CN110560269A - 一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，对高硫磁铁精矿进行磨矿‑弱磁选，获得TFe品位≥64.0％、TS≥10.0％的弱磁选铁精矿，对弱磁选铁精矿进行一次浮硫粗选、一次浮硫精选、一次浮硫扫选，获得TS品位>24.0％、TFe品位>60.0％高铁硫精矿，排出一次扫选浮硫尾矿；对一次扫选浮硫尾矿给入浮硫扫选开路作业，分别获得铁品位大于62.5％的重介质产品和铁品位大于66.5％、TS含量<1.2％的铁精矿。本发明的浮选流程采用“半闭路‑半开路”流程，实现了高硫磁铁精矿的梯级回收利用，获得了铁精矿、高铁硫精矿、重介质产品三种产品。本发明可以既实现了铁精矿降硫，又实现了资源的综合利用，经济效益、社会效益、环境效益显著。

Description

一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法
技术领域
本发明属于铁矿石选矿技术领域，具体涉及一种高硫磁铁精矿的选矿方法，特别适合于处理TFe品位在55％～60％之间、TS含量在8～15％之间，其中磁黄铁矿之硫占有率86％以上的高硫磁铁精矿的分选。
背景技术
磁铁精矿中杂质硫含量高，将直接影响炼铁、炼钢的质量，对高炉生产也有危害，因此应严格控制入炉铁精矿中的杂质硫含量，一般要求TS<0.40％。但针对TS含量在8～15％之间的高硫磁铁精矿(磁黄铁矿之硫占有率大于90％)因脱硫难度大，一般要求将TS含量降低至2％以下，如安庆铜矿主流程中的铁精矿TS含量小于2％即可作为合格铁精矿。
磁铁精矿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，再对磁铁精矿进行浮选脱硫。
此工艺对于铁精矿中的硫以黄铁矿的形式为主要存在形式时，铁精矿的脱硫效果很好；但对于铁精矿中的硫主要以磁黄铁矿形式存在，且硫含量高达8～15％时，脱硫效果往往不理想，难以将铁精矿中全硫含量降低至2％以下。另外，浮选脱除的泡沫产品产率大，但硫品位不高、铁品位也不高，沦为“鸡肋”，造成了资源的浪费。
中文期刊《矿产保护与利用》2013年第5期发表的“高硫磁铁矿浮选脱硫工艺及机理研究现状”一文认为：高硫磁铁矿脱硫长期以来是钢铁行业面临的一大技术难题，利用磁选的方法将磁铁矿与磁黄铁矿分离几乎是不可能的，浮选是铁精矿降硫的最有效途径之一。但该文介绍的几种浮选脱硫方法中，对于含硫1.0％左右磁铁精矿中的硫通过脱硫浮选也只能降到0.45％左右，而对于高硫铁精矿中的硫降硫效果也不是十分明显，例如，只能将高硫铁精矿中的硫从原有的20％左右降低到5％以下。而且，现有技术高硫磁铁精矿浮选脱硫中，其最终产品仅仅为铁精矿，高硫磁铁精矿中的硫白白损失在尾矿中，不仅造成资源的浪费，也对环境带来污染。不仅如此，现有技术高硫磁铁精矿浮选脱硫获得的铁精矿产品的铁品位较低，一般小于64.5％，难以适应市场的需求。
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，而提供一种铁精矿品位高、脱硫效果好且可以获得三种产品的高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法。
为实现本发明的上述目的，本发明一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法采用的技术方案为：
本发明一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，用于TFe品位在55％～60％之间、TS含量在8％～15％之间、且磁黄铁矿之硫占有率占硫总量86％以上的高硫磁铁精矿的分选，具体采用以下工艺：
(1)高硫磁铁精矿磨矿-弱磁选
对高硫磁铁精矿进行磨矿-弱磁选，获得TFe品位≥64.0％、TS≥10.0％的弱磁选铁精矿，排出弱磁选尾矿。
弱磁选设备采用永磁筒式磁选机，弱磁选流程为一次粗选、一次精选为佳。
(2)弱磁选铁精矿一粗、一精、一扫闭路浮硫作业
将步骤(1)获得的弱磁选铁精矿进行一次浮硫粗选、一次浮硫精选、一次浮硫扫选，获得TS品位>24.0％、TFe品位>60.0％高铁硫精矿，排出一次扫选浮硫尾矿；一次浮硫精选的尾矿、一次浮硫扫选的精矿合并后返回一次浮硫粗选。获得的高铁硫精矿作为硫酸厂制酸的原料，且制酸后的硫酸渣可直接作为合格铁精矿，实现高铁硫精矿的硫铁双资源利用。
(3)一次扫选浮硫尾矿的开路浮选
将步骤(2)排出的一次扫选浮硫尾矿(槽底产品)给入浮硫扫选开路作业，分别获得铁品位大于62.5％的重介质产品和铁品位大于66.5％、TS含量<1.2％的铁精矿。
步骤(2)中采用柠檬酸为络合剂，硫酸为活化剂，丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂，按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：一次浮硫粗选柠檬酸用量1500～2500g/t，硫酸用量500～1500g/t，丁黄药用量为200～300g/t，起泡剂2#油用量为40～50g/t；一次浮硫扫选柠檬酸用量500～1500g/t，硫酸用量400～600g/t，丁黄药用量为200～300g/t，起泡剂2#油用量为20～30g/t；一次浮硫精选丁黄药用量为100～150g/t，起泡剂2#油用量为5～15g/t。
