某高硫铁精矿浮选降硫活化剂筛选试验

宋立民　朱　磊

(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司)



某高硫铁精矿浮选降硫活化剂筛选试验

宋立民朱磊

(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司)

摘要某铁选矿厂磁选铁精矿铁品位为66．76%，硫含量居高不下，达到0.82%。为降低铁精矿中硫含量，在捕收剂丁基黄药和起泡剂2#油用量分别为290，140 g/t时，采用1次粗选流程进行浮选降硫活化剂筛选条件试验。结果表明：①不使用活化剂时，仅能使浮选铁精矿硫含量降低至0.43%，指标不理想；②使用活化剂硫酸铜、硫酸、氟硅酸铵、碳酸钠均能使铁精矿硫含量降低至0.25%以下，但硫酸铜、氟硅酸铵价格昂贵，最终铁损失偏高，硫酸会恶化浮选作业环境，因此选择碳酸钠为浮选降硫活化剂；③在碳酸钠1 500 g/t时，采用2粗1精闭路浮选处理铁精矿试样，最终获得的浮选铁精矿铁品位为66.95%、含硫0.24%，尾矿硫品位为26.40%，硫脱除率达71.38%，铁损失仅1.94%的满意指标。试验结果可为该选厂高硫铁精矿降硫浮选药剂制度的确定提供借鉴。

关键词浮选活化剂碳酸钠降硫

铁精矿中硫含量过高，会危害高炉生产，对炼铁及炼钢产生不利影响，同时硫排放也会造成环境污染[1]。随着我国经济模式的调整和保护环境力度的不断加大，对铁精矿的质量要求越来越高，尤其是对铁精矿中硫含量的要求越来越严格，因此，从铁精矿生产的源头上加强高硫铁精矿的降硫工作，对我国经济发展及环境保护能起到重要的推动作用[2]。

国内某铁选矿厂采用单一磁选处理铁矿石，铁精矿中硫含量居高不下，是制约铁精矿质量提高的主要因素。为提高铁精矿产品质量，对其进行了浮选降硫试验研究，以提高其市场竞争力。

1试样性质

试样取自该铁选厂最终铁精矿产品。经镜下鉴定，试样为黑色粉样，粒度细小。试样中金属矿物主要是磁铁矿，磁赤铁矿、菱铁矿等少量，其他矿物含量很少；硫化物主要是少量的黄铁矿和磁黄铁矿，偶见黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等零星分布；脉石矿物以透闪石、透辉石、绿帘石、方解石为主。

对矿样进行主要化学成分分析和硫物相分析，结果分别见表1、表2。

由表1、表2可知，试样中铁品位为66.76%，硫含量高达0.82%。硫主要以硫化物的形式存在，占总硫的92.44%。根据镜下观察，计算出硫化物中黄铁矿和磁黄铁矿的硫合计占总硫的89.03%。

表1主要化学成分分析结果

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表2硫物相分析结果

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对试样进行粒度分析，结果见表3。

表3　试样粒度分析结果

由表3可以看出，试样整体粒度较细，-0.074 mm粒级占98.33%。随着粒度不断降低，各粒级硫含量呈下降趋势， -0.030 mm粒级中硫含量仍高达0.77%，占总硫的53.65%。因此，对该铁精矿进行降硫主要是脱除-0.030 mm细粒级中的硫。考虑到选别粒度较细，磨矿—单一磁选很难降低硫含量，故采取浮选法进行降硫试验。

2试验结果与讨论

在捕收剂丁基黄药用量为290 g/t，起泡剂2#油用量为140 g/t条件下，对铁精矿进行1次浮选降硫试验。不采用活化剂时，浮选铁精矿产率为95.14%、铁品位为67.10%、含硫0.43%。说明仅通过优化捕收剂和起泡剂用量，难以获得满意的降硫指标。在此基础上，进行浮选活化剂筛选条件试验，试验流程见图1。

图1　活化剂试验流程

2.1硫酸铜活化试验

以CuSO4为活化剂，改变其用量进行降硫浮选试验，结果见图2。

图2　硫酸铜活化浮选试验结果

由图2可知，随着硫酸铜用量的增大，铁精矿中硫含量和回收率逐渐下降。在其用量达到290 g/t时，继续增大用量，铁精矿硫含量和回收率下降趋势趋于平缓，因此确定硫酸铜用量290 g/t为宜。此时铁精矿品位为67.00%，铁回收率为92.61%，含硫0.22%，硫回收率为24.76%。铁损失较大，且硫酸铜价格高，不利于选矿成本的控制。

