阅读说明：本技术 一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法 (Oxidation desulfurization method of high-sulfur magnetite concentrate ) 是由 吴文红 王秋林 刘双安 张立刚 梅灿国 吴承优 杨晓峰 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法,亦即预氧化—弱磁选脱硫工艺,其特征在于：将强氧化剂与含硫量＞0.3％的高硫磁铁矿精矿给矿混合给入磨机与旋流器组成的闭路磨矿作业中,强氧化剂与磁黄铁矿进行氧化还原反应,将磁黄铁矿氧化成Fe<Sub>2</Sub>(SO<Sub>4</Sub>)<Sub>3</Sub>弱磁性矿物甚至非磁性矿物,增大目的矿物与含硫杂质矿物比磁化系数的差异,然后采用弱磁选工艺脱除磁黄铁矿,获得含硫量＜0.2％的磁铁矿精矿；若高硫磁铁矿精矿给矿粒度足够细,可以不采用闭路磨矿作业,加入搅拌槽中氧化反应即可。与现有技术相比,本发明的优点是：氧化脱硫方法用于脱除高硫磁铁矿精矿中的磁黄铁矿,具有流程简单、操作便捷、效率高、成本低、绿色环保等特点。(The invention relates to an oxidation desulfurization method of high-sulfur magnetite concentrate, namely a preoxidation-low-intensity magnetic separation desulfurization process, which is characterized in that: in the closed circuit grinding operation formed by feeding and mixing a strong oxidant and high-sulfur magnetite concentrate with the sulfur content of more than 0.3 percent into a grinding machine and a swirler, the strong oxidant and pyrrhotite are subjected to oxidation-reduction reaction to oxidize the pyrrhotite into Fe 2 (SO 4 ) 3 Weakly magnetic minerals and even non-magnetic minerals increase the difference of specific magnetization coefficients of target minerals and sulfur-containing impurity minerals, and then a weak magnetic separation process is adopted to remove pyrrhotite to obtain magnetite concentrate with the sulfur content of less than 0.2%; if the ore feeding granularity of the high-sulfur magnetite concentrate is fine enough, closed circuit grinding operation can be omitted,adding the mixture into a stirring tank for oxidation reaction. Compared with the prior art, the invention has the advantages that: the oxidative desulfurization method is used for removing pyrrhotite in the high-sulfur magnetite concentrate, and has the characteristics of simple process, convenience and quickness in operation, high efficiency, low cost, environmental friendliness and the like.)

一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法。

背景技术

我国铁矿资源的特点是“贫、细、杂”，所谓“杂”就是各种有用矿物共生。含硫磁铁矿石通常是指有用矿物以磁铁矿为主的磁铁矿石中含有磁黄铁矿等含硫铁矿物，磁黄铁矿的特点是磁性强、容易泥化、氧化和可浮性差，所述的“硫”主要是指磁黄铁矿中的硫。硫含量高低是衡量铁精矿质量的一个重要标准，入炉铁精矿中硫杂质的含量一般要求TS＜0.30％。铁精矿中硫含量过高，将直接影响钢铁的质量，也会危害高炉生产，同时硫排放也会造成环境污染。

处理含硫磁铁矿石的选矿工艺，一种是处理含硫量较低的铁矿石，不考虑脱硫，通常采用常规阶段磨矿-阶段弱磁选工艺流程进行生产，单一弱磁选工艺不能有效去除磁黄铁矿，磁黄铁矿反而在铁精矿中得到明显富集，所以，采用单一弱磁选工艺处理含硫磁铁矿石，常常随着原矿硫含量的变化，导致铁精矿硫含量超标，质量不合格；另一种是处理含硫量较高的铁矿石，考虑脱硫，通常采用阶段磨矿-阶段弱磁选-浮选联合工艺流程，即先用弱磁选获得铁品位合格的磁铁精矿，再对磁铁精矿进行反浮选脱硫，获得硫含量合格的最终磁铁精矿。但是该联合工艺流程需要在反浮选脱硫时加入浓硫酸调浆并清洗磁黄铁矿表面，使之在加入硫化矿捕收剂之后，得以上浮，与磁铁精矿分离，实现磁铁精矿脱硫的目的。该联合工艺流程不足之处在于：一是生产上对浓硫酸的操作控制难度大，容易造成生产事故；二是工艺流程长，推高了选矿成本；三是浮选工艺进行磁铁矿精矿脱硫加大了后续废水处理、环境治理的压力。

