張廣慶　郝長(zhǎng)勝

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)；2.包鋼集團(tuán)寶山礦業(yè)有限公司)

磁鐵礦作為鋼鐵冶金主要原料之一，高品質(zhì)鐵精粉是礦山和鋼鐵冶金行業(yè)一直追求的目標(biāo)。硫含量的高低是權(quán)衡鐵精礦質(zhì)量高低的關(guān)鍵因素[1-2]，因此鐵礦石中硫、磷含量越低越好。在煉鋼過(guò)程中，一部分硫以有害氣態(tài)硫化物的形式隨爐氣排出，對(duì)人體健康及周邊環(huán)境都將造成傷害。因此，降低磁鐵礦中的硫含量不僅有優(yōu)化鋼鐵冶煉工藝的效果，而且對(duì)建設(shè)綠色經(jīng)濟(jì)的環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義[3]。

內(nèi)蒙古包鋼集團(tuán)外購(gòu)含硫大于1.20%的磁選鐵精礦，磁選鐵精礦中的含硫礦物主要為磁黃鐵礦，采用常規(guī)磁選難以脫除，為提高鐵精粉的質(zhì)量，包鋼集團(tuán)選廠(chǎng)對(duì)該磁選鐵精礦進(jìn)行了脫硫技術(shù)研究，并獲得了滿(mǎn)意的試驗(yàn)指標(biāo)。

1　礦石性質(zhì)

試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，鐵、硫物相分析結(jié)果分別見(jiàn)表2、表3。

表1　試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果　%

由表1可知，礦石主要有價(jià)元素為鐵，有害元素為硫，且含量較高為1.22%。

表2　鐵物相分析結(jié)果　%

由表2可知，該鐵精粉中的主要礦物為磁鐵礦，分布率為95.82%；其次為硫化鐵，分布率為3.02%。

表3　硫物相分析結(jié)果　%

由表3可知，該鐵精粉中的硫主要賦存于磁黃鐵礦中，其中磁黃鐵礦中的硫分布率為58.19%；其次為黃鐵礦，硫分布率為26.23%。

2　浮選試驗(yàn)研究

試驗(yàn)礦樣性質(zhì)表明，該鐵精粉含硫?yàn)?.22%，硫主要賦存于黃鐵礦與磁黃鐵礦中，因此采用反浮選脫硫工藝流程進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2.1　活化劑種類(lèi)試驗(yàn)

活化劑是影響脫硫效果最為關(guān)鍵的藥劑，采用適宜的活化劑對(duì)獲得理想的產(chǎn)品尤為重要，該試驗(yàn)分別進(jìn)行了不加活化劑、常用活化劑CuSO4以及新型脫硫活化劑AHT-1共3種方案的對(duì)比試驗(yàn)，浮選時(shí)間5 min，丁基黃藥用量為200 g/t、2#油用量為25 g/t，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖1　浮選條件試驗(yàn)流程

活化劑種類(lèi)活化劑用量/(g/t)產(chǎn)品名稱(chēng)產(chǎn)率/%全鐵品位/%硫品位/%鐵回收率/%硫回收率/%無(wú)0精礦97.4665.690.8297.7364.97尾礦2.5458.6016.962.2735.03給礦100.0065.511.23100.00100.00CuSO4400精礦95.7165.920.6796.1251.30尾礦4.2959.3914.193.8848.70給礦100.0065.641.25100.00100.00AHT-1400精礦94.9866.320.4196.0731.15尾礦5.0251.3817.143.9368.85給礦100.0065.571.25100.00100.00

由表4可知，不加活化劑得到的鐵精礦中的含硫量高達(dá)0.82%；以CuSO4作活化劑時(shí)，鐵精礦中的硫含量為0.67%，而采用AHT-1活化劑活化含硫礦物時(shí)，1次粗選即可將鐵精礦中的硫含量降至0.41%，選別效果明顯。因此，試驗(yàn)選擇AHT-1作為活化劑。

2.2　活化劑AHT-1用量試驗(yàn)

采用AHT-1作為活化劑進(jìn)行活化劑用量試驗(yàn)，丁基黃藥用量為200 g/t，2#油用量為25 g/t，浮選時(shí)間5 min，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　活化劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，隨著AHT-1活化劑用量的增加，鐵精礦中的硫品位降低；在AHT-1用量為400 g/t時(shí)，鐵精礦品位硫含量為0.44%，當(dāng)用量繼續(xù)增加時(shí)，鐵精礦中硫品位變化不明顯，但鐵回收率有所降低；因此，試驗(yàn)選擇AHT-1活化劑用量為400 g/t。

