辽宁某难选铁矿降硫研究

高 野

(辽宁地质矿产研究院， 辽宁 沈阳 110010)

辽宁某难选铁矿降硫研究

高 野

(辽宁地质矿产研究院， 辽宁 沈阳 110010)

辽宁某铁矿含硫较高，且磁黄铁矿含量较大，通过浮选—磁选联合流程，采用自主研发的新型复合捕收剂对该铁矿进行除硫试验，最终可得到品位为66.23%、硫含量为0.12%的合格铁精矿，使该类型高硫铁矿的利用成为可能。

磁黄铁矿； 新型复合捕收剂； 降硫； 铁精矿

1 前言

硫通常是铁矿中的主要有害杂质之一，硫含量是衡量铁精矿质量的重要标准，由于磁黄铁矿具有强磁性而易于富集于铁精矿中，因此很难脱除，同时磁黄铁矿氧化速度比黄铁矿快20～100倍，且易于泥化，泥化后的磁黄铁矿质量小，恶化浮选环境，与气泡碰撞几率小，因此难于浮选[1～2]，从磁铁矿中脱除磁黄铁矿是选矿界的一个技术难题。

2 原矿性质

通过岩矿镜下对工艺矿物学鉴定研究查明，矿石中的金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿和少量黄铜矿；脉石矿物主要有方解石、石英、透闪石、透辉石、角闪石等。磁黄铁矿属于他形晶，粒状及细脉状，穿插于磁铁矿及黄铜矿中，具有强非均质性，粒度为0.2～2mm±。表1为原矿多元素化学分析结果。表2为铁物相分析结果。

表1 原矿化学成分 %

表2 铁物相分析结果 %

从表1和表2可见原矿中磁性铁占全铁含量的77.40%，磁黄铁矿含量较高，磁选后易富集于磁选精矿中。

3 浮选脱硫试验

3.1 捕收剂对比试验

原矿中磁黄铁矿含量较高，通过磁选磁黄铁矿富集于弱磁选精矿中，而由于磁黄铁矿的比磁化系数平均值为4 321.95×10-6cm3/g[3]，同时具有较高的矫顽力，离开磁场后精矿会有一定的剩磁，因此磁团聚现象明显。通过分散剂、机械搅拌等方式很难使磁黄铁矿与磁铁矿分离。通过探索试验分析最后采用先浮选后磁选联合流程脱除原矿中的硫化矿，试验流程及药剂制度如图1所示。

图1 浮选—磁选联合脱硫试验流程图

采用硫酸作为pH调整剂，同时硫酸可以清洗磁黄铁矿表面，溶解磁黄铁矿表面部分被氧化的成分，又能分解表面氢氧化铁类亲水性物质；硫酸铜作为活化剂，Cu2+可以替代磁黄铁矿表面的铁离子，使其表面活性增强。原矿经过一次粗选、一次扫选后进行弱磁选。所得精矿指标如表3所示。

表3中的DY为自主研发的新型复合捕收剂，该捕收剂针对磁黄铁矿难浮选的性质复配制成。由表3可以看出，DY的浮选效果明显优于对黄铁矿浮选捕收力较强的丁黄药，采用丁黄药与其他捕收剂混合用药，利用药剂分子之间的协同作用混合而成的其他药剂最终精矿中硫含量普遍偏高。采用DY作为反浮选捕收剂具有较强的捕收力，能够使磁黄铁矿得到有效回收。最终精矿中硫含量降到0.3%以下。

3.2 磨矿细度对磁黄铁矿可浮性的影响

对不同磨矿细度的试样进行浮选—磁选联合流程试验，试验流程及药剂制度如上述图1所示，试验结果如图2和表4所示。

表3 不同捕收剂对比试验结果 %

图2 磨矿细度对铁精矿品位及回收率的影响

表4 不同磨矿细度下铁精矿中硫含量 %

由图2和表4可以看出随着磨矿细度的增加，铁精矿品位逐渐提高，回收率逐渐降低，当磨矿细度超过-0.074mm占70.62%时铁精矿品位超过65%，当磨矿细度为-0.074mm占83.95%时，铁精矿指标合格，此时铁精矿中的硫含量为0.11%，继续增加磨矿细度，由于磁黄铁矿易于泥化，恶化浮选环境，造成铁精矿中硫含量偏高，因此不易过磨。确定适宜的磨矿细度为-0.074mm占83.95%，在此条件下铁精矿品位为66.23%，回收率为70.95%，铁精矿中硫含量为0.11%。

3.3 复合捕收剂用量试验

当磨矿细度为-0.074mm占83.95%时进行复合捕收剂用量条件试验。此时硫酸铜用量为250g/t，硫酸用量为1 700g/t，2#油用量为60g/t，试验结果见表5。

表5 复合捕收剂用量条件试验结果

由表5可以看出，随着捕收剂用量的增加，铁精矿中硫品位逐渐降低，但变化幅度不大，当捕收剂用量为120g/t时，铁精矿中硫含量为0.15%，继续增大捕收剂用量，精矿中硫含量变化不大，因此确定最终捕收剂用量为120g/t。

3.4 新型复合捕收剂捕收机理分析

由于磁黄铁矿性质较脆，易于泥化，因此表面不均一性严重，部分矿物颗粒表面活性较大，而部分颗粒表面活性较小，活性小的颗粒表面采用捕收剂很难使其得到回收。采用不同碳链的捕收剂只能利用分子间的协同作用产生竞争吸附，而部分表面活性差的矿物颗粒还是很难被捕收剂捕收。

本试验所用的新型复合捕收剂利用不同种类的捕收剂复配而成，捕收剂与磁黄铁矿的吸附机理如图3所示。新型复合捕收剂由1#药剂与2#药剂复配而成，2#药剂属于大分子类强捕收力捕收剂，1#药剂为硫化矿捕收剂，1#药剂利用范德华力及化学吸附于矿物颗粒表面，1#非极性基团吸附于2#药剂的大分子上，而2#药剂由于具有较强的捕收力而吸附于气泡表面，使泡沫矿化。从而使颗粒表面具有很强的疏水性。

图3 新型复合捕收剂对磁黄铁矿的吸附示意图

4 结语

(1)原矿中含硫较高，以具有强磁性、弱浮选性的磁黄铁矿为主，本试验采用先浮选后磁选联合流程对该铁矿进行提纯研究，通过试验最终得到品位为66.23%、硫含量为0.12%的合格铁精矿。

(2)磁铁矿与富含磁黄铁矿的硫化矿分离是选矿的重大难题，本试验采用自主研发的新型复合捕收剂具有较强的捕收力，捕收效果良好，能够有效脱除硫化矿物。随着我国铁精矿贫化率逐渐升高，针对该类型高硫铁矿石具有较强的应用与推广价值。

[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,杨奉兰.磁黄铁矿与磁铁矿的浮选分离实践[J].矿产保护与利用,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，辽宁大石桥人，选矿工程师，从事有色及非金属矿物的选矿研究工作。