CN112742606A - 一种新型磁黄铁矿复合活化药剂及其应用 - Google Patents

一种新型磁黄铁矿复合活化药剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型磁黄铁矿复合活化药剂及其应用。所述磁黄铁矿复合活化药剂,由硫酸、柠檬酸铵和硫酸铜组成。采用本发明的复合活化药剂采用先浮选后磁化或先磁化后浮选的工艺,对铁矿原矿进行除硫,能够快速活化磁黄铁矿,有效降低铁精矿中硫的含量,铁精矿中的硫能够降到0.3%以下。

Description

一种新型磁黄铁矿复合活化药剂及其应用
技术领域
本发明属于铁矿石矿物加工领域,具体的涉及一种能够有效活化磁黄铁矿并降低铁精矿中硫的含量的磁黄铁矿复合活化药剂及其应用。
背景技术
我国对钢铁的需求量逐步扩大,并成为世界生产量第一的钢铁大国,虽然我国铁矿资源丰富,但随着近几年疯狂开采,优质铁矿资源所剩不多,所以含杂质较多的铁矿石逐渐被人们所重视,特别是高硫铁矿。很多矿山企业存在铁精矿硫超标的情况,通过调研发现大部分企业生产出的铁精矿由于硫含量超标只能搁置这部分精矿库存,造成资源浪费。铁精矿中硫的含量对钢的质量有较大的影响,铁矿中硫含量超标,冶炼时会造成严重的环境污染,同时钢材中含硫会使钢产生热脆性,使钢在高温下锻造和轧制时产生断裂,因此要严格控制铁精矿中硫的含量。
铁矿脱硫问题成为掣肘铁精矿产品质量的原因,主要是由于磁黄铁矿难以从磁铁矿中采用磁选的方式脱离出来,其原因为磁铁矿与磁黄铁矿的密度相近,磁性相似,即使通过降低磁感应强度的方法也不能有效的将磁黄铁矿分离出来。磁选精矿往往具有磁团聚现象发生,磁团聚使矿物颗粒单体相互聚集,整体重量加大,传统药剂很难具有较强捕收力使其上浮,同时在同一条件下,磁黄铁矿的氧化速度将达到黄铁矿氧化速度的20~100倍,其泥化后表面积增大,易严重氧化,会进一步在表面生成氢氧化铁亲水层,致使其可浮性下降,同时溶液中存在大量钙镁离子,吸附于磁黄铁矿物表面,阻止捕收剂分子在磁黄铁矿物表面作用。若气泡要与矿粒发生粘附,则气泡与矿粒之间必须先克服能磊的障碍。能磊的存在是造成粘附过程困难的首要障碍,泥化后的细粒磁黄铁矿由于质量和动量小,与气泡发生碰撞几率较低,很难克服细粒磁黄铁矿与气泡之间的能磊障碍而粘附与气泡表面,造成磁黄铁矿难以上浮。
针对铁矿降硫,国内外进行了大量的研究,并取得了一定的效果。但由于不同矿石,含硫矿物种类和性质差异较大,尤其是多金属含硫,目前尚有待提高。铁矿降硫存在药剂种类复杂、含硫矿物浮游速度慢所造成的流程复杂等缺点。因此,研发新的选矿药剂及铁矿除硫新技术是一项亟待公关的科研项目。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供了一种能够使铁矿中磁黄铁矿得到快速活化的复合型活化药剂。本发明的活化药剂,能够有效活化磁黄铁矿,有效降低铁精矿中硫的含量,铁精矿中的硫能够降到0.3%以下。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种新型磁黄铁矿复合活化药剂,所述新型磁黄铁矿复合活化药剂由硫酸、柠檬酸铵和硫酸铜制成。
进一步的,上述的一种新型磁黄铁矿复合活化药剂,按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=4~6:1~3:1。
更进一步的,上述的一种新型磁黄铁矿复合活化药剂,按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=5:2:1。
一种铁矿除硫方法,利用上述的新型磁黄铁矿复合活化药剂,采用先浮选后磁化的工艺,方法包括如下步骤:
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,加入2#油,继续搅拌1~2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,再次加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,充空气,再次去除上层浮选硫化物,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。
一种铁矿除硫方法,利用上述的新型磁黄铁矿复合活化药剂,采用先磁化后浮选的工艺,方法包括如下步骤:
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得铁矿原矿粉;
2)磁选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,将所得铁矿原矿粉矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和磁选铁精矿;
3)粗选:按固液比1:1,将磁选铁精矿与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,加入2#油,继续搅拌1~2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
