CN107199120B - 一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法 - Google Patents
一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法，用于原矿TFe品位在56％～60％之间、TS含量在3.5％～4.2％之间的高硫磁铁矿石的选矿，采用以下工艺、步骤：(1)高硫磁铁矿石磨矿、分级‑弱磁选作业；(2)一步浮选脱除黄铁矿作业，采用丁黄药为黄铁矿的捕收剂，2#油为起泡剂；(3)二步浮选脱除磁黄铁矿作业，采用一次粗选、一次扫选，采用草酸为pH值调整剂及磁黄铁矿的活化剂，丁黄药为磁黄铁矿的捕收剂，2#油为起泡剂。本发明具有铁精矿TFe品位高、有害杂质S含量低、生产稳定、安全高效等优点，降低了安全风险；采用草酸(固体)取代浓硫酸作为pH值调整剂及磁黄铁矿活化剂，生产上操作简单易行，更安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于铁矿石选矿技术领域，具体涉及一种铁矿石提铁降硫的选矿方法，特别适合于原矿TFe品位在56％～60％之间、TS含量在3.5％～4.2％之间且以磁黄铁矿、黄铁矿共伴生的的高硫磁铁矿石的选矿。
背景技术
含硫量的高低是衡量铁精矿质量的一个重要标准。铁精矿中硫含量过高，将直接影响炼铁、炼钢的质量，也会危害高炉生产，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。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，严格控制入炉铁精矿中的杂质硫含量(一般要求TS<0.30％)，对我国钢铁工业的发展及环境保护能起到重要的推动作用。
高硫磁铁矿石提铁降硫通常采用的为磨矿-磁-浮联合流程，即先将原矿磨矿至合适的磨矿粒度，先用弱磁选抛尾，获得铁品位合格的磁铁精矿，再对磁铁精矿进行反浮选脱硫。
磨矿-磁-浮联合流程本身的优点有：(1)先弱磁选抛尾，获得满足铁品位要求的磁铁精矿，并大大减少了后续浮选的处理量；(2)浮选脱硫工艺技术成熟，指标优良。
其不足之处在于：磁铁精矿浮选脱硫时加入浓硫酸调浆并清洗难浮磁黄铁矿表面，使之在加入硫化矿捕收剂之后，得以上浮，从而实现铁精矿降硫之目的。浓硫酸添加在生产上操作控制难度大，容易造成安全事故。如2005年12月，铜陵有色冬瓜山铜矿选矿厂加酸控制系统中的电动调节球阀定位器失灵，导致球阀处于敞开位置，使浓硫酸大量涌出，过量的硫酸与搅拌槽内的矿浆中硫化物瞬间发生剧烈反应，产生大量硫化氢气体，导致了中毒事故的发生，造成4死6伤。
《现代矿业》2014年第1期发表的“某铁矿石提铁降硫选矿试验”，针对某铁矿石为含硫磁铁矿石，选矿厂现有生产工艺获得的最终铁精矿铁品位较低、硫含量偏高的问题，对原矿进行了选矿工艺研究，采用原矿阶段磨矿—弱磁选—二段磁精浮硫—弱磁选工艺，获得了较高铁品位及硫含量合格的铁精矿，铁精矿品位达到63％以上，并使铁精矿中的硫含量降低至0.6％以下。但该工艺也是采用浓硫酸调浆并清洗难浮磁黄铁矿表面，不仅存在着安全隐患，而且最终获得的铁精矿的硫含量仍然较高，不能满足市场需求；不仅如此，该选矿工艺的流程较为复杂，流程长，选矿成本高。
为了进一步降低铁精矿中硫的含量，华北理工大学学报(自然科学版)2016年第4期发表的“内蒙某铁精矿浮选脱硫试验”一文中，从药剂制度和分选流程对含硫1.59％、硫化物以磁黄铁矿为主的内蒙某铁精矿进行了系统的浮选脱硫试验研究。试验结果表明，在添加调整剂为硫酸，活化剂使用硫酸铜，捕收剂采用丁黄药的条件下，经1次粗选4次精选工艺流程，可得到含硫0.35％、硫回收率21.12％％的铁精矿，铁精矿铁品位为67.59％。但该方法仍然采用硫酸作为调整剂，在工业应用中仍然存在着安全风险，而且最终获得的铁精矿的硫含量仍然偏高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、铁精矿品位高、脱硫效果好且安全、高效的含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法。
为实现本发明的上述目的，本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法采用的技术方案是：
