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  新疆塔拉特铅锌矿浮选尾矿

 选铁除硫分离工艺研究

 

艾洪臣

 

        (中亚华金矿业(集团)公司，新疆乌鲁木齐，邮编830000)

 

【摘要】：本研究针对塔拉特铅锌矿浮选尾矿中磁铁矿和磁黄铁矿的共生、嵌布关系；含硫矿物赋存状态及特性，利用组合药剂交互作用和协同效应，添加ZY-c+ZY-n组合调整剂，采用先磁后浮的磁—浮联合工艺流程，合理的药剂制度，成功实现了Fe—S有效分离，使铁精矿中S含量由原来5%以上降至0.15%以下，提高了铁精矿产品质量。

关键词 : 选铁除硫；磁—浮联合工艺；组合药剂；Fe—S分离

【 abstract 】 : this study tara's lead and zinc flotation and magnetic pyrite tailings of magnetite symbiotic, inserting cloth relations; The occurrence of sulfur minerals state and the characteristic, the use of combination elixir interaction and synergy effect, add ZY-c + ZY-n combination adjustment agent, the first after the magnetic float magnetic-joint process flow, float reasonable reagent regime, to accomplish the Fe-S effective separation, make the iron concentrate S more than 5% drop from the original content below 0.15%, improve the product quality iron concentrate.

Keywords: choose iron and sulfur; Magnetic float joint process; Combination elixir; Fe-S separation

1 前言

我国铁矿石主要特点是贫、细、杂，大部分铁矿石含有硫、磷等有害杂质。特别是对于富含磁黄铁矿、微细粒磷灰石或胶磷矿的铁矿石，其铁精矿除杂的难度极大。

为了解决我国铁矿石供应及铁金属消费需求，迫切需要依靠技术进步来最大限度地利用现有铁矿资源，充分挖掘现有金属矿山的生产潜力，以保障钢铁工业持续稳定的发展。尤其是高硫多金属硫化矿共生的铁矿石，如何经济地除硫选铁，使—有效分离，为矿企产生良好经济效益和社会效益，已引起矿产企业的高度重视。

塔拉特高硫铅锌多金属矿建设Zn、Pb浮选厂规模700t/d。矿石中有价元素为Zn、Pb、Fe 、S、Cu、Ag等，其中TFe品位21.96%、 S品位 7.86%。实验室小型选矿试验推荐采用铅、锌顺序优先浮选、浮选尾矿弱磁选铁的浮—磁联合工艺流程。由于磁选铁精矿中S含量严重超标(S＞5%)，必须进一步采取选铁除硫措施，使Fe—S有效分离，最终获得含硫合格的铁精矿。

2铁、硫矿物特性及赋存状态

2.1矿物组成 

矿石中主要铁、硫矿物有磁铁矿、假像赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿；磁黄铁矿、黄铁矿等。

2.2矿物特征 

磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿是矿石中主要的氧化铁矿物。以磁铁矿为主，赤铁矿较少，褐铁矿微量。部分磁铁矿蚀变为赤铁矿。主要呈他形粒状，浸染状散布于脉石基底中，同时也与硫化物接触嵌生，呈浸染状分布。在橄榄石、黑云母、石榴子石中可见有微细粒析出的磁铁矿。假像赤铁矿由磁铁矿氧化而来，其内部包含了部分磁铁矿的残余，以及磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃），也具有较强磁性。弱磁性的赤铁矿、褐铁矿含量较低，仅占2.56％。另有约5％以菱铁矿等碳酸盐矿物的形式存在。

磁黄铁矿主要呈不规则他形晶粒状，多与黄铁矿、（铁）闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等硫化物接触嵌生，局部可见包含细粒（铁）闪锌矿、方铅矿，偶见呈枝脉状嵌于黄铁矿粒间，并交代黄铁矿。磁黄铁矿多被（铁）闪锌矿、方铅矿、黄铜矿交代，也可见磁黄铁矿交代（铁）闪锌矿和方铅矿。磁黄铁矿嵌布粒度粗粒一般在0.07-1.2mm之间。

