难选高硫铁矿提质降硫选矿工艺试验

冯 婕，苑光国，樊 岩，陈学云，侯利民

（山东乾舜矿冶科技股份有限公司，山东 济南250101）

1 前言

随着钢铁工业的发展，铁矿石资源消耗日渐增加。然而我国有限的富矿和易选的铁矿资源逐渐减少，每年都要从国外进口大量铁矿石。据统计，2011年我国铁矿进口量为6.86亿t，同比增长10.90%［1］。据预测，2012年我国铁矿石进口量将突破7.3亿t［2］。但国内仍有很大一部分高硫磁铁矿尚未完全开发利用［1］。常见的硫铁矿主要有黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿，且常与铜、铅和锌等金属硫化矿物共生［3］。硫含量是铁精矿的一个重要指标，硫含量的高低直接影响铁精矿的质量。因此，降低铁精矿中的硫含量，满足炼铁与炼钢的要求是高硫铁矿开发利用的重要课题。本试验对硫含量为5.92%的难选高硫铁矿石进行选矿试验，确定了适于处理该类矿石的选别工艺和技术条件。

2 矿石性质

试样取自选矿原料场，基本代表现在生产原矿的性质。矿石中金属矿物主要为磁铁矿，其次为半假象及假象赤铁矿，少量黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿及辉铜矿等。脉石矿物以方解石、绿泥石为主，其次为石英、黑云母、透闪石、透辉石等。矿石构造以致密块状构造为主，其次为浸染状、细脉状和条筛状等构造。矿石结构以粉状结构为主，其他为网状结构、溶蚀结构和包裹结构等。原矿多元素分析结果见表1。

表1 矿石多元素分析 %

3 选矿试验

3.1 试验方案的确定

由矿石性质可知，该矿石主要杂质为硫，含量为5.92%，属高硫铁矿；硫主要以黄铁矿和磁黄铁矿形式存在，且磁铁矿与磁黄铁矿共生关系密切。磁选—浮选探索试验可获得品位61.03%、含硫0.89%、回收率67.91%的铁精矿。先磁后浮流程易使磁黄铁矿进入铁精矿中，造成精矿脱硫困难［4］。此外，由于有用矿物嵌布粒度很不均匀，也增加了精矿降硫的难度。先浮后磁流程一方面可以降低磁黄铁矿进入铁精矿的机会，另一方面还以可综合回收硫精矿［5］。因此拟定试验方案为先浮后磁流程。

3.2 干选试验

为了提高入磨品位，将矿样破碎至-10 mm，在磁场强度为21 600 A/m的条件下进行干选试验，结果如表2所示。

表2 干选试验结果 %

由表2可知，干选后铁精矿品位为37.12%，回收率为82.92%，硫品位降低到4.63%，尾矿中硫含量为8.39%。干选降低了后续磨矿处理量，具有较好的降硫效果。

3.3 磨矿细度试验

以干选精矿作为原料，将其破碎至-2 mm进行选矿试验。

3.3.1 磁选细度试验

在场强为13 600 A/m的条件下进行磁选磨矿细度（-0.074 mm比例）试验，试验结果见图1。

图1 磁选磨矿细度试验结果

由图1可知，随磨矿细度的增加，铁精矿品位逐渐提高，其硫含量也逐渐提高。当磨矿细度达到95%时，铁精矿品位为62.01%，其硫含量为3.42%。因此采用单一磁选流程，难以获得合格铁精矿。

3.3.2 浮选细度试验

在黄药用量为120 g/t、2#油用量为34 g/t的条件下进行浮选磨矿细度试验，试验结果见图2。

图2 浮选磨矿细度试验结果

由图2可知，随着磨矿细度增加，硫精矿品位逐渐提高。当磨矿细度＞75%时，过多细粒级的矿粒影响了硫的浮选，致使硫的回收率下降。当磨矿细度为60%时，硫精矿品位为29.88%，回收率为83.18%；浮选尾矿铁品位为29.18%，硫含量为1.18%，指标最佳。

3.4 流程试验

3.4.1 浮选—磁选流程试验

磨矿细度为60%，磁场强度H为13 600 A/m，并在粗选条件试验确定的浮选药剂制度下进行流程试验，试验条件见图3，试验结果见表3。

图3 浮选—磁选流程试验条件

由表3可知，在上述试验条件下，硫精矿品位可达29.12%，铁精矿品位可提高到62.05%，其中的硫含量可降至0.83%，但仍未获得合格铁精矿。

3.4.2 浮选—磨矿—磁选试验

为降低铁精矿的硫含量，在一段磨矿细度为60%、添加Na2CO3提高pH值的条件下，强化浮选。用1 mm的细筛对浮选尾矿进行筛分，筛上物料再磨，筛下物料进行磁选，试验条件及结果见图4。

表3 浮选—磁选流程试验结果 %

图4 浮选—磨矿—磁选质量流程

由图4可知，添加Na2CO3可提高黄药对硫化矿的捕收能力，浮选脱硫后尾矿细筛再磨，经一段磁选可获得品位为65.42%、硫含量为0.28%、回收率为68.31%的合格铁精矿。

4 结论

4.1 矿石中铁矿物嵌布粒度不均匀，且磁铁矿与磁黄铁矿致密共生，必须提高单体解离度才能实现磁铁矿与黄铁矿、磁黄铁矿等含硫矿物的有效分离。

4.2 在试验条件下，采用单一磁选流程、浮选—磁选流程获得的铁精矿，其硫含量均在0.5%以上。

4.3 采用浮选—浮尾磨矿—磁选流程，添加Na2CO3提高pH值可提高黄药对硫化矿的捕收作用。在试验条件下可获得矿品位65.42%、含硫0.28%、回收率68.31%的铁精矿，并能综合回收硫，硫含量38.73%，回收率60.02%。适于处理同类型的矿石。

［1］ 刘能云，邓海波，王虹.分离高硫磁铁矿中磁黄铁矿的研究进展［J］.有色矿冶，2009（5）:19-20.

［2］ 硅业资讯.2012年1月份我国铁矿石进口量价齐跌［EB/OL］.（2012-02-13）［2012-07-20］.http://www.windosi.com/news/201202/365945.htm l.

［3］ 钟建莲，陈建华，李玉琼.硫铁矿晶体化学及前线轨道研究［J］.广西大学学报：自然科学版，2011（3）：204-210.

［4］ 王云亮，解修谦，庄洪刚.降低铁精粉中含硫量的试验［J］.山东冶金，2003（5）：35-37.

［5］ 孟宪瑜.磁铁矿与磁黄铁矿的浮选分离的试验研究［J］.有色矿冶，2011（5）：16-17.