本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法，用于原矿TFe品位在56％～60％之间、TS含量在3.5％～4.2％之间的高硫磁铁矿石的选矿；在TS含量中，磁黄铁矿中的硫占55％～65％，黄铁矿及其他硫化物之硫占22％～28％，硫酸盐之硫占10％～17％。本发明采用以下工艺、步骤：
(1)高硫磁铁矿石磨矿、分级-弱磁选作业
首先对高硫磁铁矿石进行磨矿-分级-弱磁选，获得TFe品位>68.5％、TS含量＜3.0％的弱磁选铁精矿，排出含有黄铁矿、硫酸盐的弱磁选尾矿；
所述的分级采用的设备为水力旋流器，溢流粒度控制在-0.076mm85％～95％；所述的弱磁选采用永磁筒式磁选机，弱磁选流程为一次粗选、一次精选；粗选的磁感应强度为0.17～0.22特斯拉，精选的磁感应强度为0.15～0.17特斯拉；通过调节分级溢流粒度、一次粗选、一次精选的磁感应强度，控制弱磁选铁精矿中磁性铁回收率≥99％，控制弱磁选尾矿中黄铁矿、其他硫化物、硫酸盐的抛除率≥65％。
此步骤，不仅抛出脉石矿物、提高弱磁选铁精矿中铁的品位，同时也将大部分弱磁性的黄铁矿、其他硫化物、硫酸盐抛除。
(2)一步浮选脱除黄铁矿作业
将TFe品位>68.5％、TS含量＜3.0％的弱磁选铁精矿给入一步浮选作业进一步脱除黄铁矿，获得TFe品位≥69.2％、TS含量≤1.5％的槽底产品，排出一步浮选脱硫泡沫。
所述的一步浮选采用丁黄药为黄铁矿的捕收剂，2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：丁黄药用量为370～440g/t，起泡剂2#油用量为27～33g/t。
通过调节步骤(2)之药剂用量并联合控制步骤(1)之分级溢流粒度、一次粗选、一次精选的磁感应强度，使步骤(1)排出的弱磁选尾矿、步骤(2)排出的脱硫泡沫中黄铁矿的总抛除率>90％。
此步骤，进一步提高了铁品位，并抛除了步骤(1)中进入弱磁选铁精矿中的黄铁矿。
(3)二步浮选脱除磁黄铁矿作业
将步骤(2)中的槽底产品给入二步浮选作业脱除磁黄铁矿，获得TFe品位>70.0％、TS含量<0.30％的脱硫铁精矿，排出二步浮选脱硫泡沫；
所述的二步浮选采用一次粗选、一次扫选，采用草酸为pH值调整剂及磁黄铁矿的活化剂，丁黄药为磁黄铁矿的捕收剂，2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，粗选pH值调整剂草酸用量900～1100g/t，捕收剂丁黄药用量为430～470g/t，起泡剂2#油用量为28～33g/t；扫选捕收剂丁黄药用量为140～165g/t，起泡剂2#油用量为18～22g/t。
此步骤，将最终铁精矿品位提高到70％以上，并抛除了步骤(2)进入到槽底产品中的磁黄铁矿。
本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法的优选药剂制度为：步骤(2)中的药剂用量为：丁黄药用量为385～415g/t，起泡剂2#油用量为28～32g/t；步骤(3)中的药剂用量为：粗选pH值调整剂草酸用量950～1100g/t，捕收剂丁黄药用量为440～465g/t，起泡剂2#油用量为28～32g/t；扫选捕收剂丁黄药用量为140～160g/t，起泡剂2#油用量为19～21g/t。
本发明所用的草酸为固体粉末状产品。
上述磨矿粒度、磁感应强度、浮选次数、药剂用量等参数的具体值，可以根据矿石性质，通过实验室试验结果确定。
与现有技术相比，本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法具有如下优点：
①分别采用弱磁选、分步浮选降硫。弱磁选作业抛除了含硫总量40％左右的弱磁选尾矿，并将原矿TFe品位在56％～60％之间提高到弱磁选铁精矿中的铁品位69.0％以上；对弱磁选铁精矿采用分步浮选降硫，一步浮选后，入二步浮选的硫含量仅为弱磁选铁精矿中硫含量的约50％，后续矿浆中加酸后与强酸作用的硫化物含量减少，安全风险大为降低。
②采用草酸(固体粉末)作为pH值调整剂及磁黄铁矿活化剂，生产上操作更简单易行，安全风险极小，在市场上没有应用的先例。
