内蒙古某铁精矿降硫试验

张广庆　郝长胜

(1.内蒙古科技大学；2.包钢集团宝山矿业有限公司)

磁铁矿作为钢铁冶金主要原料之一，高品质铁精粉是矿山和钢铁冶金行业一直追求的目标。硫含量的高低是权衡铁精矿质量高低的关键因素[1-2]，因此铁矿石中硫、磷含量越低越好。在炼钢过程中，一部分硫以有害气态硫化物的形式随炉气排出，对人体健康及周边环境都将造成伤害。因此，降低磁铁矿中的硫含量不仅有优化钢铁冶炼工艺的效果，而且对建设绿色经济的环境友好型社会具有重要意义[3]。

内蒙古包钢集团外购含硫大于1.20%的磁选铁精矿，磁选铁精矿中的含硫矿物主要为磁黄铁矿，采用常规磁选难以脱除，为提高铁精粉的质量，包钢集团选厂对该磁选铁精矿进行了脱硫技术研究，并获得了满意的试验指标。

1　矿石性质

试样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　试样化学多元素分析结果　%

由表1可知，矿石主要有价元素为铁，有害元素为硫，且含量较高为1.22%。

表2　铁物相分析结果　%

由表2可知，该铁精粉中的主要矿物为磁铁矿，分布率为95.82%；其次为硫化铁，分布率为3.02%。

表3　硫物相分析结果　%

由表3可知，该铁精粉中的硫主要赋存于磁黄铁矿中，其中磁黄铁矿中的硫分布率为58.19%；其次为黄铁矿，硫分布率为26.23%。

2　浮选试验研究

试验矿样性质表明，该铁精粉含硫为1.22%，硫主要赋存于黄铁矿与磁黄铁矿中，因此采用反浮选脱硫工艺流程进行试验研究。

2.1　活化剂种类试验

活化剂是影响脱硫效果最为关键的药剂，采用适宜的活化剂对获得理想的产品尤为重要，该试验分别进行了不加活化剂、常用活化剂CuSO4以及新型脱硫活化剂AHT-1共3种方案的对比试验，浮选时间5 min，丁基黄药用量为200 g/t、2#油用量为25 g/t，试验流程见图1，试验结果见表4。

图1　浮选条件试验流程

活化剂种类活化剂用量/(g/t)产品名称产率/%全铁品位/%硫品位/%铁回收率/%硫回收率/%无0精矿97.4665.690.8297.7364.97尾矿2.5458.6016.962.2735.03给矿100.0065.511.23100.00100.00CuSO4400精矿95.7165.920.6796.1251.30尾矿4.2959.3914.193.8848.70给矿100.0065.641.25100.00100.00AHT-1400精矿94.9866.320.4196.0731.15尾矿5.0251.3817.143.9368.85给矿100.0065.571.25100.00100.00

由表4可知，不加活化剂得到的铁精矿中的含硫量高达0.82%；以CuSO4作活化剂时，铁精矿中的硫含量为0.67%，而采用AHT-1活化剂活化含硫矿物时，1次粗选即可将铁精矿中的硫含量降至0.41%，选别效果明显。因此，试验选择AHT-1作为活化剂。

2.2　活化剂AHT-1用量试验

采用AHT-1作为活化剂进行活化剂用量试验，丁基黄药用量为200 g/t，2#油用量为25 g/t，浮选时间5 min，试验流程见图1，试验结果见表5。

表5　活化剂用量试验结果

由表5可知，随着AHT-1活化剂用量的增加，铁精矿中的硫品位降低；在AHT-1用量为400 g/t时，铁精矿品位硫含量为0.44%，当用量继续增加时，铁精矿中硫品位变化不明显，但铁回收率有所降低；因此，试验选择AHT-1活化剂用量为400 g/t。

