蒙古國某含硫磁鐵精礦脫硫試驗研究

李永亭 張云龍

（山東鑫海礦業技術裝備股份有限公司）

鐵是國家工業化進程中消費量最大的金屬資源，與經濟社會發展息息相關［1］。我國鐵礦石現有保有儲量中，可供設計和規劃利用的鐵礦開采年限僅30 a左右，而世界鐵礦資源的可采年限約為100 a［2］。我國鋼鐵工業發展已形成了從以利用國內鐵礦石為主，過渡為以利用進口鐵礦石為主的發展格局，形成了中國鐵礦石資源較高的對外依存度［3］。

改革開放以來，蒙古國磁鐵精礦源源不斷出口到中國來，蒙古磁鐵精礦含硫相對較高，有的高達3.6%。硫在鐵中溶解度很小，與鐵生成FeS，而FeS與Fe又可生成低熔點的共晶體，共晶熔化導致加工時開裂，即所謂的”熱脆性”。為了提高煉鋼質量，各鋼廠對入廠鐵精粉的含硫量有嚴格要求，要求含硫量≤0.5%。為了研究蒙古某高硫精礦提質降硫問題，采用磨礦+反浮選+磁選工藝進行脫硫試驗研究，最終獲得了滿意的試驗指標，硫含量降低到0.5%以下。

1 礦石性質

原礦多元素化學分析及粒度篩析結果見表1、表2。

注:Au、Ag含量單位為g/t。

由表1可知，該鐵精礦中的硫元素超標，硫品位為1.90%。

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2 試驗研究

2.1 磨礦細度試驗

磨礦細度是影響浮選指標的主要因素之一，將礦石磨至適宜細度，既能使礦物與脈石單體解離，又可避免過磨對浮選產生的不利影響［3］。原礦中+0.5 mm粗粒級含量為35.68%，這部分粗顆粒在浮選機中不易浮出，而易沉槽、惡化浮選作業，因此在原礦浮選前需要磨礦。試驗流程及條件見圖1，結果見表3。

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由表3可知，隨著磨礦細度的增加，精礦鐵品位變化不大，鐵精礦含硫量降低；硫精礦品位降低，硫精礦含鐵量升高，為了保證鐵精礦中的硫含量小于0.5%；綜合考慮，磨礦細度選擇-0.074 mm61.4%為宜。

2.2 活化劑種類試驗

硫酸銅是硫化礦選礦中常用的陽離子活化劑，但在選礦過程中往往會和黃藥類陰離子捕收劑作用生成難溶化合物，既降低了硫酸銅的活化作用，又消耗了捕收劑。因此，硫酸銅在使用中的用量極為關鍵［4］。草酸是簡單的二元酸，由于礦漿中褐鐵礦的存在，礦漿中必然存在游離態的Fe3+和Fe2+，其在弱酸性礦漿中與草酸根發生絡合反應。草酸與Fe3+生成6個羰基螯合絡離子，可將吸附在自然金粒及伴生金硫化物的親水性薄膜結合成絡合物，掉落在礦漿中，暴露出自然金及伴生硫化物的新鮮表面，起到了活化金礦物浮選的作用［5］。

在磨礦細度-0.074 mm61.4%、戊基黃藥+丁銨黑藥用量（150+75）g/t、MIBC用量30 g/t的條件下，進行活化劑種類及組合試驗，試驗流程見圖1，結果見表4。

由表4可知，單一使用硫酸或草酸做活化劑時，鐵精礦含硫量較高；當硫酸、硫酸銅和草酸聯合使用時，試驗效果較好，鐵精礦含硫量較低；綜合考慮，選擇硫酸、硫酸銅、草酸（草酸掃選添加）聯合使用。

2.3 活化劑用量試驗

在磨礦細度-0.074 mm61.4%、戊基黃藥+丁銨黑藥用量（150+75）g/t、MIBC用量30 g/t的條件下，進行活化劑硫酸、硫酸銅、草酸用量試驗，試驗流程見圖1，結果見表5。

由表5可知，隨著活化劑用量的增加，鐵精礦產率降低，鐵品位變化不明顯，鐵精礦含硫量降低；綜合考慮；選擇硫酸用量2 000 g/t、草酸用量100 g/t、硫酸銅用量150 g/t為宜。

2.4 捕收劑用量試驗

硫化礦浮選常用的捕收劑為丁基黃藥、丁銨黑藥、戊基黃藥等，丁基黃藥對硫的捕收效果較好，而丁銨黑藥具有較強的選擇性，對細粒級礦物有較好的捕收作用［8］。為此，試驗選擇丁銨氨黑藥和戊基黃藥為組合捕收劑。在磨礦細度-0.074 mm61.4%、粗選活化劑硫酸+硫酸銅用量（2 000+150）g/t、MIBC用量30 g/t的條件下，進行捕收劑用量試驗，試驗流程見圖1，結果見表6。

由表6可知，隨著捕收劑戊基黃藥+丁銨黑藥用量的增加，鐵精礦產率降低，鐵品位變化不明顯，鐵精礦含硫量降低；綜合考慮，選擇戊基黃藥+丁銨黑藥用量（100+50）g/t為宜。

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2.5 開路試驗

在條件試驗的基礎上進行開路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖2，結果見表7。

由表7可知，經1粗2掃2精浮選、浮選尾礦再經一段磁選，可獲得產率86.81%、全鐵品位69.14%、鐵回收率90.63%、含硫0.35%的鐵精礦，產率2.27%、硫品位30.06%、硫回收率35.18%、含鐵45.48%的硫精礦。

2.6 閉路試驗

在全開路試驗的基礎上進行閉路試驗，試驗流程見圖3，試驗結果見表8。

由表8可知，經過1粗2掃2精浮選+磁選作業，得到的鐵精礦產率86.91%，全鐵品位69.14%，全鐵回收率90.75%，硫含量0.35%。

3 結語

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蒙古國某高硫鐵精礦在最佳試驗條件下，通過采用磨礦+反浮選+磁選工藝，獲得了產率86.91%、全鐵品位69.14%、全鐵回收率90.75%、硫含量0.35%的鐵精礦，實現了提質降硫，將鐵精礦硫含量降低到0.5%以下，滿足了鋼廠煉鋼的原料要求，經濟效益顯著。

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