4)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,再次加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得目标产品铁精矿。
进一步的,上述的一种铁矿除硫方法,步骤1)磨矿中,将铁矿原矿进行粉碎、研磨至200目筛下物含量为80~98%。
进一步的,上述的一种铁矿除硫方法,所述捕收剂为,黄药和煤油按质量比1:1混合制得。
进一步的,上述的一种铁矿除硫方法,所述新型磁黄铁矿复合活化药剂的加入量为1000~2000g/t,加入新型磁黄铁矿复合活化药剂后,搅拌3min。
进一步的,上述的一种铁矿除硫方法,所述捕收剂的加入量为500g/t。
进一步的,上述的一种铁矿除硫方法,所述2#油的加入量为20g/t。
本发明的有益效果是:
采用本发明的复合活化药剂,在对铁矿原矿除硫时,无论采用先磁后浮工艺还是先浮后磁工艺,都可以将铁精矿中硫含量降到0.3%以下。
本发明的复合活化药剂,柠檬酸铵在选矿过程中的主要作用为柠檬酸根离子能够有效去除矿浆中的钙、镁、铁离子,形成沉淀,保证磁黄铁矿在酸性条件下表面不被污染。减少捕收药剂分子的消耗。
本发明的复合活化药剂,柠檬酸铵中的铵离子能够与黄药类捕收剂形成络合物,加强黄药类药物的捕收力。
本发明的复合活化药剂,同样适用于其他类型高硫铁矿降硫。
附图说明
图1为先浮选后磁选工艺流程图。
图2为先磁选后浮选工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
(一)新型磁黄铁矿复合活化药剂的制备
按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=5:2:1,取硫酸、柠檬酸铵和硫酸铜,混合均匀,即可。
(二)捕收剂的制备
按质量比1:1,取黄药和煤油,混合均匀即可。
(三)新型磁黄铁矿复合活化药剂的应用
本实施例,以辽宁省辽阳市**钢铁公司的铁矿原矿为研究对象,该铁矿原矿中含硫高达0.87%。
一种铁矿除硫方法,利用上述的新型磁黄铁矿复合活化药剂和捕收剂,如图1所示,采用先浮选后磁化的工艺。
1、磨矿细度对目标产品铁精矿中含硫量的影响
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,分别得到如表1所示的具有不同磨矿细度的铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,分别将具有不同磨矿细度的铁矿原矿粉与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1000g/t,搅拌3min后,加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,加入2#油,加入量为20g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1000g/t,搅拌3min后,再次加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。结果如表1和表2。
表1不同磨矿细度的试验结果
细度 TFe含量% S含量%
200目筛下物含量为66.37% 65.54 0.51
200目筛下物含量为75.68% 66.32 0.23
200目筛下物含量为81.67% 66.75 0.22
200目筛下物含量为92.42% 67.65 0.12
325目筛下物含量为80.36% 69.22 0.16
由表1可见,从磨矿细度对试验结果的影响可以看出,随着磨矿细度增大,铁精矿中硫含量逐渐降低,当磨矿细度为200目筛下物含量为92.42%时,目标铁精矿中含硫量最小,为0.12%。再进一步增大磨矿细度,铁精矿中硫含量有所增大,这是由于磨矿过细,磁黄铁矿极易泥化,磨矿过细形成矿泥,包裹在磁铁矿表面,同时磨矿过细,矿泥干扰浮选,使黄药很难有效捕收磁黄铁矿,造成硫含量偏高。因此本发明优选磨矿细度为200目筛下物含量80~98%。
表2磨矿细度为200目筛下物含量为92.42%时各步骤产品指标
Figure BDA0002857167200000051
由表2可以看出,采用磨矿细度为200目筛下物含量为92.42%的磨矿细度时,铁精矿硫含量可以降到0.12%,此时铁的损失率为5.85%。
2、加入复合活化药剂搅拌时间对目标产品铁精矿中含硫量的影响
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得磨矿细度为200目筛下物含量为92.42%的铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1000g/t,分别搅拌1、3、5和7min后,加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,加入2#油,加入量为20g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1000g/t,分别搅拌1、3、5和7min后,再次加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。结果如表3。
