【干货汇总】史上最全铁矿脱硫方法

3脱硫药剂与硫铁矿作用机理的理论研究及发展

3.1硫铁矿石晶体结构研究现状

通过磁选工艺流程，不同晶系的磁黄铁矿得到有效富集，其中大部分黄铁矿进入尾矿，少量未完全单体解离的黄铁矿则随磁黄铁矿进入浮选;在浮选工艺流程中，不同晶系的磁黄铁矿可浮性差别较大，而不同晶体结构的黄铁矿的可浮性并无明显的区别。故对磁黄铁矿的晶体结构研究现状作如下阐述，磁黄铁矿 (Fe1-xS，0 < x < 0.223) 常与多种硫化矿共生，具有单斜、六方和斜方三种同质多象变体，常见的为单斜和六方磁黄铁矿。

对不同的晶体结构 (单斜和六方) 的磁黄铁矿的可浮性进行了研究，显示单斜和六方的可浮性有明显的区别[24]。蔡从光等人与梁冬云等人通过浮选试验证明了单晶系磁黄铁矿的可浮性优于六方晶系磁黄铁矿，随着 S 含量与 Fe 含量之比增大，磁黄铁矿的晶体结构由六方晶系变为单斜晶系，磁性由弱变强，可浮性由差变好。

刘之能等人通过丁铵黑药药剂用量对未活化和活化的六方磁黄铁矿进行浮选试验及表面电位ε，研究了丁铵黑药体系下，六方磁黄铁矿的浮选行为及其表面吸附机理，结果表明，六方磁黄铁矿表面在中性条件下可浮性最好。李文娟等人通过单矿物试验，研究了单斜磁黄铁矿的浮选行为，结果表明：单斜磁黄铁矿在丁黄药或乙硫氮体系中的可浮性基本一致，矿浆电位对其浮选行为影响不大;碱性条件下，乙硫氮对单斜磁黄铁矿的捕收能力比丁黄药强。

磁黄铁矿的化学组成、物理性质和晶体结构决定其可浮性、表面易氧化程度以及性脆等特性。采用X 线衍射、电子探针和浮选试验，考察了单斜磁黄铁矿和六方磁黄铁矿的结构成分及可浮性差异，结果表明：单斜比六方磁黄铁矿富含硫;单斜和六方磁黄铁矿的浮选回收率随矿浆 pH 变化的规律类似，但是单斜磁黄铁矿的回收率比六方磁黄铁矿高，可浮性比六方磁黄铁矿好;酸性条件下，六方磁黄铁矿比单斜磁黄铁矿更容易被 Cu2+ 活化。

3.2硫铁矿与药剂的作用机理研究现状

近年来，国内外选矿工作者对选硫药剂与硫铁矿的反应机理进行了大量的研究，并将研究结果应用于指导矿山的生产实践，取得了可观的经济效益。

覃武林等人研究了硫酸和草酸对被石灰抑制后的磁黄铁矿的活化效果和活化机理。试验证实硫酸与草酸对磁黄铁矿的活化机理表现在两方面：一是提高磁黄铁矿表面自身氧化电位，阻碍亲水物质进一步产生;二是去除吸附在磁黄铁矿表面的亲水物质，使之露出新鲜表面。目前磁黄铁矿的电化学研究主要有磁黄铁矿的表面氧化、捕收剂与矿物作用的电化学研究以及铜离子对磁黄铁矿的活化等。

覃文庆通过紫外光谱分析，检测到丁黄药作用后的磁黄铁矿表面存在疏水性的双黄药。张芹通过磁黄铁矿红外光谱检测分析，推论乙黄药在磁黄铁矿表面生成双黄药。Bozkutr 等人考查了吸附有异丁基黄药的磁黄铁矿的红外光谱，也证明其表面生成了双黄药。Rao 等人观察到氮气气氛下，磁黄铁矿对黄药的吸附量很少，这可能是由于黄药氧化为双黄药需要较高的电位，而氮气气氛的电位明显过低造成的。由此可见，磁黄铁矿的浮选行为与矿浆的氧化还

原环境密切相关，即矿浆电位是磁黄铁矿浮选回收率与浮选速率的决定因素之一。

ZHANG Qin 等人在乙黄药浓度为 1×10-4 mol/L时通过乙黄药与磁黄铁矿作用机理的研究得出了磁黄铁矿的可浮性与 pH 值和矿浆电位存在着匹配关系，在某一 pH 值下，只有在适宜的矿浆电位区域，磁黄铁矿才可浮。Khant报导通过向矿浆中预先充气提高矿浆电位，可以有效地抑制磁黄铁矿，反之，不预先充气，则具有一定的活化作用。酸性条件下，铜离子与磁黄铁矿表面的铁离子发生交换，从而活化矿物表面。磁黄铁矿表面氧化速度快，据报道在相同条件下，磁黄铁矿的氧化速度是黄铁矿的 20～100 倍。磁黄铁矿在一定限度内氧化生成 FeSO4 与 Fe2(SO)3，时有单质硫产生，但泥化后其比表面积大，易严重氧化，在表面生成 Fe(OH)3 与 FeO(OH)亲水层，可浮性下降。

黄尔君等人通过对单矿物及现场矿浆样的试验表明，硫酸铵和碳酸氢铵对被石灰抑制的黄铁矿具有良好的活化作用，而且可在高碱度 (pH 达 11 ~ 12) 下使黄铁矿活化浮游。硫酸铵对黄铁矿活化作用机理包括：

(1) 沉淀矿浆中的 Ca2+，适当降低 pH 值;

(2) 解吸矿物表面的 Ca2+，而且比较彻底;

(3) 氨的活化作用以及矿物表面吸附少量硫酸铵，有可能通过它络合 Cu2+;

(4) 硫酸铵活化黄铁矿时，精矿品位高，与它能保持矿泥絮凝不进入精矿有关。

4结论

(1) 综上所述，近年来在含硫磁铁矿石脱硫方面，国内外学者做了大量的研究，不管是工艺流程、反浮选药剂还是理论上都有大量的文献报道，目前在磁浮选工艺技术方面的研究已取得了较好的进展，并在生产中取得了显著的经济效益。可以说，在资源日益趋于枯竭的今天，加强理论的研究、开发出高效的脱硫新工艺技术和反浮选新型药剂仍是硫铁矿选矿研究的重点和发展方向。

(2) 对脱硫新工艺技术的研究历来是选矿工作者关注的课题：① 考虑用全磁选工艺。在现阶段磨矿、弱磁选—细筛再磨再选工艺流程的基础上，再用高效细筛和高效磁选设备进行精选。与反浮选工艺相比，该流程简单，工艺可靠，投资省、工期短、易操作;②考虑用弱磁选 — 反浮选 — 弱磁选联合工艺。该工艺先除掉没有磁性的黄铁矿和脉石矿物，再通过反浮选选别出磁黄铁矿，最后磁选保证铁精矿的品位，尽可能地脱掉含硫磁铁矿石中的硫，使铁矿石最大程度地具有开采利用价值。

(3) 反浮选技术的研究方向是研制高效、低耗、低毒的新型反浮选药剂、工艺和设备，以提高选矿效率，降低选矿成本和对环境的污染。反浮选药剂的应用研究包括开发捕收能力强、选择性高、耐低温的优良捕收剂和无硫酸、高效廉价、节能省耗的新型活化剂，以期提高工作效率，减少经济成本，避免设备腐蚀，降低对环境的污染。