相较于国外钢铁资源,我国铁矿石品位较低、嵌布粒度较细、结构构造复杂、矿物种类繁多,极大的增加了选别难度与成?sup>[1],铁精矿产品中的硫、磷、硅等杂质含量超标,将无法满足冶炼要求?/p>
新疆和静县铁矿硫含量较高,且主要赋存形式为磁黄铁矿,磁选作业无法有效脱除,铁精矿含硫量高达1.07%,远超铁精矿质量标准规定?.2%?.4%[2]。因此,对该矿进行了浮选降硫试验研究,以达到提高铁精矿质量的目的。提高铁精矿质量,在我国对外铁矿石依赖日益严重的今天具有重要的价值和意义?/p>
1 试验研究
1.1 试样性质
试验矿样为新疆和静县备战铁矿选厂弱磁选精矿产品,其化学多元素分析结果见表1?/p>
? 试样多元素分析结?nbsp; %
元素 |
MgO |
Al2O3 |
SiO2 |
S |
K2O |
CaO |
TiO2 |
含量 |
4.760 |
1.987 |
5.181 |
1.07 |
0.158 |
0.937 |
0.153 |
元素 |
MnO |
TFe |
ZnO |
Rb2O |
As |
P |
烧失 |
含量 |
0.289 |
62.79 |
0.052 |
0.004 |
0.0021 |
0.05 |
1.82 |
由表1可知,试样中主要有害元素为S,其次含有较高的MgO、SiO2、Al2O3。经工艺矿物学研究查明,试样矿物赋存形式复杂、种类繁多,主要矿物组成为磁铁矿、石英、磁黄铁矿,含有少量的赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿、硅灰石、透辉石,微量矿物为闪锌矿、黄铜矿、软锰矿、长石等?/p>
通过铁物相研究结果表明,硫主要赋存形式为磁黄铁矿,其次少量以黄铁矿形式存在。对其进行单体解离度测定研究结果表明,磁黄铁矿、黄铁矿单体解离良好,连生体含量较低?/p>
1.2 试验设备及试?/p>
磨矿及选矿试验采用XMQ-240×90型球磨机、XFG、XFD型系列浮选机。试验用调整剂硫酸铜、硫酸、CS-01、AO、ACD为分析纯,捕收剂丁基黄药、异丁基黄药、戊黄药为工业纯,起泡剂2#油为工业纯,试验用水为自来水,试验温度为室温,单元试验矿样质? kg?/p>
1.3 试验方案
铁矿石脱硫常见选矿工艺有阶段磨矿阶段脱硫工?sup>[3]、磁选脱硫工?sup>[4]、浮选脱硫工?sup>[5]、焙烧脱硫工?sup>[6]、浸出脱硫工?sup>[7]等。鉴于试样中的硫主要赋存状态为磁黄铁矿,且单体解离良好,因此试验采用浮选脱硫工艺。而磁黄铁矿天然可浮性较差,较难浮选,需对其活化后进行浮?sup>[8]。因此,试验需对活化剂种类及用量进行详细考察?/p>
2 试验结果与讨?/p>
2.1 捕收剂种类试?/p>
黄药是常用的硫化矿捕收剂,因具有良好的捕收能力,在铁矿脱硫浮选中被广泛使?。试验选取?种黄药类捕收剂,分别为丁基黄药、异丁基黄药和戊黄药。试验固定黄药用量均?00g/t,CS-01用量?000g/t?#油用量为30g/t,考察捕收剂种类对浮选脱硫指标的影响,试验结果见??/p>
? 捕收剂种类对浮选脱硫指标的影响 %
捕收剂种?/p> |
产品名称 |
产率 |
硫品?/p> |
硫分布率 |
丁基黄药 |
铁精?/p> |
95.82 |
0.26 |
23.22 |
硫精?/p> |
4.18 |
19.29 |
76.78 |
|
原矿 |
100.00 |
1.05 |
100.00 |
|
异丁基黄?/p> |
铁精?/p> |
95.26 |
0.24 |
21.41 |
硫精?/p> |
4.74 |
18.07 |
78.59 |
|
原矿 |
100.00 |
1.09 |
100.00 |
|
戊黄?/p> |
铁精?/p> |
94.55 |
0.27 |
23.76 |
硫精?/p> |
5.45 |
15.11 |
76.24 |
|
原矿 |
100.00 |
1.08 |
100.00 |