表3活化时间对试验结果的影响
搅拌时间(min) 泡沫产率(铁损失率)/% 铁精矿硫含量(%)
1 3.14 0.41
3 3.87 0.17
5 3.76 0.26
7 3.73 0.43
由表3可以看出,在搅拌时间为3min时,浮选效果最佳,搅拌时间过短磁黄铁矿没有被充分活化,时间过长氧气量部分磁黄铁矿会被二次氧化。因此,本发明优选,搅拌时间为3min。
3、复合活化药剂加入量对目标产品铁精矿中含硫量的影响
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得磨矿细度为200目筛下物含量为92.42%的铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量分别为800g/t、1000g/t、1500g/t和2000g/t,搅拌3min后,加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,加入2#油,加入量为20g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1000g/t,搅拌3min后,再次加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。结果如表4。
表4活化剂用量对试验结果的影响
复合活化药剂用量(g/t) 泡沫产率(铁损失率)/% 铁精矿硫含量(%)
800 2.70 0.37
1000 4.16 0.16
1500 3.84 0.20
2000 3.73 0.26
由表4可以看出,随着活化剂用量增大,铁精矿含硫量逐渐降低,当用量增大到1000g/t时,S含量降到最低为0.16%,继续增大,铁精矿含硫量有所增大。因此,本发明优选复合活化药剂用量为1000g/t。
4、对比试验
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得磨矿细度为200目筛下物含量为92.42%的铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,如表5加入不同的药剂,加入量分别为1000g/t,搅拌3min后,加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,加入2#油,加入量为20g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次如表5加入不同的药剂,加入量分别为1000g/t,搅拌3min后,再次加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,充气,将上层浮选硫化物去除,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。结果如表5。
表5不同活化药剂对铁精矿矿中硫指标
编号 成分 铁精矿中硫含量%
1 硫酸铜 0.67
2 本发明复合活化药剂 0.16
3 柠檬酸+硫酸铜(质量比5:2) 0.58
4 硫酸 0.60
5 硫酸铜+硫化钠(质量比5:1) 0.48
6 硫酸+硫酸铜(质量比5:2) 0.41
7 硫酸+草酸铵+硫酸铜(质量比5:2:1) 0.34
由表5可见,采用本发明的复合活化药剂,目标产品铁精矿中硫含量最低,仅为0.16%。
实施例2
(一)新型磁黄铁矿复合活化药剂的制备
按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=5:2:1,取硫酸、柠檬酸铵和硫酸铜,混合均匀,即可。
(二)捕收剂的制备
按质量比1:1,取黄药和煤油,混合均匀即可。
(三)新型磁黄铁矿复合活化药剂的应用
本实施例,以辽宁省辽阳市**钢铁公司的铁矿原矿为研究对象,该铁矿原矿中含硫高达0.87%。
一种铁矿除硫方法,利用上述的新型磁黄铁矿复合活化药剂和捕收剂,如图2所示,采用先磁化后浮选的工艺,方法如下:
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得磨矿细度为200目筛下物含量为97.24%的铁矿原矿粉;
2)磁选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,将所得铁矿原矿粉矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和磁选铁精矿;
3)粗选:按固液比1:1,将磁选铁精矿与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1500g/t,搅拌3min后,加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,加入2#油,加入量为20g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
