伊朗高硫磁铁矿工艺研究

【摘要】 针对伊朗客户提供的高硫磁铁矿进行是选矿试验，对矿石的化学成分，矿物主成，结构进行分析发现先含有大量黄铁矿和磁黄铁矿，通过九种选矿试验，最终确立经过浮选降硫才能获得硫含量较低的优质铁精矿。

【关键词】 矿物 金属硫化物 铁精矿降硫

正文

伊朗位于亚洲西部，属中东国家，在伊朗已探明铁矿储量为47亿t，具有良好的市场前景。但伊朗铁矿石普遍含硫较高，为了更好的对当地矿产进行开发，根据业主委托，将Galali和BABAALI（以下简称：样品G、样品B）两种铁矿通过一定比例混合后，针对综合样品进行选矿工艺试验研究，以获得低硫高品位铁精矿。

一、工艺矿物学研究

1、矿石化学成分

3）样品B中铁的赋存状态较为简单，分布在磁铁矿中的铁所占比例高达84.49%，这即为选矿采用单一弱磁选工艺分选样品中铁矿物时铁的最大理论回收率；与样品B不同的是，样品G中赋存在磁性铁矿物中的铁仅占75.00%，较样品B低了9.49个百分点，其余部分则主要以磁黄铁矿的形式产出，其分布率占13.36%，显然采用弱磁选工艺作为原则流程处理本类型矿石时，磁黄铁矿亦将随同磁铁矿一起富集到铁精矿中，这也是需要进一步增加浮选作业降低铁精矿中硫含量的主要原因。

概括化学成分特点，可以认为两样品均属低磷的单一原生磁铁矿矿石，但样品G因硫的含量过高而具富硫铁矿石（S≥5%）的特征。

2、矿物组成

无论样品B还是样品G，矿块肉眼下多显深灰黑色，常具结构较为致密的浸染状或块状构造。镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，两样品中铁矿物的种类较为单一，除磁铁矿以外，仅样品B中偶见赤铁矿零星分布；金属硫化物样品B主要是黄铁矿和少量黄铜矿，而样品G中最重要的金属硫化物是磁黄铁矿，黄铁矿则居于较次要的地位，并出现少量白铁矿.

3、主要矿物的产出形式

磁铁矿：选矿富集回收铁的主要目的矿物。自形、半自形等轴粒状或不规则状，晶体粒度变化较大，粗者可至1.0mm左右，细小者小于0.01mm，一般介于0.04～0.5mm之间。总体来看，两样品中磁铁矿均主要以致密状集合体和浸染状两种形式产出。因此与脉石之间多呈现出包裹镶嵌的交生关系，其体积含量普遍低于30%，部分甚至小于5%而过渡为星散浸染状。

金属硫化物：包括磁黄铁矿、黄铁矿、白铁矿和黄铜矿。其中磁黄铁矿是样品G中最重要的金属硫化物，大部分矿块中均可见及，但分布不甚均匀，个别矿块中较为集中其含量可达30～50%。根据集合体形态和与磁铁矿的嵌连关系，可将样品G中磁黄铁矿的产出形式大致分为两种：一是呈不规则团块状或短脉状集合体沿磁铁矿粒间、边缘或裂隙充填，亦可交代黄铁矿，部分集合体内部常包含数量不等的细粒磁铁矿残余，粒度粗者大于5.0mm，一般0.2～1.5mm不等；二是呈微细的蠕虫状、乳滴状或不规则状与磁铁矿混杂交生粒度细小者仅0.005mm左右，大多变化于0.01～0.06mm之间。上述两种产出形式的磁黄铁矿通常见于同一矿块中，二者矿物含量比约为85：15，尤其在磁黄铁矿较为富集的部位，乳滴状、蠕虫状磁黄铁矿出现的频率较高。概括样品G中磁黄铁矿的嵌布特征是分布广泛，粒度变化极大，与磁铁矿的交生关系十分密切，粒度微细者表现尤为明显，但因为团块状所占比例较高，所以预计通过适度磨矿后，绝大部分将可能得到较好的解离。然而需要指出的是，根据弱磁选尾矿中含有一定数量磁黄铁矿的特征，可以认为样品中实际上存在六方晶系和单斜晶系两种类型的磁黄铁矿。前者为顺磁性矿物，弱磁选过程中极易随同磁铁矿一起进入铁精矿，从而导致铁精矿中硫的含量偏高，而与其是否呈单体状态并无直接关系；单斜晶系的磁黄铁矿属铁磁性矿物，弱磁选过程中其分选行为与黄铁矿、角闪石、透辉石、金云母和绿泥石等大致相同，因此可以通过弱磁选将其排入尾矿。据粗略估计，样品G中六方磁黄铁矿和单斜磁黄铁矿的矿物含量比大致为60：40。由此可推算出弱磁选铁精矿中硫的含量将波动于5.50%左右。显然，为获得硫含量较低的优质铁精矿，必须增加浮选作业脱除弱磁选铁精矿中磁黄铁矿。

脉石矿物：两样品中脉石矿物的种类虽然大致相同，但含量差异较大.