由表2可见?从铁精矿中硫品位来看,脱硫指标依次为异丁基黄药<丁基黄药<戊黄药,使用异丁基黄药时脱硫效果最好,?种捕收剂的脱硫能力相当;从铁精矿产率来看,依次为丁基黄药>异丁基黄药>戊黄药,使用丁基黄药时铁精矿的损失最小,异丁基黄药其次;综合考虑,确定异丁基黄药为浮选脱硫捕收剂?/p>
2.2 捕收剂用量试?/p>
捕收剂的用量会直接影响试验指标,为考察捕收剂用量对浮选脱硫指标的影响,固定CS-01用量?000g/t?#油用量为30g/t进行捕收剂用量试验,试验结果见图1?/p>
? 捕收剂用量对浮选脱硫指标的影响
由图1可见,随着捕收剂异丁基黄药用量的增加,铁精矿中硫品位降低;当捕收剂用量大于200g/t后,铁精矿中硫品位趋于平缓,而铁精矿产率逐渐减少,但变化不大;综合考虑,确定异丁基黄药用量200g/t为宜?/p>
2.3 活化剂种类试?/p>
铁精矿中的硫很容易被氧化,在其表面形成一层亲水性薄膜,抑制了硫的上浮,所以在脱硫浮选时需要先活化再用黄药进行捕收。硫的活化方式一般有3种:一是溶解矿物表面抑制性薄膜;二是采用交换吸附或置换的化学反应,在矿物表面形成难溶的活化薄膜;三是消除矿浆中抑制性离子的有害影响[9]。因此选取了硫酸、硫酸铜、CS-01、新型活化剂AO、ACD作为试验活化剂,考察活化剂种类对浮选脱硫指标的影响。试验固定异丁基黄药用量?00g/t?#油用量为30g/t,试验结果见??/p>
? 活化剂种类对浮选脱硫指标的影响 %
捕收剂种?/p> |
产品名称 |
产率 |
硫品?/p> |
硫分布率 |
硫酸 |
铁精?/p> |
96.11 |
0.68 |
60.92 |
硫精?/p> |
3.89 |
10.75 |
39.08 |
|
原矿 |
100.00 |
1.07 |
100.00 |
|
CS-01 |
铁精?/p> |
95.26 |
0.24 |
21.41 |
硫精?/p> |
4.74 |
18.07 |
78.59 |
|
原矿 |
100.00 |
1.09 |
100.00 |
|
AO |
铁精?/p> |
95.42 |
0.37 |
32.90 |
硫精?/p> |
4.58 |
15.53 |
67.10 |
|
原矿 |
100.00 |
1.06 |
100.00 |
|
ACD |
铁精?/p> |
95.66 |
0.43 |
38.32 |
硫精?/p> |
4.34 |
14.92 |
61.68 |
|
原矿 |
100.00 |
1.05 |
100.00 |
|
硫酸?/p> |
铁精?/p> |
95.35 |
0.41 |
36.43 |
硫精?/p> |
4.65 |
14.76 |
63.57 |
|
原矿 |
100.00 |
1.08 |
100.00 |
由表3可见,使用CS-01为活化剂,铁精矿中的硫品位明显更低,达到0.24%,脱硫效果显著,符合铁精矿质量标准。虽然铁精矿产率最低,铁精矿损失最大,但各产品产率没有明显差异。综合考虑,以CS-01为浮选脱硫活化剂效果最佳?
2.4 组合活化剂试?/p>
试验结果表明,以CS-01为活化剂时脱硫效果显著,但CS-01的用量较大。而将多种活化剂组合使用,可以产生较好的协同作?sup>[10],可显著降低活化剂用量。因此,试验考察了CS-01+AO、硫酸铜+AO、硫酸铜+硫酸+AO和硫酸铜+硫酸+ACD?种组合方式对浮选脱硫指标的影响?/p>
2.4.1 CS-01+AO组合试验
试验固定异丁基黄药用?00g/t?#油用?0g/t、CS-01用量1000g/t、AO用量为变量,考察CS-01+AO组合对浮选脱硫指标的影响,试验结果见??/p>
? CS-01与AO组合对浮选脱硫指标的影响
由图2可见,随着活化剂AO用量的增加,铁精矿中的硫品位以及铁精矿产率呈波动趋势。在AO用量?00g/t时,铁精矿中的硫品位最低,但是其脱硫效果明显低于单一活化剂CS-01脱硫效果?/p>
2.4.2 硫酸?AO组合试验
试验固定异丁基黄药用?00g/t?#油用?0g/t、硫酸铜用量500g/t、AO用量为变量,考察硫酸?AO组合对浮选脱硫指标的影响,试验结果见??
