李 慧，谢建宏，张崇辉

(西安建筑科技大学，陕西 西安 710055)

随着我国钢铁产量的飞速增长，高炉冶炼的铁原料需求量大增，对质量的要求也越来越高[1]。我国铁矿石储量丰富，但具有“贫、细、杂”的特点，原矿平均品位只有33.00%[2]，且S、P、SiO2、Al2O3等有害杂质含量高，与国外铁精矿相比，缺乏竞争力。因此，国内铁矿选矿厂均把提高铁精矿品位，降低S、P、SiO2、Al2O3等有害杂质含量作为头等大事。

S在钢铁生产过程中，是主要脱除或控制元素之一，因为它对钢的性能有着多方面的影响。本文就陕西某铁矿石开展了降硫选铁试验研究。

1 原矿性质

1.1 矿石性质

该矿石中的金属矿物主要为磁铁矿、赤褐铁矿，其次为磁黄铁矿、黄铁矿等；非金属矿物主要为白云石、铁白云石、方解石。磁铁矿为本试验回收的主要矿物，磁铁矿以浸染状分布为主，磁铁矿粒度较细。磁铁矿与磁黄铁矿主要为规则-半规则连生。

1.2 原矿多元素分析

原矿多元素化学分析结果，见表1。

由表1原矿多元素分析结果可知，除铁以外，其他元素不具工业利用价值。有害杂质硫含量较高。因脉石矿物以碳酸盐矿物为主，则烧失量高。(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=2.68>1.2，该矿石为碱性矿石。

1.2 原矿铁物相分析

表2原矿铁物相分析结果表明，试样中的铁主要以磁铁矿形式存在，其占有率为64.50%；其次为赤褐铁中的铁，占有率为16.04%；碳酸铁中的铁含量较高，占有率为11.95%。

2 选矿工艺流程选择

由矿石性质可知，该铁矿石含有磁黄铁矿，磁黄铁矿为亚铁磁性矿物，具有较强的磁性，与磁铁矿之间存在较强的磁力团聚作用。因此，磁选过程中，就会伴随磁黄铁矿同步进入铁精矿中，用磁选的方法很难分离磁铁矿和磁黄铁矿。目前，最常用的分离方法是浮选，浮选是铁精矿降硫的有效途径。由于该矿石主要唯一回收对象为磁铁矿，采用先磁后浮的工艺流程较为合理。即磁选后的铁精矿经浮选脱硫后，得到合格产品。

表1 原矿多元素分析结果

表2 原矿铁物相分析结果

2.1 磁选试验部分

磁选试验部分，进行了磨矿细度试验、粗选磁感应强度试验和精选磁感应强度试验，最终确定磨矿细度为-200目占70%，粗选磁感应强度为0.12T，精选磁感应强度为0.1T。磁选试验结果如表3所示。

表3 磁选试验结果

由表3可知，铁精矿铁的品位为63.90%，但是铁精矿中含硫高达1.31%。因此，铁精矿降硫是下一步试验的关键。

2.2 浮选试验部分

由磁选试验结果可知，所得铁精矿含硫较高。分析后发现，铁精矿中的硫主要以磁黄铁矿形式存在，而磁黄铁矿与磁铁矿可浮性不同，所以进行了浮选降硫试验。

2.2.1 活化剂种类试验

磁黄铁矿在酸性介质中都具有较高的可浮性。当pH超过6.4时，回收率急剧下降，最合适的pH范围是6～6.40。当pH接近中性时，磁黄铁矿的氧化速度显著加快，使磁黄铁矿受到抑制[3]。磁黄铁矿的可浮性较差，为提高磁黄铁矿浮游活性, 进行了活化剂种类和用量试验。

本试验用稀硫酸调整pH值，在pH=6.0，丁黄药30 g/t，柴油15 g/t，2#油20 g/t的条件下，考查了硫酸铜、硫酸铜+硫化钠、草酸、氟硅酸钠四种活化剂对试验结果的影响，试验流程如图1所示，试验结果见表4。

试验结果表明，活化剂用硫酸铜、氟硅酸钠、草酸都可以降低铁精矿中的硫，其中氟硅酸钠和草酸效果更好。但由于氟硅酸钠有毒性，所以试验的活化剂确定为草酸。

图1 磁选-浮选试验流程图

种类及用量/(g/t)产品名称产率/%TFe品位/%S品位/%铁回收率/%硫酸铜500硫精矿3.460.349.127.10铁精矿26.963.600.2259.16尾矿69.414.00.8033.74原矿100.028.920.93100.0硫酸铜+硫化钠500+200硫精矿3.159.638.936.35铁精矿27.963.100.3660.47尾矿69.014.00.8033.18原矿100.029.110.93100.0氟硅酸钠2000硫精矿2.5555.7013.444.90铁精矿28.562.800.09961.78尾矿68.9514.00.833.32原矿100.028.970.93100.0草酸2000硫精矿12.757.1310.695.40铁精矿27.263.300.06160.26尾矿70.114.00.834.34原矿100.028.570.87100.0

2.2.2 草酸用量试验

草酸用量试验，流程图见图1，结果见图2。

由图2看出，随着草酸用量的增加，铁精矿中硫品位逐渐降低。当草酸用量为300 g/t时，铁精矿中硫的品位为0.17%，铁品位为63.70%；故确定草酸用量为300 g/t。

2.2.3 捕收剂用量试验

捕收剂采用丁黄药为捕收剂，柴油为辅助捕收剂[4]，适量柴油可明显提高磁黄铁矿的可浮性。柴油可以增强矿物的疏水性，有助于矿物上浮，对磁黄铁矿具有较好的选择性。在pH=6.0，草酸300 g/t，柴油15 g/t，2#油20 g/t的条件下，进行丁黄药用量试验，试验流程见图1，结果见图3。柴油用量试验结果见图4。

图2 草酸用量试验结果

图3 丁黄药用量试验结果

图4 柴油用量试验结果

由图3和图4试验结果可知，丁黄药用量为100 g/t，柴油为15 g/t时，铁精矿中铁品位为63.80%，硫品位为0.19%。

2.3 开路试验

在磨矿细度-200目含量为70%，pH=6.0、草酸用量为300g/t、丁黄药用量为100g/t、柴油用量为15g/t、2#油20g/t的条件下，进行开路试验，试验结果见表5。

表5 开路试验结果

3 结论

1)由于该铁矿石中含有磁黄铁矿，使用单一磁选得不到合格的铁精矿，磁选精矿只有经过浮选脱硫后才能获得合格铁精矿。

2)矿石中硫化矿矿物主要为磁黄铁矿。磁黄铁矿有较强的磁性、可浮性较差、易氧化、易泥化，因此对其进行活化、增强其可浮性非常重要。草酸对该矿石活化效果较好。

3)本试验最终推荐磁选-浮选试验流程处理该铁矿石，当磨矿细度-200目含量为70%时，可获得产率为27.98%、品位63.75%、含硫0.18%的铁精矿。

[1] 崔毅琦,童雄,周庆华,等.国内外磁黄铁矿浮选的研究概况[J].金属矿山, 2005(5): 26-28.

[2] 陈雯.浮选分离某磁铁矿和富含磁黄铁矿的试验研究[J].金属矿山, 2003(5): 35-37.

[3] 徐修生.磁黄铁矿与磁铁矿分离的试验研究[J].金属矿山,2004(6): 38-41.

[4] 王奉水,林俊领,朱国庆. 新疆某磁铁矿选铁脱硫试验研究[J].金属矿山,2010(7):47-50.