③工艺流程简单，选矿成本低，脱硫铁精矿中TFe品位>70.0％、TS含量<0.30％，产品质量好，市场竞争力强，每吨铁精矿的价格比进口的TFe品位65％左右的铁精矿高30％以上，取得了意想不到的技术效果、经济效果。
④本发明并不是通过单独一一调节相关选矿技术参数来调节选矿指标，而是采用上下联动调节。在步骤(1)中，通过调节分级溢流粒度、一次粗选、一次精选的磁感应强度，控制弱磁选铁精矿中磁性铁回收率≥99％，控制弱磁选尾矿中黄铁矿、其他硫化物、硫酸盐的抛除率≥65％；通过调节步骤(2)之药剂用量并联合控制步骤(1)之分级溢流粒度、一次粗选、一次精选的磁感应强度，使步骤(1)排出的弱磁选尾矿、步骤(2)排出的脱硫泡沫中黄铁矿的总抛除率>90％。这是本发明的重大创新之一。
附图说明
图1为本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法的原则工艺流程图。
图2为本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法的实施例全流程数质量流程图。
具体实施方式
为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法做进一步详细说明。
本实施例中所用的高硫磁铁矿石取自蒙古国，原矿化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，硫物相分析结果见表3。
表1高硫磁铁矿石化学多元素分析结果
| 化验项目 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
| 含量(％) | 57.52 | 4.86 | 1.19 | 3.88 | 3.23 |
| TS | SS | P | K2O | Na2O | CuO |
| 3.82 | 3.38 | 0.06 | 0.32 | 0.04 | 0.03 |
表2高硫磁铁矿石铁物相分析结果
| 矿物名称 | 铁相含铁量 | 占有率 | 备注 |
| 磁铁矿之铁 | 50.67 | 87.79 | 磁性铁 |
| 磁黄铁矿之铁 | 3.30 | 5.72 | 磁性铁 |
| 赤铁矿之铁 | 1.82 | 3.15 | |
| 菱铁矿之铁 | 0.90 | 1.56 | |
| 硅酸铁之铁 | 0.22 | 0.38 | |
| 黄铁矿之铁 | 0.81 | 1.40 | |
| 全铁 | 57.72 | 100.00 |
表3高硫磁铁矿石硫物相分析结果(％)
| 相别 | 含量 | 占有率 |
| 单质硫 | 0.01 | 0.26 |
| 磁性硫化物之硫 | 2.33 | 61.64 |
| 其他硫化物之硫 | 0.98 | 25.93 |
| 硫酸盐之硫 | 0.46 | 12.16 |
| 全硫 | 3.78 | 100.00 |
由原矿性质分析可见，原矿铁品位较高，达到57.52％，但原矿中主要杂质TS含量高达3.82％，而且其中61.64％以磁黄铁矿的形式存在，磁黄铁矿属强磁性矿物，在弱磁选过程中与磁铁矿一并进入弱磁精矿中，故采用单一弱磁选无法脱除磁黄铁矿，必须采用浮选脱除。
由图1所示的一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法的原则工艺流程图及图2所示的发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法的实施例全流程数质量流程图看出，本发明一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法采用以下工艺、步骤：
(1)高硫磁铁矿石磨矿、分级-弱磁选作业
首先对高硫磁铁矿石进行磨矿-分级-弱磁选，分级采用水力旋流器，溢流粒度为-0.076mm 85％-90％；弱磁选采用永磁筒式磁选机，弱磁选流程为一次粗选、一次精选，粗选的磁感应强度为0.18特斯拉，精选的磁感应强度为0.16特斯拉；获得TFe品位≥69.0％、TS含量≤3.0％的弱磁铁精矿。
(2)一步浮选脱除黄铁矿作业
将步骤(1)中TFe品位≥69.0％、TS含量≤3.0％的弱磁铁精矿给入一步浮选作业脱除黄铁矿。一步浮选作业采用一次粗选，采用丁黄药为黄铁矿捕收剂、2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，一步浮选捕收剂丁黄药用量为400g/t、起泡剂2#油用量为30g/t。