高硫铁精矿脱硫是当今铁矿选矿的重大课题，实现磁铁矿精矿与磁黄铁矿的分离，脱除铁精矿中磁黄铁矿是行业性的难题。因此，研发环境友好型非浮选工艺脱除铁精矿中的磁黄铁矿以实现铁精矿脱硫的目的，将对我国钢铁工业的发展及环境保护起到重要的推动作用，势在必行。

发明内容

针对高硫磁铁矿精矿反浮选脱除磁黄铁矿方法存在的不足，本发明的目的是提供一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法，建立绿色环保的高硫磁铁矿精矿预氧化-弱磁选工艺脱硫，实现高硫磁铁矿精矿硫杂质的含量TS＜0.30％的目的。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法，亦即预氧化—弱磁选脱硫工艺，其特征在于：将强氧化剂与高硫磁铁矿精矿混合给入磨机与旋流器组成的闭路磨矿作业中，强氧化剂与磁黄铁矿进行氧化还原反应，将磁黄铁矿氧化成Fe₂(SO₄)₃弱磁性矿物，然后采用弱磁选工艺脱除磁黄铁矿，得到硫含量合格的磁铁矿精矿(通常S＜0.2％)，具体包括以下步骤：

S1、称取强氧化剂

按照高硫磁铁矿精矿重量5％～10％的比例称取强氧化剂；

S2、将强氧化剂与高硫磁铁矿精矿给矿混合：

将步骤S1中所称取的强氧化剂混入到高硫磁铁矿精矿给矿中；

S3、进行氧化还原反应

将步骤S2中所得到的混合物给入磨机与旋流器组成的闭路磨矿作业，双氧水与磁黄铁矿发生氧化还原反应，作用时间为10min～60min，获得细度为-0.075mm占95％以上的闭路磨矿作业分级溢流产品；

S4、采用弱磁选工艺脱除磁黄铁矿

将闭路磨矿作业分级溢流产品给入一粗一精两段连续弱磁选工艺选别，获得弱磁选精矿产品、弱磁选粗选尾矿产品和弱磁选精选尾矿产品；弱磁选精矿产品即为磁铁矿精矿，磁铁矿精矿含硫量＜0.2％；弱磁选粗选尾矿产品和弱磁选精选尾矿产品合并为弱磁选尾矿产品，氧化成Fe₂(SO₄)₃弱磁性矿物的磁黄铁矿成为弱磁选尾矿产品。

所述的强氧化剂为双氧水或高锰酸钾或高氯酸钾或漂白粉。

所述的弱磁选工艺采用合适磁场强度800Gs～3000Gs的弱磁选机，在给矿浓度20％～40％的条件下进行。

磁黄铁矿氧化还原反应原理

磁黄铁矿的分子式：Fe_1-xS，其理论组成(wB％)：Fe 63.53％，S 36.47％。实际上硫可达39～40％，因部分Fe²⁺被Fe³⁺代替，为保持电价平衡，在Fe²⁺位置上出现空位，称为缺席构造。故磁黄铁矿的通式常以Fe_1-XS表示。式中x表示Fe原子亏损数(结构空位)，现取x＝0.333。

磁黄铁矿与双氧水发生氧化反应方程式为：

3Fe_0.667S+12H₂O₂＝Fe₂(SO₄)₃+12H₂O

与现有技术相比，本发明的优点是：

氧化脱硫方法用于脱除高硫磁铁矿精矿中的磁黄铁矿，即采用预氧化-弱磁选工艺脱硫，具有流程简单、操作便捷、效率高、成本低、绿色环保等特点。

附图说明

图1为本发明的预氧化—弱磁选脱硫工艺原则流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

某低品位高硫磁铁矿选矿厂采用粗粒预选-阶段磨矿-阶段弱磁选工艺流程生产的铁精矿，该铁精矿的化学多元素分析及铁物相分析结果分别见表1、表2。

表1铁精矿的主要化学成分分析结果(％)