黄铁矿主要呈不规则他形晶粒状，小部分呈半自形晶粒状形态。黄铁矿多与磁黄铁矿、（铁）闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等硫化物接触嵌生，并被磁黄铁矿、（铁）闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等交代。黄铁矿嵌布粒度不均匀，粗者可达数1mm以上，细粒者不足0.01毫米。

2.3 铁赋存状态

铁物相分析查明，有56％铁存在于氧化铁矿物中，主要为磁铁矿和假相赤铁矿。假相赤铁矿由磁铁矿氧化而来，其内部包含了部分磁铁矿的残余，以及磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃），也具有较强磁性。弱磁性的赤铁矿、褐铁矿含量较低，仅占2.56％。另有约5％以菱铁矿等碳酸盐矿物的形式存在。

铁在硫化物中分布率约为20％，主要存在于磁黄铁矿和黄铁矿中，另外，铁闪锌矿、闪锌矿中亦含部分铁。

硅酸盐矿物中铁分布率约为18％，主要存在于黑云母和角闪石、透辉石中，其次存在于石榴子石、绿泥石等矿物中。铁物相分析结果见表1。

 

 

 

表1                       铁物相分析结果(%)

铁相名称	含量	分布率	赋存状态
硫化铁	4.61	20.03	主要黄铁矿、磁黄铁矿，铁闪锌矿及闪锌矿中铁
磁铁矿	4.50	19.55	磁性氧化铁Fe3O4
假像赤铁矿	7.82	33.97	磁铁矿氧化为赤铁矿，磁赤铁矿（γ- Fe2O3）
赤铁矿、褐铁矿	0.59	2.56	赤铁矿、针铁矿等
碳酸铁	1.31	5.69	菱铁矿，以及碳酸盐中的铁
硅酸铁	4.19	18.20	主要赋存黑云母、透辉石、角闪石等矿物中
总铁		100.00	/

2.4 铁矿物嵌布粒度

铁以磁铁矿为主，赤铁矿较少，褐铁矿微量，部分磁铁矿蚀变为赤铁矿,主要呈他形粒状，磁铁矿嵌布粒度呈两极分化趋势，与硫化物浸染状分布的磁铁矿粒度相对较粗，多在0.1mm以上，甚至达1.0mm以上，一般0.1-1.0mm,呈弥散状分布及橄榄石、黑云母中析出的磁铁嵌布粒度相对细小，嵌布粒度从0.05-0.001mm不等。

3铅锌浮选尾矿回收铁流程及铁精矿质量

铅锌浮选尾矿弱磁选回收铁试验，经过粗选、扫选、精选磁场强度条件试验；粗精矿再磨细度条件试验，确定粗选作业磁场强度120毫特斯拉、扫选作业磁场强度150毫特斯拉、粗精矿再磨细度为86%-0.074mm，精选磁场强度100毫特斯拉。

铅锌浮选尾矿弱磁选回收铁试验，获得品位64.62％，铁回收率60.08％，含硫5.03％含硫铁精矿。由于铁精矿含硫严重超标，必须浮选脱硫，进行Fe—S分离。

铅锌浮选尾矿回收铁磁选全流程开路试验结果详见表2.

 

表2           磁选全流程开路试验结果（%）

产品名称	产率	品位		TFe回收率
		TFe	S
铁精矿	20.30	64.62	5.03	60.08
铁精选中矿	2.80	19.09	/	2.45
铁扫选中矿	0.32	46.72	/	0.68
尾矿	76.58	10.49	/	36.79
给矿	100.00	21.48	/	100.00

4含硫铁精矿浮选除硫工艺研究

国内外研究和实践证明，铁精矿除硫常用的工艺有焙烧、浮选，而焙烧成本高且产生环境污染，因此研究的主攻方向是强化浮选。

铁精矿中有害杂质硫一般以黄铁矿和磁黄铁矿的形式存在，以黄铁矿形式存在的硫可通过加黄药浮选或磁选即可脱除，而以磁黄铁矿形式存在的硫，且其可浮性易受各种因素的影响，因此难于脱除。

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，磁选过程中就会伴随磁铁矿同步进入铁精矿中，是导致铁精矿硫含量超标原因之一；另外，六方晶系和单斜晶系的磁黄铁矿可浮性差异较大，常规浮选难于完全富集，是造成铁精矿硫含量超标原因之二。因此，有效浮选磁黄铁矿是选铁除硫的技术关键。

