提高新疆和靜鐵礦精礦質量選礦試驗
2018-09-21
新疆和靜縣鐵礦因原礦中磁黃鐵礦含量較高,與磁鐵礦嵌布關系復雜,僅通過磁選工藝無法有效分離,導致鐵精礦中雜質硫含量高達1.07%。為提高該鐵礦精礦質量,在工藝礦物學研究的基礎上對其進行了浮選試驗研究。研究結果表明:采用CS-01作為脈石礦物活化劑、異丁基黃藥作為捕收劑、2#油為起泡劑,經1粗2精1掃試驗流程,可獲得全鐵品位為63.25%、含硫0.22%、全鐵回收率為97.32%的磁鐵礦鐵精礦,硫脫除率達80.14%,達到了提高鐵精礦質量的目的。
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相較于國外鋼鐵資源,我國鐵礦石品位較低、嵌布粒度較細、結構構造復雜、礦物種類繁多,極大的增加了選別難度與成本[1],鐵精礦產品中的硫、磷、硅等雜質含量超標,將無法滿足冶煉要求。

新疆和靜縣鐵礦硫含量較高,且主要賦存形式為磁黃鐵礦,磁選作業無法有效脫除,鐵精礦含硫量高達1.07%,遠超鐵精礦質量標準規定的0.2%~0.4%[2]。因此,對該礦進行了浮選降硫試驗研究,以達到提高鐵精礦質量的目的。提高鐵精礦質量,在我國對外鐵礦石依賴日益嚴重的今天具有重要的價值和意義。

1 試驗研究

1.1 試樣性質

試驗礦樣為新疆和靜縣備戰鐵礦選廠弱磁選精礦產品,其化學多元素分析結果見表1。

    表1 試樣多元素分析結果         %

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

燒失

含量

0.289

62.79

0.052

0.004

0.0021

0.05

1.82

由表1可知,試樣中主要有害元素為S,其次含有較高的MgO、SiO2、Al2O3。經工藝礦物學研究查明,試樣礦物賦存形式復雜、種類繁多,主要礦物組成為磁鐵礦、石英、磁黃鐵礦,含有少量的赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、硅灰石、透輝石,微量礦物為閃鋅礦、黃銅礦、軟錳礦、長石等。

通過鐵物相研究結果表明,硫主要賦存形式為磁黃鐵礦,其次少量以黃鐵礦形式存在。對其進行單體解離度測定研究結果表明,磁黃鐵礦、黃鐵礦單體解離良好,連生體含量較低。

1.2 試驗設備及試劑

磨礦及選礦試驗采用XMQ-240×90型球磨機、XFG、XFD型系列浮選機。試驗用調整劑硫酸銅、硫酸、CS-01、AO、ACD為分析純,捕收劑丁基黃藥、異丁基黃藥、戊黃藥為工業純,起泡劑2#油為工業純,試驗用水為自來水,試驗溫度為室溫,單元試驗礦樣質量1 kg。

1.3 試驗方案

鐵礦石脫硫常見選礦工藝有階段磨礦階段脫硫工藝[3]、磁選脫硫工藝[4]、浮選脫硫工藝[5]、焙燒脫硫工藝[6]、浸出脫硫工藝[7]等。鑒于試樣中的硫主要賦存狀態為磁黃鐵礦,且單體解離良好,因此試驗采用浮選脫硫工藝。而磁黃鐵礦天然可浮性較差,較難浮選,需對其活化后進行浮選[8]。因此,試驗需對活化劑種類及用量進行詳細考察。

2  試驗結果與討論

2.1 捕收劑種類試驗

黃藥是常用的硫化礦捕收劑,因具有良好的捕收能力,在鐵礦脫硫浮選中被廣泛使用 。試驗選取了3種黃藥類捕收劑,分別為丁基黃藥、異丁基黃藥和戊黃藥。試驗固定黃藥用量均為200g/t,CS-01用量為2000g/t,2#油用量為30g/t,考察捕收劑種類對浮選脫硫指標的影響,試驗結果見表2。

表2 捕收劑種類對浮選脫硫指標的影響 %

捕收劑種類

產品名稱

產率

硫品位

硫分布率

丁基黃藥

鐵精礦

95.82

0.26

23.22

硫精礦

4.18

19.29

76.78

原礦

100.00

1.05

100.00

異丁基黃藥

鐵精礦

95.26

0.24

21.41

硫精礦

4.74

18.07

78.59

原礦

100.00

1.09

100.00

戊黃藥

鐵精礦

94.55

0.27

23.76

硫精礦

5.45

15.11

76.24

原礦

100.00

1.08

100.00

 