2.3　捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)

試驗(yàn)采用乙基黃藥、丁基黃藥、異丁基黃藥和異戊基黃藥作為捕收劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，AHT-1用量為400 g/t、2#油用量為25 g/t、浮選時(shí)間為5 min，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)結(jié)果　%

由表6可知，在其他條件基本不變的前提下，采用乙基黃藥為捕收劑，鐵精礦中的硫含量為0.62%，采用異丁基黃藥和異戊基黃藥作為捕收劑，鐵精礦中的硫含量分別為0.45%和0.43%，而采用丁基黃藥經(jīng)1次粗選后，鐵精礦中的硫降至0.41%。因此，綜合考慮，試驗(yàn)采用丁基黃藥作為捕收劑進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.4　捕收劑用量試驗(yàn)

在以上條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定AHT-1用量為400 g/t、2#油用量為25 g/t，采用丁基黃藥作為捕收劑，進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)，浮選時(shí)間為5 min，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7　丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鐵精礦中硫含量降低，當(dāng)捕收劑用量達(dá)到200 g/t時(shí)，再增加其用量，鐵精礦中硫含量下降趨勢(shì)變緩，變化幅度不大。因此，試驗(yàn)選擇捕收劑用量為200 g/t。

2.5　起泡劑用量試驗(yàn)

在以上條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定AHT-1用量為400 g/t、丁基黃藥用量為200 g/t、對(duì)起泡劑2#油進(jìn)行不同用量試驗(yàn)，浮選時(shí)間為5 min，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8　起泡劑2#油用量試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，采用2#油作為起泡劑，用量為25 g/t時(shí)較為合適。

2.6　開(kāi)路流程試驗(yàn)

在以上條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行1次開(kāi)路流程試驗(yàn)，開(kāi)路流程及藥劑制度見(jiàn)圖2，粗選時(shí)間8 min，掃選4 min，硫精選4 min，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

圖2　開(kāi)路試驗(yàn)流程

%

由表9可知，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行1次粗選1次掃選1次精選浮選脫硫開(kāi)路試驗(yàn)，可得到鐵精礦品位為66.72%，鐵精礦中硫品位為0.18%的指標(biāo)，達(dá)到了合同要求的鐵精礦中硫含量≤0.3%的指標(biāo)。表明該浮選流程及藥劑制度是合理有效的。硫粗精礦通過(guò)精選，硫精礦中的硫品位可達(dá)到25.64%。

2.7　閉路試驗(yàn)

在開(kāi)路流程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)中中礦按順序返回，并根據(jù)浮選泡沫量大小適當(dāng)?shù)販p少藥劑量。最終試驗(yàn)流程及藥劑制度見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。

圖3　閉路試驗(yàn)流程

%

由表10可知，現(xiàn)場(chǎng)所生產(chǎn)的鐵精粉經(jīng)1次粗選、1次精選和1次掃選閉路試驗(yàn)流程最終可獲得產(chǎn)率為95.25%、鐵品位為66.12%、硫品位為0.26%、鐵回收率為96.09%的鐵精礦和產(chǎn)率為4.75%、硫品位為21.11%的硫精礦。

3　結(jié)　語(yǔ)

(1)內(nèi)蒙古某鐵礦試驗(yàn)樣品中含鐵65.52%；含硫?yàn)?.22%，該鐵精粉中的硫主要賦存于磁黃鐵礦中，其次為黃鐵礦。其中磁黃鐵礦中的硫分布率為58.19%；黃鐵礦中的硫分布率為26.23%。

(2)該鐵精粉經(jīng)1次粗選、1次精選和1次掃選浮選閉路試驗(yàn)流程最終可獲得產(chǎn)率為95.25%、鐵品位為66.12%、硫品位為0.26%、鐵回收率為96.09%的鐵精礦和產(chǎn)率為4.75%、硫品位為21.11%的硫精礦。

(3)浮選試驗(yàn)采用新型藥劑AHT-1作為活化劑、丁基黃藥作為捕收劑，2#油為起泡劑，藥劑制度簡(jiǎn)單，容易操作且效果顯著。

[1]孫志勇.程潮鐵精礦降硫試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009(6)：91-93.

[2]陳慶海.張馬屯鐵礦降硫試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(7)：91-92.

[3]樊紹良,段其福.鐵精礦提質(zhì)降雜技術(shù)研究[J].金屬礦山，2002(4)：38-40.