(3)二步浮选脱除磁黄铁矿作业
将步骤(2)中的槽底产品给入二步浮选作业脱除磁黄铁矿。二步浮选作业采用一次粗选、一次扫选。二步浮选采用草酸为pH值调整剂及磁黄铁矿活化剂、丁黄药为磁黄铁矿捕收剂、2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，粗选pH值调整剂草酸用量1000g/t、捕收剂丁黄药用量为450g/t、起泡剂2#油用量为30g/t；扫选捕收剂丁黄药用量为150g/t、起泡剂2#油用量为20g/t。
采用分步浮选脱硫后铁精矿TFe品位>70.0％，TS含量<0.30％。
本发明采用的草酸为固体粉末状产品。
所述的一步浮选脱硫泡沫、二步浮选脱硫泡沫合并后的脱硫泡沫产品的产率为12.19％，硫品位为17.37％，不能作为硫精矿出售。为了进一步提高硫品位，将脱硫泡沫产品给入螺旋溜槽、摇床进行重力选矿，最终可获得硫品位35％以上的硫精矿。
Claims (3)
1.一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法，用于原矿TFe品位在56％～60％之间和TS含量在3.5％～4.2％之间的高硫磁铁矿石的选矿；在TS含量中，磁黄铁矿中的硫占56％～65％，黄铁矿及其他硫化物之硫占22％～28％，硫酸盐之硫占10％～17％，其特征在于采用以下工艺、步骤：
(1)高硫磁铁矿石磨矿-分级-弱磁选作业
首先对高硫磁铁矿石进行磨矿-分级-弱磁选，获得TFe品位>68.5％和TS含量＜3.0％的弱磁选铁精矿，排出含有黄铁矿和硫酸盐的弱磁选尾矿；
所述的分级采用的设备为水力旋流器，溢流粒度控制在-0.076mm85％～95％；所述的弱磁选采用永磁筒式磁选机，弱磁选流程为一次粗选、一次精选；粗选的磁感应强度为0.17～0.22特斯拉，精选的磁感应强度为0.15～0.17特斯拉；通过调节分级溢流粒度、一次粗选和一次精选的磁感应强度，控制弱磁选铁精矿中磁性铁回收率≥99％，控制弱磁选尾矿中黄铁矿、其他硫化物和硫酸盐的抛除率≥65％；
(2)一步浮选脱除黄铁矿作业
将TFe品位>68.5％和TS含量＜3.0％的弱磁选铁精矿给入一步浮选作业进一步脱除黄铁矿，获得TFe品位≥69.2％和TS含量≤1.5％的槽底产品，排出一步浮选脱硫泡沫；
所述的一步浮选采用丁黄药为黄铁矿的捕收剂，2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：丁黄药用量为370～440g/t，起泡剂2#油用量为27～33g/t；
通过调节步骤(2)之药剂用量并联合控制步骤(1)之分级溢流粒度、一次粗选和一次精选的磁感应强度，使步骤(1)排出的弱磁选尾矿和步骤(2)排出的脱硫泡沫中黄铁矿的总抛除率>90％；
(3)二步浮选脱除磁黄铁矿作业
将步骤(2)中的槽底产品给入二步浮选作业脱除磁黄铁矿，获得TFe品位>70.0％和TS含量<0.30％的脱硫铁精矿，排出二步浮选脱硫泡沫；
所述的二步浮选采用一次粗选、一次扫选，采用草酸为pH值调整剂及磁黄铁矿的活化剂，丁黄药为磁黄铁矿的捕收剂，2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，粗选pH值调整剂草酸用量900～1100g/t，捕收剂丁黄药用量为430～470g/t，起泡剂2#油用量为28～33g/t；扫选捕收剂丁黄药用量为140～165g/t，起泡剂2#油用量为18～22g/t。
2.如权利要求1所述的一种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法，其特征在于：
步骤(2)中的药剂用量为：丁黄药用量为385～415g/t，起泡剂2#油用量为28～32g/t；
步骤(3)中的药剂用量为：粗选pH值调整剂草酸用量950～1100g/t，捕收剂丁黄药用量为440～465g/t，起泡剂2#油用量为28～32g/t；扫选捕收剂丁黄药用量为140～160g/t，起泡剂2#油用量为19～21g/t。
3.如权利要求1所述的种含有磁黄铁矿、黄铁矿的高硫磁铁矿石的选矿方法，其特征在于：所述的草酸采用固体粉末状产品。
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