由表2可見, 從鐵精礦中硫品位來看,脫硫指標依次為異丁基黃藥<丁基黃藥<戊黃藥,使用異丁基黃藥時脫硫效果最好,但3種捕收劑的脫硫能力相當;從鐵精礦產率來看,依次為丁基黃藥>異丁基黃藥>戊黃藥,使用丁基黃藥時鐵精礦的損失最小,異丁基黃藥其次;綜合考慮,確定異丁基黃藥為浮選脫硫捕收劑。

2.2 捕收劑用量試驗

捕收劑的用量會直接影響試驗指標,為考察捕收劑用量對浮選脫硫指標的影響,固定CS-01用量為2000g/t、2#油用量為30g/t進行捕收劑用量試驗,試驗結果見圖1。

圖1 捕收劑用量對浮選脫硫指標的影響

由圖1可見,隨著捕收劑異丁基黃藥用量的增加,鐵精礦中硫品位降低;當捕收劑用量大于200g/t后,鐵精礦中硫品位趨于平緩,而鐵精礦產率逐漸減少,但變化不大;綜合考慮,確定異丁基黃藥用量200g/t為宜。

2.3 活化劑種類試驗

鐵精礦中的硫很容易被氧化,在其表面形成一層親水性薄膜,抑制了硫的上浮,所以在脫硫浮選時需要先活化再用黃藥進行捕收。硫的活化方式一般有3種:一是溶解礦物表面抑制性薄膜;二是采用交換吸附或置換的化學反應,在礦物表面形成難溶的活化薄膜;三是消除礦漿中抑制性離子的有害影響[9]。因此選取了硫酸、硫酸銅、CS-01、新型活化劑AO、ACD作為試驗活化劑,考察活化劑種類對浮選脫硫指標的影響。試驗固定異丁基黃藥用量為200g/t,2#油用量為30g/t,試驗結果見表3。

表3 活化劑種類對浮選脫硫指標的影響  %

捕收劑種類

產品名稱

產率

硫品位

硫分布率

硫酸

鐵精礦

96.11

0.68

60.92

硫精礦

3.89

10.75

39.08

原礦

100.00

1.07

100.00

CS-01

鐵精礦

95.26

0.24

21.41

硫精礦

4.74

18.07

78.59

原礦

100.00

1.09

100.00

AO

鐵精礦

95.42

0.37

32.90

硫精礦

4.58

15.53

67.10

原礦

100.00

1.06

100.00

ACD

鐵精礦

95.66

0.43

38.32

硫精礦

4.34

14.92

61.68

原礦

100.00

1.05

100.00

硫酸銅

鐵精礦

95.35

0.41

36.43

硫精礦

4.65

14.76

63.57

原礦

100.00

1.08

100.00

由表3可見,使用CS-01為活化劑,鐵精礦中的硫品位明顯更低,達到0.24%,脫硫效果顯著,符合鐵精礦質量標準。雖然鐵精礦產率最低,鐵精礦損失最大,但各產品產率沒有明顯差異。綜合考慮,以CS-01為浮選脫硫活化劑效果最佳。

2.4 組合活化劑試驗

試驗結果表明,以CS-01為活化劑時脫硫效果顯著,但CS-01的用量較大。而將多種活化劑組合使用,可以產生較好的協同作用[10],可顯著降低活化劑用量。因此,試驗考察了CS-01+AO、硫酸銅+AO、硫酸銅+硫酸+AO和硫酸銅+硫酸+ACD共4種組合方式對浮選脫硫指標的影響。

2.4.1 CS-01+AO組合試驗

試驗固定異丁基黃藥用量200g/t、2#油用量30g/t、CS-01用量1000g/t、AO用量為變量,考察CS-01+AO組合對浮選脫硫指標的影響,試驗結果見圖2。

圖2 CS-01與AO組合對浮選脫硫指標的影響

由圖2可見,隨著活化劑AO用量的增加,鐵精礦中的硫品位以及鐵精礦產率呈波動趨勢。在AO用量為200g/t時,鐵精礦中的硫品位最低,但是其脫硫效果明顯低于單一活化劑CS-01脫硫效果。

2.4.2  硫酸銅+AO組合試驗

試驗固定異丁基黃藥用量200g/t、2#油用量30g/t、硫酸銅用量500g/t、AO用量為變量,考察硫酸銅+AO組合對浮選脫硫指標的影響,試驗結果見圖3。

圖3 硫酸銅與AO組合對浮選脫硫指標的影響

由圖3可見,隨著AO用量的增加,鐵精礦中的硫品位先急劇降低后幾乎不變,而鐵精礦產率持續下降。鐵精礦損失也較高,因此判斷硫酸銅+AO組合脫硫效果不及單一CS-01脫硫效果。