步骤(3)中采用柠檬酸为络合剂，硫酸为活化剂，丁黄药与丁铵黑药的混合药为捕收剂，2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：柠檬酸用量500～1500g/t，硫酸用量400～600g/t，丁黄药+丁铵黑药用量为100～200g/t，起泡剂2#油用量为20～30g/t。
丁黄药与丁铵黑药的混合药中，丁黄药与丁铵黑药之比为1：(0.8～1.2)，以1:1为佳。实验室研究结果表明，丁黄药与丁铵黑药之比为1:1时，协同效应最佳。
步骤(1)中磨矿粒度控制在-0.043mm75％～85％之间为宜，粗选的磁感应强度控制在143～159kA/m范围为佳，精选的磁感应强度控制126～143kA/m范围。
上述磨矿粒度、浮选次数、药剂用量、磁感应强度等参数的具体值，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，本发明一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法具有如下优点：
(1)浮选流程采用“半闭路-半开路”流程，实现了高硫磁铁精矿的梯级回收利用，获得了铁精矿、高铁硫精矿及重介质产品三种产品。实验室研究结果表明，三种产品中铁、硫的综合回收率双双高达96.0％以上，实现了效益最大化、资源综合利用最大化；
(2)采用柠檬酸作为络合剂，消除了矿浆中金属离子如钙离子对硫浮选的影响，并有助于减少硫酸的消耗量；
(3)高铁硫精矿制酸后的硫酸渣可直接作为铁精矿，实现硫铁双资源利用；
(4)工艺流程简单，选矿成本低，所用的药剂皆为市场上容易采购的药剂，获得铁精矿、高铁硫精矿、重介质三种产品均有市场销路，取得了意想不到的技术效果、经济效果。
附图说明
图1为本发明一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法的原则工艺流程图。
图2为本发明一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法的实施例数质量流程图。
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高硫磁铁精矿梯级回收利用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精矿石取安徽某铜矿，高硫磁铁精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高硫磁铁精矿化学多元素分析结果
化验项目 TFe SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO
含量(％) 55.69 9.61 0.985 4.05 1.96
TS P K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MnO TiO2
8.86 0.018 0.068 0.177 0.108 0.091
V2O5 CuO ZnO Cr2O3 NiO /
0.09 0.066 0.007 0.021 0.049 /
表2高硫磁铁精矿铁物相分析结果
铁相名称 含铁量 分布率
磁铁矿 40.77 72.49
赤铁矿 1.27 2.26
磁黄铁矿 13.06 23.22
菱铁矿 0.42 0.75
黄铁矿 0.12 0.21
硅酸铁 0.60 1.07
全铁 56.24 100.00
表3高硫磁铁精矿硫物相分析结果(％)
硫物相名称 含硫量 分布率
单质硫 0.02 0.21
硫酸盐中硫 0.24 2.57
磁性硫化物之硫 8.71 93.26
其他硫化物之硫 0.37 3.96
全硫 9.34 100.00
由高硫磁铁精矿性质分析可见，主要杂质TS含量高达8.86％，而且其中93.26％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所示的一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法的原则工艺流程图及图2所示的一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法的实施例全流程数质量流程图看出，本发明一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法采用以下工艺、步骤：
(1)高硫磁铁精矿磨矿-弱磁选；
首先对高硫磁铁精矿进行磨矿-弱磁选，获得TFe品位≥64.0％、TS含量约10.0％的弱磁选铁精矿，排出弱磁选尾矿。
在步骤(1)中，采用的磨矿设备实验室Ф240×90锥形球磨机，磨矿粒度控制在-0.043mm75％～85％为宜。
弱磁选设备采用永磁筒式磁选机，弱磁选流程为一次粗选、一次精选为佳；粗选的磁场强度控制在143～159kA/m范围为宜，精选的磁场强度控制126～143kA/m范围为宜。
(2)步骤(1)获得的弱磁选铁精矿经一粗一精一扫闭路浮选，获得高铁硫精矿；