4、主要目的矿物的嵌布粒度

单纯从嵌布粒度分析，欲使90%以上的磁铁矿和金属硫化物均获得解离，处理样品B时以选择-0.30mm的磨矿细度（-0.074mm部分约占55%）较为适宜，而对样品G来说则需要选择-0.15mm的磨矿细度（-0.074mm部分约占75%）。造成样品G中磁铁矿较难解离的原因主要在于其粒度不均匀、部分与磁黄铁矿或脉石的交生关系过于复杂。由于样品G在综合样中所占比例较高，因此处理该类型样品时，亦以选择-0.074mm部分占70～75%的磨矿细度为宜。

二、选矿试验

1、预选抛尾试验

从试验结果中可以看出，随着磨矿粒度的增加，磁选铁精矿TFe品位逐渐升高，回收率逐渐降低，当磨矿粒度为-0.045mm94.37%时，铁精矿TFe品位达到了68.06%，回收率为84.73%，这说明该矿石铁矿物嵌布微细，需要细磨才能使其单体解离。同时，我们发现磁选精矿中硫含量很高，在精矿TFe品位为68.06%时，硫含量仍高达5.30%，这与矿石中含有大量的磁黄铁矿有关。

2）在磁场强度为0.12T条件下，对BABAALI样品进行了不同磨矿粒度的磁选管试验

从试验结果中可以看出，BABAALI样品可选性较好，铁矿物嵌布粒度较粗，在磨矿粒度为-0.075mm55.53%时，铁精矿品位可以达到68.29%，回收率为87.64%。

3、原矿粒度组成

为查明原矿破碎至-3mm时的粒度组成情况，对实验室试验所用原矿样进行筛析试验

4、铁精矿降硫试验

从弱磁选、弱磁选与细筛、磁选柱组合的试验结果分析，精矿中铁品位虽然可以达到68%以上，但是其中硫含量仍然有4%左右，经镜下观测表明，铁精矿中的硫绝大多数以磁黄铁矿形式存在，采用单一的磁选或磁选与细筛、磁选柱组合难以将硫降至0.4%以下，因此，需要考虑浮选降硫，以最终磨矿粒度为-0.075mm 95.00%（-0.045mm68.65%）、阶段磨矿―阶段弱磁选―细筛―磁选柱工艺生产的磁选柱精矿作为浮选降硫的给矿，进行铁精矿降硫试验。

5、铁精矿降硫药剂制度试验

为考查铁精矿降硫合适的药剂制度，进行了几种不同药剂制度组合的试验研究，试验采用一次粗选、一次扫选，浮选药剂用结果表明：所采用的药剂制度均可以使铁精矿中硫含量降至0.4%以下，由于铁精矿中的硫主要以磁黄铁矿形式存在，而磁黄铁矿的可浮性较差，因此，活化剂的选择至关重要。综合考虑铁精矿中硫含量以及铁回收率，选择草酸、丁黄药+Y89与2#油的组合作为磁选精矿的脱硫药剂制度比较合适。

6、粗选活化剂用量试验

7、粗选捕收剂用量试验

8、粗选起泡剂用量试验

在粗选活化剂、捕收剂用量的基础上，进行起泡剂2#油的用量试验，试验流程为一粗一扫，粗选草酸用量2000g/t，捕收剂用量200 g/t，扫选药剂用量减半，从结果中可以看出，随着起泡剂用量的增加，铁精矿中的脱硫率明显提高，硫含量显著降低，因此，粗选合适的起泡剂用量为36.4g/t，此时精矿中硫含量为0.30%。

9、扫选药剂用量试验

结论：对铁矿Galali和BABAALI两种矿样，矿石中含有大量的黄铁矿和磁黄铁矿，黄铁矿由于磁性较弱、粒度较粗，在磁选过程中可以去除，磁黄铁矿主要以六方晶系和单斜晶系两种类型存在，其中以六方晶系存在的磁黄铁矿在磁选过程中极易随磁铁矿进入精矿中，从而造成最终精矿硫含量偏高。因此，必须经过浮选降硫才能获得硫含量较低的优质铁精矿。