4.1含硫铁精矿浮选除硫调整剂选择

由于磁黄铁矿表面易于氧化而生成铁的氢氧化物、导致泥化、磁团聚等现象，大大降低了其可浮性。另外，六方晶系和单斜晶系的磁黄铁矿可浮性差异较大，常规浮选难于完全富集。为此在浮选除硫时，一般采用加酸擦洗表面、加分散剂分散、脱磁、多段活化、强化捕收等措施来提高其硫的脱除率。

含硫铁精矿浮选除硫调整剂种类很多，一般常采用硫酸、硫酸氨、氟硅酸钠、硫化钠、碳酸氢铵、硫酸铜、碳酸钠等药剂单独或组合使用。

本研究结合矿石性质，经过筛选对比探讨，选用硫酸作矿浆pH调整， ZY-n+ZY-c组合活化剂，添加ZY-m+丁基黄药组合捕收剂， 可获得S＜0.5%的可销售的铁精矿。

4.2 含硫铁精矿浮选除硫影响因素

4.2.1硫酸用量对Fe—S分离影响

硫酸用量对Fe—S分离的结果见图1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图1中硫酸用量Fe—S分离试验结果表明: 含硫铁精矿浮选除硫添加硫酸是必要的。硫酸用量100g/t，矿浆pH值为5.5±时，铁精矿硫降至0.4%左右。

4.2.2  ZY-n用量对Fe—S分离影响

ZY-n用量对Fe—S分离的结果见图2。

 

 

 

 

 

 

 

图2中ZY-n用量Fe—S分离试验结果表明: 含硫铁精矿浮选除硫添加ZY-n用量20g/t，即可使铁精矿硫降至0.4%左右。

4.2.3  ZY-c用量对Fe—S分离影响

ZY-c用量对Fe—S分离的结果见图3。

 

 

 

 

 

 

 

 

图3中ZY-c用量Fe—S分离试验结果表明: 含硫铁精矿浮选除硫添加ZY-c用量20g/t，即可获得0.4%左右的铁精矿。

4.3铅锌浮选尾矿选铁除硫综合条件闭路试验

将铅锌浮选尾矿选铁除硫试验优化条件，综合起来进行全流程闭路试验。试验流程如图4，试验结果列于表3，铁精矿产品质量分析结果列于表4。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           图4   铅锌浮选尾矿选铁除硫闭路试验流程

表3                 铁精矿产品质量分析结果（%）       

产品名称	产率	TFe品位	S品位	TFe回收率	S回收率
铁精矿	75.93	65.42	0.14	78.85	2.04
硫精矿	24.07	55.37	21.16	21.15	97.96
给矿	100.00	63.00	5.20	100.00	100.00

 

 

表4                   铁精矿产品质量分析结果（%）       

产 品 名 称	成  份   含   量
	TFe	S	Pb	Zn	Cu	SiO2	Na2O	K2O	As	P
铁精矿	65.42	0.14	0.074	0.038	0.007	6.12	0.15	0.28	0.028	0.17

5结语与讨论

5.1塔拉特高硫铅锌多金属矿浮选尾矿选铁除硫试验，利用组合药剂交互作用和协同效应，提高磁黄铁矿表面活性，改变磁黄铁矿浮选行为，强化铁—硫分选效果。经过对含硫铁精矿除硫组合药剂的详细条件优化，选用ZY-n+ZY-c活化剂组合使用，除硫效果明显。浮选尾矿选铁除硫综合条件闭路试验，获得S 0.14%、TFe 65.42%、回收率78.85%合格铁精矿。

5.2 含硫铁精矿浮选除硫选用ZY-n+ZY-c组合活化剂，来源广泛、价格低廉、使用方便、用量少，除硫效果明显，具有推广应用价值。

参考资料：

[1].[塔拉特铅锌矿石工艺矿物学及可选性试验研究报告].湖南有色金属研究院

[2].[浮选药剂的组合使用]，张闿著.冶金工业出版社

作者简介：艾洪臣，男，1959年生，汉族，辽宁葫芦岛人，中亚华金矿业（集团）有限公司技术总监。

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