河北某含钴硫磁铁矿石选矿工艺研究

涂光富 王海亮

(1.河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司)

河北某含钴硫磁铁矿石选矿工艺研究

涂光富1王海亮2

(1.河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司)

河北某铁矿石主要可以回收元素为铁，伴生有价元素钴硫可综合回收。为开发利用该矿石，采用磁选—浮选流程进行了选矿试验研究。结果表明：原矿磨细至-0.076 mm占65%后经1粗1精弱磁选可以获得铁品位为66.85%、回收率为87.85%，硫含量为0.28%的铁精矿；磁选尾矿经1粗3精2扫钴硫混合浮选，获得了钴含量为0.291 7%、硫含量为39.37%，钴、硫回收率分别为66.89%、71.55%的钴硫精矿。试验结果可以为该矿石开发利用提供依据。

铁矿石 弱磁选 浮选

河北某铁矿石主要有价元素为铁，伴生硫、钴等元素可综合回收。为获得铁品位66%以上的铁精矿，并同时回收矿石中钴、硫有价元素，对其进行了选矿试验研究[1-3]。

1 矿石性质

1.1 矿石化学成分分析

矿石化学多元素分析结果见表1，铁、硫物相分析结果分别见表2、表3。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

成分TFeSCoPCaOMgOSiO2Al2O3CuO含量40.971.930.0170.01912.184.827.781.120.036成分MnOK2ONa2OTiO2ZnOCr2O3NiOV2O5烧失含量0.0720.160.160.0460.0050.0040.0050.01710.56

表2 矿石铁物相分析结果 %

表3 矿石硫物相分析结果 %

由表1可知，矿石中主要有价元素为铁，伴生可回收元素为钴和硫，有害元素磷含量较低，矿石属碱性铁矿石。

由表2可知：矿石中铁主要以磁铁矿形式存在，分布率为85.84%；其次以碳酸铁及硅酸铁形式存在，分布率分别为5.20%和4.47%。

由表3可知，矿石中硫主要以硫化物形式存在，分布率为84.46%。

1.2 矿石矿物组成及含量

对矿石进行X射线衍射分析和矿物含量分析，结果分别见图1和表4。

图1 原矿XRD分析结果

表4 原矿矿物含量分析结果 %

1.3 原矿不同磨矿细度产品解离度分析

将原矿分别磨细至-0.076mm占40%，45%，55%，65%，75%，85%，95%，进行主要有用矿物单体解离度分析，结果见表5。

表5 原矿不同磨矿细度产品解离度分析 %

粒度(-0.076mm)矿物单体连生体>3/43/4～2/42/4～1/4<1/4合计40磁铁矿66.3123.217.092.011.38100.00(钴)黄铁矿62.4823.868.124.051.49100.00脉石75.8024.20100.0045磁铁矿79.7914.363.211.880.76100.00(钴)黄铁矿74.5215.195.273.851.17100.00脉石83.4516.55100.0055磁铁矿82.5213.822.481.640.55100.00(钴)黄铁矿78.2814.773.312.660.98100.00脉石86.7513.25100.0065磁铁矿84.4711.811.731.260.73100.00(钴)黄铁矿83.5911.432.181.950.85100.00脉石89.7310.27100.0075磁铁矿86.2810.031.931.120.64100.00(钴)黄铁矿85.3710.671.981.270.71100.00脉石90.319.69100.0085磁铁矿88.138.621.650.980.62100.00(钴)黄铁矿87.259.411.710.990.64100.00脉石91.258.75100.0095磁铁矿91.016.730.860.780.62100.00(钴)黄铁矿90.357.360.970.790.53100.00脉石92.167.84100.00

表5表明：随着磨矿细度的增加，矿物解离度提高；当-0.076mm占65%时，磁铁矿和(钴)黄铁矿单体解离度分别为84.47%和83.59%，其余主要是以>3/4的富连生体形式存在，继续细磨后解离度提高不多，因此对该矿磁铁矿、(钴)黄铁矿进行选别，主要是分离富集单体和>3/4的富连生体。