2.3　捕收剂种类试验

试验采用乙基黄药、丁基黄药、异丁基黄药和异戊基黄药作为捕收剂进行对比试验，AHT-1用量为400 g/t、2#油用量为25 g/t、浮选时间为5 min，试验流程见图1，试验结果见表6。

表6　捕收剂种类试验结果　%

由表6可知，在其他条件基本不变的前提下，采用乙基黄药为捕收剂，铁精矿中的硫含量为0.62%，采用异丁基黄药和异戊基黄药作为捕收剂，铁精矿中的硫含量分别为0.45%和0.43%，而采用丁基黄药经1次粗选后，铁精矿中的硫降至0.41%。因此，综合考虑，试验采用丁基黄药作为捕收剂进行后续试验。

2.4　捕收剂用量试验

在以上条件试验的基础上，固定AHT-1用量为400 g/t、2#油用量为25 g/t，采用丁基黄药作为捕收剂，进行捕收剂用量试验，浮选时间为5 min，试验流程见图1，试验结果见表7。

表7　丁基黄药用量试验结果

由表7可知，随着丁基黄药用量的增加，铁精矿中硫含量降低，当捕收剂用量达到200 g/t时，再增加其用量，铁精矿中硫含量下降趋势变缓，变化幅度不大。因此，试验选择捕收剂用量为200 g/t。

2.5　起泡剂用量试验

在以上条件试验的基础上，固定AHT-1用量为400 g/t、丁基黄药用量为200 g/t、对起泡剂2#油进行不同用量试验，浮选时间为5 min，试验流程见图1，试验结果见表8。

表8　起泡剂2#油用量试验结果

由表8可知，采用2#油作为起泡剂，用量为25 g/t时较为合适。

2.6　开路流程试验

在以上条件试验的基础上进行1次开路流程试验，开路流程及药剂制度见图2，粗选时间8 min，扫选4 min，硫精选4 min，试验结果见表9。

图2　开路试验流程

%

由表9可知，对试验样品进行1次粗选1次扫选1次精选浮选脱硫开路试验，可得到铁精矿品位为66.72%，铁精矿中硫品位为0.18%的指标，达到了合同要求的铁精矿中硫含量≤0.3%的指标。表明该浮选流程及药剂制度是合理有效的。硫粗精矿通过精选，硫精矿中的硫品位可达到25.64%。

2.7　闭路试验

在开路流程试验的基础上进行闭路试验。闭路试验中中矿按顺序返回，并根据浮选泡沫量大小适当地减少药剂量。最终试验流程及药剂制度见图3，试验结果见表10。

图3　闭路试验流程

%

由表10可知，现场所生产的铁精粉经1次粗选、1次精选和1次扫选闭路试验流程最终可获得产率为95.25%、铁品位为66.12%、硫品位为0.26%、铁回收率为96.09%的铁精矿和产率为4.75%、硫品位为21.11%的硫精矿。

3　结　语

(1)内蒙古某铁矿试验样品中含铁65.52%；含硫为1.22%，该铁精粉中的硫主要赋存于磁黄铁矿中，其次为黄铁矿。其中磁黄铁矿中的硫分布率为58.19%；黄铁矿中的硫分布率为26.23%。

(2)该铁精粉经1次粗选、1次精选和1次扫选浮选闭路试验流程最终可获得产率为95.25%、铁品位为66.12%、硫品位为0.26%、铁回收率为96.09%的铁精矿和产率为4.75%、硫品位为21.11%的硫精矿。

(3)浮选试验采用新型药剂AHT-1作为活化剂、丁基黄药作为捕收剂，2#油为起泡剂，药剂制度简单，容易操作且效果显著。

[1]孙志勇.程潮铁精矿降硫试验研究[J].现代矿业，2009(6)：91-93.

[2]陈庆海.张马屯铁矿降硫试验[J].现代矿业，2014(7)：91-92.

[3]樊绍良,段其福.铁精矿提质降杂技术研究[J].金属矿山，2002(4)：38-40.