CN112871458B - 碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂及采用其对磁黄铁矿脱硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿物浮选的药剂，特别涉及一种碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂及采用其对磁黄铁矿脱硫的方法。所述的碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂，包括组合活化剂和组合捕收剂，组合活化剂包括活化剂1、活化剂2和活化剂3，活化剂1为FeSO4·7H2O，活化剂2为NH4Cl，活化剂3为CuSO4·5H2O；组合捕收剂包括丁基黄药和丁铵黑药；所述的活化剂1、活化剂2与活化剂3的质量比为3:1:0.8‑1.2；所述的丁基黄药与丁铵黑药的质量比为3:1。本发明的组合药剂可以在碱性条件下，通过浮选，达到铁精粉降硫的目的，本发明还提供了采用其对磁黄铁矿脱硫的方法，避免了酸性条件浮选存在的缺陷，脱硫效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿物浮选的药剂，特别涉及一种碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂及采用其对磁黄铁矿脱硫的方法。
背景技术
含硫高的铁精粉会对后续的冶炼及钢材产生不良影响。硫品位偏高使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低钢的耐腐蚀性。同时，在冶炼过程中，容易产生SO2，造成环境污染。降低铁精粉的硫含量是选矿领域重要的科研任务，对我国国民经济和环保事业都有着积极的作用。
含硫磁铁矿矿床中，矿石成分复杂，一般主要成分为磁铁矿，其次还有黄铁矿、黄铜矿以及磁黄铁矿等伴生。该种矿石传统的脱硫工艺一般是浮磁联合流程。在浮选脱硫的同时，将其余有价金属共同选出，再利用高碱的矿浆环境，进行有价金属和硫的分离。由于石灰的加入，导致矿浆呈碱性且钙离子过高，黄铁矿和磁黄铁矿表面吸附大量羟基和钙离子，可浮性受到抑制，尤其是磁黄铁矿，难以活化。磁黄铁矿较多时，由于其表面易氧化，易泥化以及化学组成和晶格结构决定其天然可浮性差，用传统的浮选方法无法上浮，同时磁铁矿和单斜磁黄铁矿易产生磁团聚，导致铁精粉含硫升高。
目前，含磁黄铁矿的磁铁矿脱硫的有效方法是在酸性条件下，对磁黄铁矿进行活化，浮选脱硫。如中国发明专利CN 108097452A公开了一种“从铁矿石中生产优质铁精矿的选矿工艺”，以硫酸铝或质量比3-1:1-2硫酸铝和氟硅酸氨的混合物或质量比1-2:3-2硫酸铝和磷酸钠的混合物作为磁黄铁矿的pH调整剂和活化剂，调节pH至4.5-5.5条件下进行浮选脱硫，但酸性条件对浮选设备、管路等腐蚀严重，用量大，工业应用成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂，通过浮选，达到铁精粉降硫的目的，脱硫效果好；本发明还提供采用其对磁黄铁矿脱硫的方法。
本发明所述的碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂，包括组合活化剂和组合捕收剂，组合活化剂包括活化剂1、活化剂2和活化剂3，活化剂1为FeSO4·7H2O，活化剂2为NH4Cl，活化剂3为CuSO4·5H2O；组合捕收剂包括丁基黄药和丁铵黑药；
所述的活化剂1、活化剂2与活化剂3的质量比为3:1:0.8-1.2；
所述的丁基黄药与丁铵黑药的质量比为3:1。
采用上述组合药剂对磁黄铁矿脱硫的方法，包括以下步骤：
(1)调浆：
将含磁黄铁矿的磁铁矿进行一段磨矿，磨矿浓度为65％-70％，磨矿细度-0.074mm为50％-55％；将所得矿浆调节浓度至19％-23％，添加石灰，用量为2-10kg/t，调节矿浆pH至8-14，搅拌4min；
(2)粗选：
在搅拌过程中，添加活化剂1，用量为300-700g/t，搅拌1min；添加活化剂2和3配制的溶液，用量为300-500g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为100-140g/t，添加起泡剂，用量为6-10g/t，搅拌2min，进行粗选，粗选时间为12-14min，得到粗选泡沫精矿和粗选尾矿；
