張 飛，常 文

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014000；2.包頭鋼鐵(集團)有限責(zé)任公司寶山礦業(yè)公司，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

隨著環(huán)保要求的不斷提高，對鐵原料的產(chǎn)質(zhì)量要求更高，包鋼除了應(yīng)用白云鄂博自產(chǎn)精礦，還積極開拓外部資源，蒙古礦成為包鋼重要的礦產(chǎn)資源之一 ，但蒙古礦硫高這一問題嚴(yán)重制約著其應(yīng)用，目前蒙古鐵精礦含硫一般在2%以上，降低鐵精礦硫含量是亟待解決的技術(shù)難題，只有降低鐵精礦中硫含量，冶煉排放才能滿足環(huán)保要求，降低后續(xù)冶煉成本，提高鋼質(zhì)，保護環(huán)境，提升企業(yè)競爭力[1]。

1 蒙古礦的性質(zhì)

1.1 蒙古礦礦樣分析

礦樣的多元素分析及礦物組成的定量分析結(jié)果分別見表1、表2 所示。

表1 礦樣的化學(xué)成分分析結(jié)果 wt%

表2 礦樣中組成礦物的定量結(jié)果 wt%

表中數(shù)據(jù)可得：

（1）該鐵礦礦樣中，TFe 品位為55.02%，伴生元素含量均未達(dá)到綜合可回收標(biāo)準(zhǔn)，S 元素含量3.52%，含量較高。(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)為0.68，屬于半自熔性礦石。礦樣中FeO 含量為22.95%，該鐵礦以磁鐵礦為主。

（2）礦樣中主要的組成礦物為鐵氧化物，磁鐵礦、赤鐵礦和微量的黃鉀鐵礬、鈦鐵礦，除此外，還分布有少量磁黃鐵礦、微量黃鐵礦，含硫礦物主要以磁黃鐵礦為主。脈石礦物主要為碳酸鹽、長石、輝石、斜簾石、黑云母等，礦樣中副礦物主要為磷灰石、榍石、石膏等。

1.2 蒙古礦中硫在磁選過程中的分布特性

考察期間，蒙古礦礦石性質(zhì)存在變化，蒙古礦中硫在流程中平均分布情況見表3。

表3 蒙古礦中硫在磁選過程中的分布

蒙古礦TFe55.42%，S3.54%，經(jīng)過弱磁選，S 由3.51%降至2.73%，79.44%的硫進入鐵精礦，20.56%的硫進入尾礦，尾礦S含量達(dá)到6.67%。由此可見磁選過程基本無降硫作用。

1.3 蒙古礦脫硫難的原因

磁黃鐵礦是蒙古礦中的主要含硫礦物，磁黃鐵礦由于具有強磁性，磁選過程中很容易與磁鐵礦產(chǎn)生磁團聚作用，所以磁選很難使磁黃鐵礦與磁鐵礦分離。磁黃鐵礦還有具有易碎、易泥化、易氧化的特點，表面易氧化生成親水性羥基鐵，因而很難浮選。無論是國內(nèi)還是國外的高硫鐵精礦，選礦的降硫難題主要集中在磁黃鐵礦與磁鐵礦的分離上。研究對象為堿性礦石，傳統(tǒng)工藝酸性活化劑消耗量大，且pH 值不穩(wěn)定。同時，原礦中含有大量炭質(zhì)脈石，亦會造成有機浮選藥劑的過量消耗。因此傳統(tǒng)的浮選工藝及藥劑制度對本磁黃鐵礦型高硫鐵精礦降硫效果不明顯[2-4]。

2 蒙古礦脫硫工業(yè)實驗的影響條件

包鋼選礦廠聯(lián)合三所科研機構(gòu)對蒙古鐵精礦浮選脫硫進行了不同藥劑的工業(yè)試驗，采用的都是“一粗一掃一精”閉路工藝流程。

實驗一結(jié)果：在磁選鐵精礦TFe68.10%、S 2.16%，經(jīng)“一粗一掃一精”脫硫后浮選鐵精礦TFe 69.11%、S 0.34%、產(chǎn)率88.92%。

實驗二結(jié)果：在磁選鐵精礦TFe67.52%、S 2.18%，經(jīng)“一粗一掃一精”脫硫后浮選鐵精礦TFe 68.37%、S 0.44%、產(chǎn)率89.10%。

實驗三結(jié)果：在磁選鐵精礦TFe67.63%、S 2.67%，經(jīng)“一粗一掃一精”脫硫后浮選鐵精礦TFe 68.62%、S 0.43%、產(chǎn)率89.00%。

以上試驗均達(dá)到試驗預(yù)期目標(biāo)。實驗一所用調(diào)整劑硫酸屬于?；?，現(xiàn)場使用濃硫酸發(fā)煙具且有刺激性，其產(chǎn)率也低于實驗二及實驗三；實驗二結(jié)果與實驗三結(jié)果相差不大，但是在藥劑用量方面實驗二用藥量偏大，其活化劑（氟硅酸鈉）、黃藥、工業(yè)純堿用量遠(yuǎn)多于實驗三藥劑用量，經(jīng)濟成本高。所以最后確定工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中采用實驗三的藥劑方案，以下討論均在實驗三的基礎(chǔ)上進行。

