機開路流程選別，不同條件下得到了TFe品位67.76%～69.00%、TS品位0.157%～0.215%，回收率87.25%～94.03%的選別指標。綜合比較試驗結果，推薦采用淘洗機進行提鐵降硫。

(2)現場采用淘洗機，鐵精礦品位可由65.07%提高至68.00%，含硫可由0.50%降至0.28%左右，作業產率91.35%，淘洗機降硫效果明顯。

(3)淘洗機精礦中，+0.15 mm粒級礦物含硫明顯偏高，可通過高頻篩嚴格把控選別細度，消除粗粒礦物對精礦品位的不利影響，進一步加強降硫效果。