表2铁精矿中铁的化学物相分析结果(％)

由表1、表2分析结果可以看出：该铁精矿硫含量达到0.8％，与铁精矿中硫杂质的含量一般要求TS＜0.30％的标准相比严重超标，需要降硫。

经镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究查明，，该铁精矿的主要组成矿物种类较为简单，铁矿物为单一的磁铁矿；金属硫化矿物为磁黄铁矿；脉石矿物主要为石英。磁黄铁矿多为不规则的粒状、细脉状、透镜状或蛇曲状以星散浸染状的形式嵌布在磁铁矿中，部分沿磁铁矿边缘或粒间充填交代，粒度0.01～0.15mm不等，形态相对较为规则，半自形板片状居多，少数为不规则状，由于磁黄铁矿为强磁性矿物，弱磁选过程中磁黄铁矿易随同磁铁矿一起进入铁精矿，所以铁精矿中硫的含量较高，为高硫磁铁矿精矿。

如图1所示，应用本发明的一种高硫磁铁矿精矿的氧化脱硫方法，亦即预氧化—弱磁选脱硫工艺处理该高硫磁铁矿精矿，将强氧化剂双氧水与含硫量0.8％的高硫磁铁矿精矿给矿混合给入球磨机与旋流器组成的闭路磨矿作业中，双氧水与磁黄铁矿进行氧化还原反应，将磁黄铁矿氧化成Fe₂(SO₄)₃弱磁性矿物甚至非磁性矿物，增大目的矿物与含硫杂质矿物比磁化系数的差异，然后采用弱磁选工艺脱除磁黄铁矿，获得含硫量0.09％的磁铁矿精矿。具体包括以下步骤：

S1、称取强氧化剂双氧水

按照高硫磁铁矿精矿重量的10％比例称取双氧水；

S2、将双氧水与高硫磁铁矿精矿给矿混合：

将步骤S1中所称取的双氧水混入到高硫磁铁矿精矿给矿中；

S3、进行氧化还原反应

将步骤S2中所得到的混合物给入球磨机与旋流器组成的闭路磨矿作业，双氧水与磁黄铁矿发生氧化还原反应，作用时间为30min，获得细度为-0.075mm占96％的闭路磨矿作业分级溢流产品；

S4、采用弱磁选工艺脱除磁黄铁矿

将闭路磨矿作业分级溢流产品给入一粗一精两段连续弱磁选工艺选别，获得弱磁选精矿产品、弱磁选粗选尾矿产品和弱磁选精选尾矿产品；弱磁选精矿产品即为磁铁矿精矿，磁铁矿精矿含硫量0.09％；弱磁选粗选尾矿产品和弱磁选精选尾矿产品合并为弱磁选尾矿产品，氧化成Fe₂(SO₄)₃弱磁性矿物的磁黄铁矿成为弱磁选尾矿产品。

所述的一粗一精两段连续弱磁选工艺均采用磁场强度1500Gs的常规弱磁选机，在常规给矿浓度30％的条件下进行，选别后铁精矿化学多元素分析、铁物相分析、矿物含量分析结果分别见表3和表4。

表3选别后铁精矿的主要化学成分分析结果(％)

组分	TFe	mFe	FeO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	SiO<sub>2</sub>	TiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO
									含量	68.13	67.82	30.97	63.56	4.13	0.29	0.63	0.20
组分	MgO	MnO	Na<sub>2</sub>O	K<sub>2</sub>O	P	S	C	烧失
									含量	0.19	0.09	0.04	0.05	0.01	0.09	0.01	0.3

表4选别后铁精矿中铁的化学物相分析结果(％)

如果高硫磁铁矿精矿给矿粒度足够细，可以不采用闭路磨矿作业，直接将高硫磁铁矿精矿给矿加入搅拌槽中进行氧化反应，然后采用弱磁选工艺脱除磁黄铁矿即可。

另外，对于含硫不是超标很多的高硫磁铁矿石的选矿工艺，亦可在精选前的磨矿作业加入强氧化剂脱除一部分磁黄铁矿，以保证铁精矿含硫量合格。