刘 旭， 杨 晓， 彭泽友

（1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012； 2.莱芜莱新铁矿有限责任公司，山东 济南 271124）

山东某铁矿主要以磁铁矿为主，平均地质品位45.47%［1］，原矿硫含量大于1%。 现场生产磨矿细度－0.075 mm 粒级含量45%～50%，采用丁基黄药作捕收剂、2＃油作起泡剂，一粗一扫一精流程浮选脱硫。 一方面由于磨矿细度较粗，含硫矿物单体解离度偏低，脱硫产品极易在粗选泡沫溜槽沉积，造成流程不顺畅、铁精矿中硫含量0.4%～0.6%，严重影响了铁精矿产品销售；另一方面硫精矿中铁含量34%～40%，可回收铁分布率超过20%，造成了铁的大量流失，且脱硫泡沫硫含量低无法形成产品而排至尾矿中，造成了资源浪费和尾矿环保问题。

本文针对该铁矿硫含量高的问题，查明其主要原因，在有效脱除铁精矿中硫矿物的同时，实现了硫的综合回收，为选厂工艺流程优化与改造提供了技术依据。

1 原矿性质

试样为选矿厂一段入磨原矿。 原矿化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。 原矿TFe/FeO 比为2.86，碱性系数1.12。 矿石中铁矿物主要为磁铁矿、假象赤铁矿和少量褐铁矿；金属硫化物以黄铁矿居多，偶见黄铜矿，还可见极微量斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、孔雀石和硫钴矿零星分布；脉石矿物主要为方解石、云母（包括白云母、黑云母和金云母）和绿泥石，次为滑石、石英和少量长石；其他微量矿物尚见锆石、磷灰石、榍石和金红石等。

表1 原矿化学成分分析结果（质量分数）/%

表2 铁物相分析结果

2 现场硫精矿工艺矿物学研究

为查明现场硫精矿中硫品位不高的原因及铁的损失情况，对现场生产所得硫精矿进行了工艺矿物学研究。

硫精矿样品中铁物相分析结果见表3。 由表3可知，硫精矿样品中铁主要以金属硫化物形式存在（分布率63.47%），赋存于磁铁矿中的铁占21.46%，后者即为进一步从硫精矿中富集回收铁矿物时铁的最大理论回收率。

表3 硫精矿样品铁物相分析结果

镜下鉴定和MLA（矿物参数自动分析系统）检测结果表明，硫精矿样品中铁矿物主要为磁铁矿，少量假象赤铁矿；金属硫化物以黄铁矿为主，偶见黄铜矿、斑铜矿、黄铜矿、铜蓝和自然铜；脉石矿物以蛇纹石居多，其次为石英、长石、方解石、白云石、金云母、黑云母、绿泥石、透辉石、透闪石、滑石、石榴石、纤铁矾，其他微量矿物尚见菱铁矿、钛铁矿、尖晶石、磷灰石、锆石和蒙脱石等。 硫精矿中磁铁矿和黄铁矿的解离度如表4 所示。 硫精矿样品中磁铁矿单体解离度仅21.35%，绝大部分磁铁矿与黄铁矿嵌连（见表5）。

表4 硫精矿样品中磁铁矿和黄铁矿的解离度

表5 磁铁矿连生体与嵌连矿物的比例

硫精矿工艺矿物学研究结果表明，解离度低是造成硫精矿品位不高和磁铁矿损失的主要原因。

3 脱硫试验研究

3.1 直接脱硫试验

对原矿（入磨给矿）进行了磨矿-直接浮选脱硫试验，试验流程见图1，结果见表6。 结果表明，在磨矿细度－0.075 mm 粒级占54.67%条件下， 丁基黄药总用量提高至60 g/t 时，浮硫尾矿中硫含量可降至0.28%，脱硫率76.08%，铁损失率4.74%。 在磨矿细度－0.075 mm 粒级占65.13%条件下，丁基黄药总用量40 g/t 时，浮硫尾矿中硫含量可降至0.25%，脱硫率79.79%，铁损失率6.59%，进一步提高丁基黄药总用量至60 g/t 时，浮硫尾矿中硫含量可降至0.17%，脱硫率85.87%，铁损失率6.44%。可见，提高磨矿细度，可有效提高硫的脱除率，降低硫精矿中铁的损失；磨矿细度相对较粗时，在一定程度上可通过提高捕收剂用量实现硫的脱除。 考虑到现场磨矿能力的局限性，选择在磨矿细度－0.075 mm 粒级占54.67%条件下进行后续试验研究。

图1 直接脱硫试验流程

3.2 预选-脱硫试验

试验过程中，发现云母与滑石等矿物在选硫产品中有明显富集，考虑到二者可浮性较好［2－4］，易进入泡沫产品，同时原矿中原生、次生矿泥含量较高，故此在脱硫前采用煤油和2＃油进行了预先脱除云母及滑石等易浮矿物并同步脱泥的试验，探索降低脱硫泡沫中铁损失、同时提高硫品位获得硫精矿产品的可行性。试验流程见图2，结果见表7。 结果表明，采用预选-脱硫流程，原矿先脱除云母、滑石等易浮矿物，同时硫粗精矿进行两次精选，硫精矿硫品位可以达到34.08%，浮硫尾矿（选铁给矿）中硫含量可降至0.3%以下。

图2 预选-脱硫试验流程

表7 预选-脱硫试验结果

3.3 预选-脱硫闭路试验

在上述试验基础上，采用预选，一粗一扫两精浮选脱硫、中矿顺序返回的闭路浮选流程对原矿进行了闭路试验，试验流程见图3，结果见表8。 闭路试验结果表明，经预选-脱硫，浮硫尾矿中硫含量降至0.26%，硫粗精矿经两次精选可获得硫品位32.28%的硫精矿。

图3 预选-脱硫闭路试验流程

表8 预选-脱硫闭路试验结果

3.4 流程试验

在磨矿细度－0.075 mm 粒级占54.67%条件下，对原矿进行了磨矿-浮选-弱磁选铁流程试验，数质量流程见图4。 全流程获得了硫精矿产率2.47%、硫品位37.62%、硫回收率78.75%，铁精矿含硫0.27%、产率53.57%、铁品位64.47%、铁回收率82.53%。

图4 全流程试验数质量流程

4 经济效益估算

按山东某铁矿每年产铁精矿50 万吨计，铁精矿中硫含量每降低0.1个百分点，铁精矿销售价格增加约10 元，仅因铁精矿硫含量降低每年可增加销售收入（500～1 500）万元。 含硫大于35%的硫精矿产品销售价格在200～345 元/t 之间，每年产硫精矿（1～1.5）万吨，可形成销售收入（200～520）万元。预计销售收入可增加（700～2 020）万元。

5 结 语

1） 现场生产铁精矿中硫含量偏高、脱硫产品中铁含量偏高的主要原因是铁、硫解离度低。 提高磨矿细度，可有效提高硫的脱除率，降低硫精矿中铁的损失；磨矿细度相对较粗时，在一定程度上可通过提高药剂用量实现硫的脱除。

2） 原矿中云母、滑石等易浮矿物含量高，易进入硫精矿中是影响硫精矿品位的主要因素之一。 通过预选脱除易浮脉石和矿泥，再进行浮选-磁选选别，可获得产率2.47%、硫品位37.62%、硫回收率78.75%的硫精矿和含硫0.27%、产率53.57%、铁品位64.47%、铁回收率82.53%的铁精矿，达到了铁精矿和硫精矿的质量要求，实现了铁与硫的综合回收。