将TFe品位≥64.0％、TS含量约10.0％的弱磁选铁精矿进行一粗一精一扫闭路选别，获得高铁硫精矿(TS品位>24.0％,TFe品位>60.0％)。
步骤(2)浮选采用一粗一精一扫闭路浮选；采用柠檬酸为络合剂，硫酸为活化剂，丁黄药为为捕收剂，2#油为起泡剂。
步骤(2)浮选的药剂用量为：按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：粗选柠檬酸用量1500～2500g/t，硫酸用量500～1500g/t，丁黄药用量为200～300g/t，起泡剂2#油用量为40～50g/t；一次扫选柠檬酸用量500～1500g/t，硫酸用量400～600g/t，丁黄药用量为200～300g/t，起泡剂2#油用量为20～30g/t；精选丁黄药用量为100～150g/t，起泡剂2#油用量为5～15g/t。
(3)对步骤(2)槽底产品进行开路浮选，获得重介质产品以及合格的铁精矿。
将步骤(2)中的槽底产品进行开路浮选，获得重介质产品(TS>15.0％,TFe品位>63.0％)，另获得TFe品位>67.0％、TS含量<1.2％的铁精矿。
步骤(3)浮选采用一次开路浮选，采用柠檬酸为络合剂，硫酸为活化剂，丁黄药+丁铵黑药(1:1)为捕收剂，2#油为起泡剂。
步骤(3)浮选的药剂用量为：按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：柠檬酸用量500～1500g/t，硫酸用量400～600g/t，丁黄药+丁铵黑药(1:1)用量为100～200g/t，起泡剂2#油用量为20～30g/t。
采用本发明处理高硫磁铁精矿，在TFe品位56.00％、TS 9.10％的条件下，采用本发明，可获得硫品位24.76％、铁品位60.65％的高铁硫精矿以及铁品位63.29％的重介质产品，还获得了铁品位67.08％的铁精矿。高铁硫精矿制备硫酸后的硫酸渣的铁品位高达67.5％以上。本发明可以既实现了铁精矿降硫，又实现了资源的综合利用，经济效益、社会效益、环境效益显著。

Claims (5)

1.一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，用于TFe品位在55％～60％之间、TS含量在8％～15％之间、且磁黄铁矿之硫占有率占硫总量86％以上的高硫磁铁精矿的分选，其特征在于采用以下工艺：
(1)高硫磁铁精矿磨矿-弱磁选
对高硫磁铁精矿进行磨矿-弱磁选，获得TFe品位≥64.0％、TS≥10.0％的弱磁选铁精矿，排出弱磁选尾矿；
(2)弱磁选铁精矿一粗、一精、一扫闭路浮硫作业
将步骤(1)获得的弱磁选铁精矿进行一次浮硫粗选、一次浮硫精选、一次浮硫扫选，获得TS品位>24.0％、TFe品位>60.0％高铁硫精矿，排出一次扫选浮硫尾矿；一次浮硫精选的尾矿、一次浮硫扫选的精矿合并后返回一次浮硫粗选；
(3)一次扫选浮硫尾矿的开路浮选
将步骤(2)排出的一次扫选浮硫尾矿给入浮硫扫选开路作业，分别获得铁品位大于62.5％的重介质产品和铁品位大于66.5％、TS含量<1.2％的铁精矿。
2.如权利要求1所述的一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，其特征在于：步骤(2)中采用柠檬酸为络合剂，硫酸为活化剂，丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂，按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：一次浮硫粗选柠檬酸用量1500～2500g/t，硫酸用量500～1500g/t，丁黄药用量为200～300g/t，起泡剂2#油用量为40～50g/t；一次浮硫扫选柠檬酸用量500～1500g/t，硫酸用量400～600g/t，丁黄药用量为200～300g/t，起泡剂2#油用量为20～30g/t；一次浮硫精选丁黄药用量为100～150g/t，起泡剂2#油用量为5～15g/t。
3.如权利要求2所述的一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，其特征在于：步骤(3)中采用柠檬酸为络合剂，硫酸为活化剂，丁黄药与丁铵黑药的混合药为捕收剂，2#油为起泡剂；按照浮选给矿的干矿量计，药剂用量为：柠檬酸用量500～1500g/t，硫酸用量400～600g/t，丁黄药+丁铵黑药用量为100～200g/t，起泡剂2#油用量为20～30g/t。
4.如权利要求3所述的一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，其特征在于：丁黄药与丁铵黑药的混合药中，丁黄药与丁铵黑药之比为1：(0.8～1.2)。
5.如权利要求1、2、3或4所述的一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，其特征在于：步骤(1)中磨矿粒度控制在-0.043mm75％～85％之间，粗选的磁感应强度控制在143～159kA/m范围，精选的磁感应强度控制126～143kA/m范围。
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