(3)扫选：
将粗选尾矿进行扫选，添加活化剂3，用量为60-80g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为50-70g/t，添加起泡剂，用量为6-10g/t，搅拌2min，进行扫选，扫选时间为10-12min，得到扫选泡沫和扫选尾矿；
(4)磁选：
将扫选尾矿进行磁选，磁场强度为1400-1600Oe，得到铁精矿和尾矿。
其中：
所述的粗选，添加活化剂2和活化剂3配制的溶液按照质量比1:0.8-1.2提前配制，反应时间为15-60min，使其充分反应，形成铜氨络离子。
所述的起泡剂为2#油。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所用浮选环境为碱性环境。有效避免了酸性条件对设备、管路的腐蚀，以及浓酸在配制稀释过程中的潜在的安全风险，且添加过程中易产生硫化氢等有毒有害气体。
(2)本发明中，NH4Cl和CuSO4·5H2O提前制备成溶液，保证了两者的充分反应，形成了铜氨络离子，一是在矿物表面的吸附，使得矿物表面活性位点增加，从而提高捕收剂在矿物表面的吸附量，达到强化浮选的效果；二是由于铜氨络离子对磁黄铁矿表面的钙、铁等亲水化合物薄膜具有络合作用，可以导致矿物表面亲水性薄膜选择性溶解，使其露出新鲜表面，为黄原酸盐提供活性位点，或者引起矿物表面产生晶格缺陷，使得孔隙率增加，从而增强吸附作用。
(3)本发明中以丁基黄药与丁铵黑药组合作捕收剂，两者在浮选过程中产生了共吸附，与单一种类的捕收剂相比，提高了捕收效果。
(4)本发明中添加的丁铵黑药还具有起泡效果，能够增强泡沫强度，减少浮选过程中矿粒从泡沫上脱落的几率，提高脱硫效果。
(5)采用本发明的组合药剂和方法对磁黄铁矿脱硫，含硫量能够降低至0.18％以下。
附图说明
图1为本发明碱性条件下铁精粉脱硫方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明确，现结合具体实例，对本发明做进一步详细说明。
实施例中所述的活化剂1为FeSO4·7H2O，活化剂2为NH4Cl，活化剂3为CuSO4·5H2O；组合捕收剂为丁基黄药和丁铵黑药，丁基黄药与丁铵黑药的质量比为3:1。
所述的起泡剂为2#油。
实施例中采用的原料除特殊说明外，均为市售原料。
实施例1
采用某矿山含磁黄铁矿的铁矿石进行试验，该矿山矿石中S元素大部分分布在磁黄铁矿中，占比60％。具体步骤如下：
(1)调浆。将含磁黄铁矿的铁矿石进行一段磨矿，磨矿浓度为69％，磨矿细度(-0.074mm)为54％。将所得矿浆调节浓度至22％，添加石灰，用量为3kg/t，调节矿浆pH至9，搅拌4min；
(2)粗选。在搅拌过程中，添加活化剂1，用量为450g/t，搅拌1min；添加活化剂2和3按照质量比1:1.2配成的溶液(反应时间30min)，用量为330g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为120g/t，添加起泡剂，用量为8g/t，搅拌2min，进行粗选，粗选时间为12.5min，得到粗选泡沫精矿和粗选尾矿。
(3)扫选。将上述步骤所得粗选尾矿进行扫选。添加活化剂3，用量为70g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为60g/t，添加起泡剂，用量为8g/t，搅拌2min，进行扫选，扫选时间为11min，得到扫选泡沫和扫选尾矿。
(4)磁选。将上述步骤所得扫选尾矿进行磁选，磁场强度为1500Oe，得到铁精矿和尾矿。
作为对比，按照图1流程图所示的选别工艺流程，使用该矿山现有药剂制度作为对比例1，在浮选阶段不使用活化剂，所用捕收剂为丁基黄药，其它试验条件同实施例1。
作为另一对比，按照图1流程图所示的选别工艺流程，将上述实施例1步骤(2)中提到的活化剂2与活化剂3依次单独添加，未配成溶液，活化剂2用量为150g/t，活化剂3用量为180g/t，其它条件同实施例1，作为对比例2。
上述三组条件试验结果见表1。
表1
从上表可见：(1)本发明在碱性环境中铁精矿脱硫效果明显。(2)活化剂2与活化剂3配成溶液后添加较单独添加方式对磁黄铁矿的活化效果好，验证了铜氨络离子在活化过程中的作用。