4)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1500g/t,搅拌3min后,再次加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得目标产品铁精矿。
所得目标产品铁精矿中,在铁损失率为5.92%的条件下,可以获得含硫品位为0.28%的铁精矿,TFe品位为67.61%的铁精矿。
实施例3
本实施例,针对辽宁省抚顺县尖山子铁矿,采用先浮选后磁化的工艺,方法如下:
(一)新型磁黄铁矿复合活化药剂的制备
按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=5:2:1,取硫酸、柠檬酸铵和硫酸铜,混合均匀,即可。
(二)捕收剂的制备
按质量比1:1,取黄药和煤油,混合均匀即可。
(三)方法
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得磨矿细度为200目筛下物含量为95.36%的铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1500g/t,搅拌3min后,加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,加入2#油,加入量为20g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,加入量为1500g/t,搅拌3min后,再次加入捕收剂,加入量为500g/t,继续搅拌2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。
所获得目标产品铁精矿中的硫含量降低到0.06%。脱硫后最终铁精矿相对于原矿的指标为:铁精矿品位TFe66.95%,精矿产率26.26%,选矿比3.81,全铁回收率58.31%,磁性铁回收率88.88%。

Claims (10)

1.一种新型磁黄铁矿复合活化药剂,其特征在于,所述新型磁黄铁矿复合活化药剂由硫酸、柠檬酸铵和硫酸铜制成。
2.根据权利要求1所述的一种新型磁黄铁矿复合活化药剂,其特征在于,按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=4~6:1~3:1。
3.根据权利要求2所述的一种新型磁黄铁矿复合活化药剂,其特征在于,按质量比,硫酸:柠檬酸铵:硫酸铜=5:2:1。
4.一种铁矿除硫方法,其特征在于,利用权利要求1-3任意一项所述的新型磁黄铁矿复合活化药剂,方法包括如下步骤:
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得铁矿原矿粉;
2)粗选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,加入2#油,继续搅拌1~2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
3)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,再次加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,充空气,再次去除上层浮选硫化物,得扫选铁精矿矿浆;
4)磁选:将所得扫选铁精矿矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和目标产品铁精矿。
5.一种铁矿除硫方法,其特征在于,利用权利要求1-3任意一项所述的新型磁黄铁矿复合活化药剂,方法包括如下步骤:
1)磨矿:将铁矿原矿进行粉碎研磨,得铁矿原矿粉;
2)磁选:按固液比1:1,将铁矿原矿粉与水混合均匀,将所得铁矿原矿粉矿浆导入磁选机中,调节磁场强度为0.1T,分别得到磁选尾矿和磁选铁精矿;
3)粗选:按固液比1:1,将磁选铁精矿与水混合均匀,然后加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,加入2#油,继续搅拌1~2min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得粗选铁精矿矿浆;
4)扫选:于所得粗选铁精矿矿浆中,再次加入新型磁黄铁矿复合活化药剂,搅拌1~7min后,再次加入捕收剂,继续搅拌1~3min后,充空气,去除上层浮选硫化物,得目标产品铁精矿。
6.根据权利要求4或5所述的一种铁矿除硫方法,其特征在于,步骤1)磨矿中,将铁矿原矿进行粉碎、研磨至200目筛下物含量为80~98%。
7.根据权利要求4或5所述的一种铁矿除硫方法,其特征在于,所述捕收剂为,黄药和煤油按质量比1:1混合制得。
8.根据权利要求4或5所述的一种铁矿除硫方法,其特征在于,所述新型磁黄铁矿复合活化药剂的加入量为1000~2000g/t,加入新型磁黄铁矿复合活化药剂后,搅拌3min。
9.根据权利要求4或5所述的一种铁矿除硫方法,其特征在于,所述捕收剂的加入量为500g/t。
10.根据权利要求4或5所述的一种铁矿除硫方法,其特征在于,所述2#油的加入量为20g/t。
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