2.4.3 硫酸銅+硫酸+AO組合試驗

試驗固定異丁基黃藥用量200g/t、2#油用量30g/t、硫酸用量1500g/t、AO用量200g/t,硫酸銅用量為變量,考察硫酸銅+硫酸+AO組合對浮選脫硫指標的影響,試驗結果見圖4。

圖4 硫酸銅+硫酸+AO組合對浮選脫硫指標的影響

由圖4可見,隨著硫酸銅用量的增加,鐵精礦中的硫品位先下降后上升再下降,在硫酸銅用量為300g/t時最低,為0.29%,鐵精礦產率呈下降趨勢,但變化不大。相較于CS-01為捕收劑時浮選指標,其鐵精礦中硫品位稍高,鐵精礦產率差異不大,該活化劑組合可代替CS-01,但綜合考慮藥劑成本及工藝復雜程度,不選擇該活化劑組合。

2.4.4 硫酸銅+硫酸+ACD組合試驗

試驗固定異丁基黃藥用量200g/t、2#油用量30g/t、硫酸用量1500g/t、ACD用量200g/t、硫酸銅用量為變量,考察硫酸銅+硫酸+ACD組合對浮選脫硫指標的影響,試驗結果見圖5。

圖5 硫酸銅+硫酸+ACD組合對浮選脫硫指標的影響

由圖5可見,隨著硫酸銅用量的增加,鐵精礦中的硫品位呈先下降后上升趨勢,鐵精礦產率呈先上升后下降趨勢,硫酸銅用量為100g/t時,浮選指標最好;但相較于CS-01為捕收劑時浮選指標,其鐵精礦中的硫品位偏高,鐵精礦產率提高不明顯,因此判斷該活化劑組合活化能力不及單一CS-01。

2.5 活化劑用量試驗

通過單一活化劑與組合活化劑試驗發現,CS-01活化效果最好,因此決定采用CS-01為活化劑,并固定異丁基黃藥用量200g/t、2#油用量30g/t,考察CS-01用量對浮選脫硫的影響,試驗結果見圖6。

圖6 活化劑用量對浮選脫硫的影響

由圖6可見,隨著CS-01用量的增加,鐵精礦中的硫品位降低,當CS-01用量大于2000g/t時,鐵精礦中的硫品位幾乎不變,鐵精礦產率幾乎不變;綜合考慮,CS-01用量為2000g/t時浮選指標最佳。

2.6 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上進行閉路試驗,閉路試驗流程及藥劑用量見圖7,閉路試驗結果見表4。

圖7 浮選脫硫閉路試驗流程

表4 浮選脫硫閉路試驗結果   %

產品

名稱

產率

品位

回收率

TFe

S

TFe

S

硫精礦

3.39

25.29

49.68

2.68

80.14

鐵精礦

96.61

0.22

63.25

97.32

19.86

原礦

100.00

1.07

62.79

100.00

100.00

由表4可見,以CS-01為活化劑,異丁基黃藥為捕收劑,2#油為起泡劑,經過1粗2精1掃的工藝流程,可獲得全鐵品位為63.25%、全鐵回收率為97.32%、含硫0.22%、硫分布率為19.86%的鐵精礦,脫硫效果理想,鐵精礦品質得到了顯著提高。

3 結 論

(1)新疆和靜縣鐵礦硫含量較高,且主要賦存形式為磁黃鐵礦,磁選作業無法有效脫除,鐵精礦含硫量高達1.07%。試樣礦物賦存形式復雜、種類繁多,主要礦物組成為磁鐵礦、石英、磁黃鐵礦,含有少量的赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、硅灰石、透輝石,微量礦物為閃鋅礦、黃銅礦、軟錳礦、長石等。鐵物相研究結果表明,硫主要賦存形式為磁黃鐵礦,其次少量以黃鐵礦形式存在。單體解離度測定結果表明,磁黃鐵礦、黃鐵礦單體解離良好,連生體含量較低。

(2)針對該試樣性質,以CS-01為活化劑,異丁基黃藥為捕收劑,2#油為起泡劑,經過1粗2精1掃的浮選工藝流程,可獲得全鐵品位為63.25%、全鐵回收率為97.32%、含硫0.22%、硫分布率為19.86%的鐵精礦,脫硫效果理想,鐵精礦品質獲得了顯著提高。


常慕遠 李增華 林俊領等(新疆寶地刺激窩在線視頻有限責任淫蕩熟女等)本文發表于《現代刺激窩在線視頻》2018年第7期

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標簽:  磁鐵礦 磁黃鐵礦 

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