综合来看，试验矿石属单一磁铁矿，易磨易选。伴生钴主要是以类质同象形式置换黄铁矿中的铁，形成钴黄铁矿，对样品中不同钴黄铁矿颗粒进行EDS分析，结果表明：钴黄铁矿平均含钴1.82%，含铁46.22%。硫钴矿需通过浮选回收。

2 试验结果及讨论

2.1 原矿不同磨矿细度弱磁选试验

采用图2所示1粗1精磁选流程进行磨矿细度试验。试验条件为：粗选磁场强度159.24kA/m、上升水量15mL/s，精选磁场强度95.54kA/m、上升水量20mL/s。试验结果见表6。

图2 原矿弱磁选试验流程

表6 原矿不同磨矿细度弱磁选试验结果 %

由表6可以看出：随着磨矿细度的增加，精矿铁品位升高，硫和钴的含量降低，当磨矿细度为 -0.076mm占65%时，可获得铁品位为66.75%、回收率为88.04%，硫含量为0.27%、钴含量为 0.006 4%的铁精矿。确定磨矿细度为-0.076mm占65%。

2.2 弱磁粗选不同磁场强度试验

将原矿磨细至-0.076mm占65%，在上升水量为15mL/s条件下进行弱磁粗选不同磁场强度试验，结果见表7。

表7 弱磁粗选不同磁场强度试验结果

由表7可以看出：随着弱磁粗选磁场强度增大，粗精矿铁品位小幅降低，铁作业回收率逐渐升高。综合考虑，确定弱磁粗选磁场强度为159.24kA/m。

2.3 弱磁精选不同磁场强度试验

对最佳条件下获得的粗精矿在上升水量为20mL/s条件下进行弱磁精选磁场强度条件试验，结果见表8。

表8 弱磁精选不同磁场强度试验结果

由表8可以看出：随着弱磁精选磁场强度升高，铁精矿铁品位小幅下降，铁作业回收率逐渐升高。综合考虑，选择弱磁精选磁场强度为95.54kA/m。

2.4 弱磁选尾矿浮钴硫捕收剂种类比较试验

将磁选粗选尾矿与精选尾矿合并后，采用图3所示流程进行钴硫混合浮选捕收剂种类试验，结果见表9。从表9可以看出：采用丁黄药或AT-406进行钴硫浮选选别效果较好，且结果相近，综合考虑，选择丁黄药作为钴硫浮选的捕收剂。此时可以获得硫品位为39.37%、回收率为71.55%，钴品位为0.291 7%、回收率为66.89%的硫钴精矿。

图3 钴硫浮选捕收剂种类试验流程

3 产品考察

对试验所得铁精矿产品进行化学多元素分析结果见表10。

表10 铁精矿化学多元素分析结果 %

成分TFeSCoPCaOMgOSiO2Al2O3含量66.870.280.00620.0101.461.932.020.33成分MnOK2ONa2OTiO2ZnOV2O5CuO含量0.0410.0500.140.0200.0040.0140.002

由表10可知，全流程试验获得的铁精矿w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=1.44，属碱性铁精粉。

4 结 论

原矿在磨矿粒度为-0.076 mm占65%条件下，经过1粗1精磁选、磁选尾矿1粗3精2扫选硫，可以获得产率为53.70%，铁品位大于66%，铁回收率为88.13%的铁精矿，同时还可以获得钴含量为0.291 7%、硫含量为39.37%的钴硫精矿，钴、硫回收率分别为66.89%、71.55%。

[1] 曹异生.世界钴工业现状及前景展望[J].中国金属通报,2007,42:30-34.

[2] 刘亚辉,喻明理.海钢公司钢钴选矿实践[J].海南矿冶,1998(1):7-8.

[3] 兰玮锋,米玺学.从氧化钴矿石中提取钴的试验研究[J].湿法冶金,2008(4):230-233.

2015-05-18)

涂光富(1985—)，男，工程师，054100 河北省邢台市沙河白塔镇。