2.2硫酸活化试验

采用硫酸为活化剂，浮选试验结果见图3。

由图3可知，随着硫酸用量的增加，铁精矿硫含量和回收率均呈先快后慢的下降趋势，综合考虑选择硫酸用量为 1 430 g/t。此时铁精矿品位为66.90%，铁回收率为96.18%，含硫0.22%，硫回收率为25.75%，综合指标较好。但矿浆中加入大量硫酸后，含钙镁的矿物与之反应生成相应的难溶硫酸盐，一方面导致设备、管道严重结垢，不利于设备维护，影响下游作业，另一方面部分难溶硫酸盐进入炼铁高炉后难以脱除。另外，硫酸加入后，矿浆局部区域浓度和温度较高，硫酸与萤石会部分生成有毒的氢氟酸，氢氟酸有刺激性气味，腐蚀性强，恶化作业环境。

图3　硫酸活化浮选试验结果

2.3氟硅酸铵活化试验

氟硅酸铵活化浮选试验结果见图4。

图4　氟硅酸铵活化浮选试验结果

由图4可知，氟硅酸铵用量的增大对降硫指标的影响与硫酸、硫酸铜一致，综合考虑选择氟硅酸铵用量为1 200 g/t，最终铁精矿品位为66.95%，铁回收率为94.63%，含硫0.21%，硫回收率为24.17%。不但铁损失偏大，而且氟硅酸铵价格偏贵，难以工业化应用。

2.4碳酸钠活化试验

采用硫酸钠作为活化剂，浮选降硫试验结果见图5。

图5　碳酸钠活化浮选试验结果

从图5中可以看出，随着碳酸钠用量的增大，铁精矿硫含量和回收率均呈先下降后上升趋势，并且均在碳酸钠用量为1 500 g/t时出现最低值，降硫效果最好。最终铁精矿铁品位为66.92%，铁回收率为97.34%，含硫0.20%，硫回收率为23.69%。

3闭路试验

由以上活化剂筛选条件试验结果可知，采用碳酸钠活化浮选时，铁精矿中硫含量最低，铁回收率最高，综合降硫指标最优。因此，确定用碳酸钠作为活化剂进行2粗1精浮选降硫闭路试验。试验流程见图6，结果见表4。

图6　2粗1精闭路试验流程

由表5可知，采用碳酸钠进行活化，原矿经2粗1精浮选闭路流程进行降硫，可获得铁品位为66.95%、含硫0.24%，铁回收率98.06%、硫回收率为28.62%的浮选铁精矿，尾矿产率2.22%，硫品位为26.40%，硫回收率为71.38%，损失在其中的铁为1.94%。

表4全流程闭路试验结果

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4结论

(1)某铁选厂磁选铁精矿含硫0.82%，89.03%的硫以黄铁矿和磁黄铁矿的形式存在。铁精矿粒度较细，-0.074 mm占98.33%，各粒级硫含量变化不大， -0.030 mm粒级硫含量高达0.77%。

(2)无活化剂条件下，捕收剂丁基黄药、起泡剂2#油分别为290，140 g/t时，1次粗选铁精矿仍含硫0.43%，降硫效果较差。

(3)通过活化剂筛选浮选试验，确定了碳酸钠为最佳活化剂。在其用量为1 500 g/t时，原磁铁矿精矿经2粗1精浮选闭路流程处理，最终可获得产率为97.78%的铁精矿，硫含量降低至0.24%，损失在尾矿中的铁为1.94%，指标令人满意。试验结果可为该铁精矿提铁降硫的工艺流程改造提供参考。

参考文献

[1]彭会清.某铁精矿浮选降硫实验研究[J].金属矿山， 2005(12)：35-37.

[2]胡天喜，文书明.硫铁矿选矿现状与发展[J].化工矿物与加工，2007(8):1-4.

(收稿日期2015-12-16)

宋立民(1985—)，男，助理工程师，014010 内蒙古自治区包头市白云鄂博矿区。