? 硫酸铜与AO组合对浮选脱硫指标的影响
由图3可见,随着AO用量的增加,铁精矿中的硫品位先急剧降低后几乎不变,而铁精矿产率持续下降。铁精矿损失也较高,因此判断硫酸?AO组合脱硫效果不及单一CS-01脱硫效果?/p>
2.4.3 硫酸?硫酸+AO组合试验
试验固定异丁基黄药用?00g/t?#油用?0g/t、硫酸用?500g/t、AO用量200g/t,硫酸铜用量为变量,考察硫酸?硫酸+AO组合对浮选脱硫指标的影响,试验结果见??/p>
? 硫酸?硫酸+AO组合对浮选脱硫指标的影响
由图4可见,随着硫酸铜用量的增加,铁精矿中的硫品位先下降后上升再下降,在硫酸铜用量为300g/t时最低,?.29%,铁精矿产率呈下降趋势,但变化不大。相较于CS-01为捕收剂时浮选指标,其铁精矿中硫品位稍高,铁精矿产率差异不大,该活化剂组合可代替CS-01,但综合考虑药剂成本及工艺复杂程度,不选择该活化剂组合?/p>
2.4.4 硫酸?硫酸+ACD组合试验
试验固定异丁基黄药用?00g/t?#油用?0g/t、硫酸用?500g/t、ACD用量200g/t、硫酸铜用量为变量,考察硫酸?硫酸+ACD组合对浮选脱硫指标的影响,试验结果见??
? 硫酸?硫酸+ACD组合对浮选脱硫指标的影响
由图5可见,随着硫酸铜用量的增加,铁精矿中的硫品位呈先下降后上升趋势,铁精矿产率呈先上升后下降趋势,硫酸铜用量为100g/t时,浮选指标最好;但相较于CS-01为捕收剂时浮选指标,其铁精矿中的硫品位偏高,铁精矿产率提高不明显,因此判断该活化剂组合活化能力不及单一CS-01?/p>
2.5 活化剂用量试?/p>
通过单一活化剂与组合活化剂试验发现,CS-01活化效果最好,因此决定采用CS-01为活化剂,并固定异丁基黄药用?00g/t?#油用?0g/t,考察CS-01用量对浮选脱硫的影响,试验结果见??/p>
? 活化剂用量对浮选脱硫的影响
由图6可见,随着CS-01用量的增加,铁精矿中的硫品位降低,当CS-01用量大于2000g/t时,铁精矿中的硫品位几乎不变,铁精矿产率几乎不变;综合考虑,CS-01用量?000g/t时浮选指标最佳?/p>
2.6 闭路试验
在条件试验和开路试验基础上进行闭路试验,闭路试验流程及药剂用量见?,闭路试验结果见??/p>
? 浮选脱硫闭路试验流?/p>
? 浮选脱硫闭路试验结?nbsp; %
产品 名称 |
产率 |
品位 |
回收?/p> |
||
TFe |
S |
TFe |
S |
||
硫精?/p> |
3.39 |
25.29 |
49.68 |
2.68 |
80.14 |
铁精?/p> |
96.61 |
0.22 |
63.25 |
97.32 |
19.86 |
原矿 |
100.00 |
1.07 |
62.79 |
100.00 |
100.00 |
由表4可见,以CS-01为活化剂,异丁基黄药为捕收剂?#油为起泡剂,经过1??扫的工艺流程,可获得全铁品位?3.25%、全铁回收率?7.32%、含?.22%、硫分布率为19.86%的铁精矿,脱硫效果理想,铁精矿品质得到了显著提高?/p>
3 ??/p>
?)新疆和静县铁矿硫含量较高,且主要赋存形式为磁黄铁矿,磁选作业无法有效脱除,铁精矿含硫量高达1.07%。试样矿物赋存形式复杂、种类繁多,主要矿物组成为磁铁矿、石英、磁黄铁矿,含有少量的赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿、硅灰石、透辉石,微量矿物为闪锌矿、黄铜矿、软锰矿、长石等。铁物相研究结果表明,硫主要赋存形式为磁黄铁矿,其次少量以黄铁矿形式存在。单体解离度测定结果表明,磁黄铁矿、黄铁矿单体解离良好,连生体含量较低?/p>
?)针对该试样性质,以CS-01为活化剂,异丁基黄药为捕收剂?#油为起泡剂,经过1??扫的浮选工艺流程,可获得全铁品位为63.25%、全铁回收率?7.32%、含?.22%、硫分布率为19.86%的铁精矿,脱硫效果理想,铁精矿品质获得了显著提高?/p>
浏览全文请至论文频道搜索《提高新疆和静铁矿精矿质量选矿试验?/font>