实施例2
选用某矿山含磁黄铁矿的高硫原矿进行试验，该原矿分布在磁黄铁矿中的S元素占比45％，具体实施步骤如下：
(1)调浆。将含磁黄铁矿的磁铁矿进行一段磨矿，磨矿浓度为65％，磨矿细度(-0.074mm)为52％。将所得矿浆调节浓度至22％，添加石灰，用量为7kg/t，调节矿浆pH至11，搅拌4min；
(2)粗选。在搅拌过程中，添加活化剂1，用量为660g/t，搅拌1min；添加活化剂2和3按照质量比1:1.1配成的溶液(反应时间30min)，用量为470g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为130g/t，添加起泡剂，用量为9g/t，搅拌2min，进行粗选，粗选时间为13min，得到粗选泡沫精矿和粗选尾矿。
(3)扫选。将上述步骤所得粗选尾矿进行扫选。添加活化剂3，用量为80g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为70g/t，添加起泡剂，用量为8g/t，搅拌2min，进行扫选，扫选时间为11.5min，得到扫选泡沫和扫选尾矿。
(4)磁选。将上述步骤所得扫选尾矿进行磁选，磁场强度为1500Oe，得到铁精矿和尾矿。
作为对比，按照图1流程图所示的选别工艺流程，浮选阶段步骤(2)粗选与步骤(3)扫选中提到的捕收剂均使用丁基黄药，用量分别为130g/t、70g/t，其余试验条件同实施例2，作为对比例3。
作为另一对比，按照图1流程图所示的选别工艺流程，浮选阶段步骤(2)粗选与步骤(3)扫选中提到的捕收剂均使用丁铵黑药，用量分别为130g/t、70g/t，其余试验条件同实施例2，作为对比例4。
三组条件试验结果见表2。
表2
从上表可见，本发明实施例2铁精粉脱硫效果很好，使用本发明丁基黄药和丁铵黑药的组合捕收剂的浮选脱硫效果要比单独使用丁基黄药、丁铵黑药单一捕收剂的试验效果好，验证了丁基黄药和丁铵黑药按一定比例组合使用能够增强捕收效果的机理。
通过实施例1和实施例2说明，本发明的组合药剂能够在碱性矿浆环境中将铁精粉含硫量降低至0.18％以下，从而提高铁精粉的品质。
Claims (2)
1.一种采用碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂对磁黄铁矿脱硫的方法，其特征在于：所述的碱性条件下铁精粉脱硫的组合药剂，包括组合活化剂和组合捕收剂，组合活化剂包括活化剂1、活化剂2和活化剂3，活化剂1为FeSO4·7H2O，活化剂2为NH4Cl，活化剂3为CuSO4·5H2O；组合捕收剂包括丁基黄药和丁铵黑药；
所述的活化剂1、活化剂2与活化剂3的质量比为3:1:0.8-1.2；
所述的丁基黄药与丁铵黑药的质量比为3:1；
所述的采用组合药剂对磁黄铁矿脱硫的方法，包括以下步骤：
（1）调浆：
将含磁黄铁矿的磁铁矿进行一段磨矿，磨矿浓度为65%-70%，磨矿细度-0.074mm为50%-55%；将所得矿浆调节浓度至19%-23%，添加石灰，用量为2-10kg/t，调节矿浆pH至8-14，搅拌4min；
（2）粗选：
在搅拌过程中，添加活化剂1，用量为300-700g/t，搅拌1min；添加活化剂2和3配制的溶液，用量为300-500g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为100-140g/t，添加起泡剂，用量为6-10g/t，搅拌2min，进行粗选，粗选时间为12-14min，得到粗选泡沫精矿和粗选尾矿；
（3）扫选：
将粗选尾矿进行扫选，添加活化剂3，用量为60-80g/t，搅拌3min；添加组合捕收剂，用量为50-70g/t，添加起泡剂，用量为6-10g/t，搅拌2min，进行扫选，扫选时间为10-12min，得到扫选泡沫和扫选尾矿；
（4）磁选：
将扫选尾矿进行磁选，磁场强度为1400-1600Oe，得到铁精矿和尾矿；
所述的粗选，添加活化剂2和活化剂3配制的溶液按照质量比1:0.8-1.2提前配制，反应时间为15-60min，形成铜氨络离子。
2.根据权利要1所述的方法，其特征在于：所述的起泡剂为2#油。
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