2.1 磨礦細(xì)度對磁黃鐵礦可浮性的影響

通過工業(yè)試驗可以看出，磨礦粒度越細(xì)，低硫鐵精礦中硫含量越低，且低硫鐵精礦的產(chǎn)率也隨之提高，當(dāng)磨礦細(xì)度(200目)達(dá)到78%以后，低硫鐵精礦的產(chǎn)率基本已經(jīng)沒有變化?？梢钥闯?，合適的磨礦粒度可使磁黃鐵礦表面的氧化膜及雜質(zhì)吸附物得以清除，以新的表面分子結(jié)構(gòu)與藥劑相互作用；可使磁黃鐵礦和磁鐵礦得到分離。所以考慮最終的磨礦粒度為-200 目占78%以上。

2.2 pH 值對磁黃鐵礦可浮性的影響

本試驗沒有用pH 調(diào)整劑?；罨瘎┑腜H 在1.0 左右，加入到礦漿中不僅能夠起到調(diào)節(jié)礦漿pH 值的作業(yè)，還可以清洗磁黃鐵礦表面的親水薄膜的作用。同時控制好活化pH 值，使礦漿電位在適合活化和捕收劑吸附的范圍，進而改善磁黃鐵礦的可浮性。pH 值與鐵精礦中硫含量的指標(biāo)如圖1 所示。

圖1 蒙古鐵精礦中S 含量與PH 值的關(guān)系

由圖1 可見，在其它藥劑用量不變的條件下，當(dāng)?shù)V漿pH 值從4.5 降到7.0 時，蒙古鐵精礦中的硫含量逐漸增大，由于礦漿PH 主要是通過活化劑控制，ph 升高時，活化劑相對用量減少，也存在活化不夠的情況，導(dǎo)致蒙古鐵精礦硫含量升高，所以ph的大小通過工業(yè)實驗?zāi)軌蚩闯鰧γ晒盆F精礦硫含量影響很大，故pH 值選擇5.5 左右為最佳。

2.3 活化劑對磁黃鐵礦可浮性的影響

針對高硫蒙古鐵精礦，分別采用有機活化劑、無機活化劑以及組合藥劑進行降硫工業(yè)試驗研究，通過實驗確定了降硫工藝流程為蒙古磁選精礦采用 “一粗一掃一精”的浮選閉路流程，試驗均取得理想指標(biāo)。但在工業(yè)試生產(chǎn)及工業(yè)生產(chǎn)過程中，新組合藥劑脫硫效果顯著，解決了工業(yè)試生產(chǎn)所使用其它藥劑存在的問題，同時，有效降低藥劑用量。

2.4 起泡劑對浮選的影響

起泡劑的起泡能力跟ph 值呈正相關(guān)關(guān)系，ph 值高起泡性能越好，但由于活化劑的加入會導(dǎo)致礦漿PH 在5.5 左右，起泡劑的性能稍微被抑制了，從現(xiàn)場和試驗中就能看出，在活化劑斷藥的情況下，ph 達(dá)到7 以上時，泡沫發(fā)粘且泡沫量大，這樣會導(dǎo)致礦漿中的鐵被夾帶起來，影響鐵的回收率；在活化劑正常的情況下，ph 值維持在5.5 左右，起泡劑的用量太大也會導(dǎo)致泡沫發(fā)黑發(fā)粘，所以要控制好起泡劑的用量，既能達(dá)到起泡的效果，又能使泡沫保持一定的脆性，使泡沫在兼并過程中，被夾帶上來的鐵能夠沉下去，保證鐵的回產(chǎn)率。

2.5 溫度對磁黃鐵礦可浮性的影響

磁黃鐵礦的浮選一般在室溫下進行就可以，但是由于我廠在冬季和夏季礦漿溫度差別大，冬季礦漿溫度只有6℃～9℃，溫度降低時，活化劑、起泡劑、捕收劑的作用相對就會減弱，使一些技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)形成季節(jié)性波動，所以在冬季生產(chǎn)中要提高浮選礦漿溫度，提高活化劑、起泡劑、捕收劑的作用，加快浮選速度，這樣才能獲得較高的浮選指標(biāo)（回收率和精礦質(zhì)量）。但是黃藥遇熱容易分解，而且溫度愈高，分解愈快，所以冬季生產(chǎn)溫度一般控制在15℃～20℃。

3 降硫存在問題

（1）現(xiàn)用活化劑的溶解度不夠，加入礦漿中的是乳濁液，且有一部分沉淀，經(jīng)常導(dǎo)致加藥閥門堵塞，加藥量不穩(wěn)定，影響浮選指標(biāo)，加溫溶解又會導(dǎo)致活化劑失效，所以在以后的生產(chǎn)攻關(guān)中要找出易溶解的活化劑替代現(xiàn)有的活化劑。

（2）由蒙古礦降硫浮選在酸性介質(zhì)中進行，如果直接排放對尾礦庫水質(zhì)有影響。目前，尾礦庫通過環(huán)境治理，正處于生態(tài)恢復(fù)期，為了降低對尾礦庫水質(zhì)的影響，在降硫工業(yè)生產(chǎn)初期，采用降硫生產(chǎn)水系統(tǒng)進行內(nèi)部循環(huán)且獨立運行，單從長期考慮，酸水始終是環(huán)境的污染源，存在環(huán)境污染隱患，所以要研究蒙古礦脫硫能不能再中性環(huán)境中進行浮選。