青海某磁铁矿选矿脱硫试验研究

作者来源:开元机械       发布时间: 2017-03-11 05:06
导读:青海某铁矿是一座以磁铁矿为主的铁矿矿床,主要有用矿物为磁铁矿,伴生有磁黄铁矿以及少量黄铁矿。矿石中主要杂质元素为硫,硫含量2.22%。硫是铁精矿中一个重要的杂质元素,如

青海某铁矿是一座以磁铁矿为主的铁矿矿床,主要有用矿物为磁铁矿,伴生有磁黄铁矿以及少量黄铁矿。矿石中主要杂质元素为硫,硫含量2.22%。硫是铁精矿中一个重要的杂质元素,如果铁精矿中含硫高,将直接影响炼铁、炼钢的质量,对高炉生产也有危害。因此,该磁铁矿的选矿重点在于保证铁精矿回收率的同时,去除其中的硫杂质。

1、矿石性质

该矿石为块状、稠密浸染状磁铁矿矿石,块状、浸染状磁黄铁矿、磁铁矿矿石,主要金属矿物为磁铁矿,另含有少量黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、有用矿物占矿石矿物总量的35%。磁铁矿粒度范围较宽,粒径0.01~0.2mm,部分被脉石矿物包裹或与脉石矿物形成连生体;磁黄铁矿粒径小于0.02mm,与黄铁矿共生形成结状结构;黄铁矿粒径0.01~0.2mm,主要以细粒黄铁矿为主,呈稀疏浸染状构造,散布于磁铁矿中。脉石矿物占矿物总量的65%,主要为蛇纹石、叶蜡石,其次为少量石墨、石膏、绿泥石、方解石。脉石矿物粒度均小于0.02mm,与有用矿物紧密共生,难以单体解离。

因此,从矿石性质来看,该矿石脉石矿物含量较高,且粒度微细,必须经过细磨才能使其与磁铁矿分离。矿石多元素分析及铁矿物相分析结果见表1、表2。

原矿多元素分析结果

铁物相分析结果

2、试验研究

2.1、试验方案选择

根据矿石性质,原矿中含硫2.22%,物相分析结果显示,原矿中黄铁矿含量较低,主要含硫矿物为磁黄铁矿,磁黄铁矿属强磁性矿物,通过磁选法很难将其与磁铁矿分离,目前浮选方法是最佳的途径之一。常规的分离磁黄铁矿与磁铁矿的流程有先浮选后磁选和先磁选后浮选两种,通过前期探索试验发现,先浮选后磁选流程,由于脉石矿物所占比例较高,且多为蛇纹石和叶蜡石,这些矿物经过磨矿后吸水发胀,造成矿浆黏稠,浓度过大,无法进行浮选作业,因此,选择采用先磁选后浮选流程,先经磁选抛掉大量尾矿,而后再进行浮选脱硫作业。

磁选试验流程

2.2、磁选试验

经过磨矿细度及磁场强度试验,确定采用一段磨矿,一段粗选,粗精矿再磨,三段精选流程。一段磨矿细度为-0.074mm占36%,二段磨矿细度为-0.074mm占80%,试验流程如图1所示,试验 结果见表3所示。

磁选试验结果

从表3试验结果可以看出,经过两段磨矿、一粗三精的磁选选别之后,铁精矿品位达64.50%,回收率为88.62%,选别指标较好。但是铁精矿中含硫2.30%,超出铁精矿质量标准限制,因此,必须对铁精矿进行浮选脱硫作业。

2.2、浮选试验

浮选磁黄铁矿普遍使用的活化剂是硫酸和硫酸铜,对于捕收剂来说,常用的硫化物捕收剂丁基黄药和丁铵黑药可以有效地浮选磁黄铁矿,所以选择这两种药剂作为磁黄铁矿的捕收剂。初步选定药剂制度后,进行铁精矿脱硫浮选试验,以确定最佳的药剂组合与用量。

2.2.1、硫酸铜用量试验

选取硫酸用量5kg/t、丁基黄药用量150g/t、丁铵黑药用量15g/t、2号油用量19g/t,硫酸铜用量分别为0.200g/t、300g/t、考察硫酸铜用量对脱硫的影响。试验流程见图2,试验结果见表4。

条件试验流程

硫酸铜用量试验结果

从表4试验结果可以看出,当添加硫酸铜作为活化剂后,铁精矿产品中的S含量有明显降低,但随着硫酸铜用量的增加,产品中的S含量变化不大,仍属超标范围。因此,选择硫酸铜用量为200g/t作为最佳用量,来进行硫酸用量试验。

2.2.2、硫酸用量试验

选取硫酸铜用量200g/t、丁基黄药用量150g/t、丁胺黑药用量15g/t、2号油用量19g/t,硫酸用量分别为5、10、15、20kg/t,考察硫酸用量对脱硫的影响。试验流程同图2,试验结果见表5。

硫酸用量试验结果

从表5试验结果可以看出,随着硫酸用量的增加,铁精矿产品中的S含量明显降低,当硫酸用量为15kg/t时,精矿产品中的S含量低至0.38%,较脱硫作业前降低了1.94%,脱硫效果显著。因此,选择硫酸用量为15kg/t为最佳用量。

2.2.3、丁基黄药与丁铵黑药组合用量试验

在选定了最佳的活化剂用量后,进行了捕收剂用量试验。捕收剂选择丁基黄药与丁胺黑药组合,通过试验确定组合的最佳用量。选取硫酸用量15kg/t,硫酸铜用量200g/t,2号油用量19g/t,丁基黄药用量分别为100、150g/t,丁铵黑药用量分别为0.15g/t。试验流程同图2,试验结果如表6所示。

丁基黄药与丁铵黑药组合用量试验结果

从表6试验结果可以看出,添加丁铵黑药后,铁精矿产品中的S含量得以进一步降低,说明丁铵黑药有助于铁精矿中磁黄铁矿的分离。对于丁基黄药来说,当与丁铵黑药组合时,随着丁基黄药用量的增加,精矿产品中的S含量略有升高,综合考虑,选择丁基黄药与丁铵黑药组合,其用量为丁基黄药100g/t、丁铵黑药15g/t。

2.3、综合流程试验

在确定了浮选脱硫粗选、扫选的最佳药剂制度后,进行综合流程试验。闭路试验药剂用量为相对于原矿用量,试验流程见图3,闭路试验结果如表7所示。通过综合流程试验结果看出,铁精矿中S含量降低至0.20%,脱硫效果明显,铁精矿品位66.00%,较不脱硫之前提高了1.5个百分点,选别效果较好。

综合流程试验流程

综合流程试验结果

3、结论

(1)原矿中含硫矿物和脉石矿物粒度微细,且脉石矿物所占比例较大,因此需要两段磨矿才能使脉石矿物与磁铁矿较好的分离。也是因为矿石中含有大量蛇纹石,磁选后有部分蛇纹石夹带进入浮选作业,在浮选过程中消耗硫酸,使得硫酸用量增加。

(2)原矿脉石矿物所占比例较大,为矿物总量的65%,因此先磁选后浮选流程更适合于该矿,一段粗选即可抛掉51%的尾矿,降低了再磨作业及浮选作业处理量,大幅度降低了磨矿及浮选成本。

(3)原矿经过弱磁选一段粗选,再磨后三段精选,弱磁选铁精矿再经一次粗选三次扫选的流程浮选脱硫,最终获得含铁66.00%、含S仅为0.20%的铁精矿。

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