蘇興國 楊光 何云林

（1.鞍鋼集團(tuán)有限公司東鞍山燒結(jié)廠；2.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）

某采場鐵礦石性質(zhì)較復(fù)雜，不僅表現(xiàn)在礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，而且表現(xiàn)在采場不同部位的鐵礦物成分差異較大，尤其是碳酸鐵礦物和硅酸鐵礦物含量變化較大。采場礦石類型復(fù)雜，既有磁鐵貧礦、赤鐵貧礦、碳酸鐵和硅酸鐵型貧礦。為了高效開發(fā)利用該礦石資源，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，在對礦石進(jìn)行充分工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了礦石的可選性研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分分析

為詳細(xì)了解采區(qū)的礦石性質(zhì)，根據(jù)采場條件及礦石性質(zhì)，將采區(qū)內(nèi)礦石圈定為6 種礦石類型，即東部紅礦礦石、東部亞鐵含量較高的亞鐵礦石、東部碳酸鐵含量較高的碳酸鐵礦石、東部綠泥石及角閃石型等硅酸鹽礦物含量較高的綠泥礦石、西部混合礦石、西部磁性礦石。各類型礦石鐵物相分析結(jié)果見表1，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表2。

由表1 可以看出，礦石的類型復(fù)雜，多數(shù)礦石屬高硅酸鐵、碳酸鐵型貧磁性礦石或赤褐鐵礦石；碳酸鐵礦石、亞鐵礦石及混合礦石中碳酸鐵含量均較高，對礦石選別影響較大；綠泥礦石中硅酸鐵含量較高，亞鐵礦石、混合礦石及磁性礦石中硅酸鐵含量居中，東部紅礦礦石硅酸鐵含量較低。

由表2 可以看出，各類型礦石均為低硫、磷型鐵礦石，礦石全鐵品位多在30%～36%，亞鐵礦石、綠泥礦石、混合礦石及磁性礦石磁性鐵含量較高；東部紅礦礦石和碳酸鐵礦石均為赤鐵貧礦石。

1.2 礦石的礦物組成分析

礦石的硅酸鹽礦物都是閃石類礦物和少量綠泥石；碳酸鹽礦物則以方解石為主，含少量菱鐵礦、白云石等。礦石中幾種主要含鐵礦物及對選別影響較大的礦物含量見表3。

由表3可以看出，亞鐵礦石、綠泥礦石、混合礦石及磁性礦石中的鐵礦物以磁鐵礦為主；東部紅礦礦石和碳酸鐵礦石中的鐵礦物以赤鐵礦為主；碳酸鐵主要以菱鐵礦的形式存在；所有類型礦石中均含有菱鐵礦和含鐵碳酸鹽礦物。菱鐵礦及含鐵閃石含量較高時(shí)對鐵礦物選別有一定的影響。

各類型礦石中均含有一定量的碳酸鐵和綠泥石礦物，尤其是碳酸鐵礦石和綠泥礦石，混合礦石、碳酸鐵礦石和亞鐵礦石中亦含有較多菱鐵礦。

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造，同時(shí)發(fā)育揉皺狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造等。礦石的結(jié)構(gòu)主要為細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，同時(shí)還有少量包裹體結(jié)構(gòu)和浸染狀結(jié)構(gòu)。細(xì)條帶狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造發(fā)育的礦石及浸染狀結(jié)構(gòu)礦石含量較高時(shí)，可磨性略差，且礦物單體解離性能也會(huì)變差。

3 礦石的嵌布特征

閃石類礦物多呈半自形—自形晶結(jié)構(gòu)；石英、碳酸鹽礦物則多呈集合體狀產(chǎn)出，為他形晶結(jié)構(gòu)，以極細(xì)粒與鐵礦物共生或呈包裹體狀態(tài)，與其他礦物呈復(fù)雜接觸關(guān)系；磁鐵礦呈中—細(xì)粒半自形到他形；半假象鐵礦石的邊緣有赤鐵礦氧化邊，這部分赤鐵礦晶形較差，邊緣接觸關(guān)系復(fù)雜；硅酸鹽礦物晶形發(fā)育較好。

東部紅礦礦石、綠泥礦石、碳酸鐵礦石、亞鐵礦石中細(xì)粒鐵礦物含量較高，且礦物間接觸關(guān)系復(fù)雜，對礦石可磨性及單體解離具有一定影響，其他類型礦石中礦物間接觸關(guān)系相對簡單。各類型礦石嵌布粒度［1］測定結(jié)果見表4。

由表4 可知，礦石中鐵礦物嵌布粒度屬中到細(xì)粒類型，細(xì)粒鐵礦物含量較多，相對來說鐵礦物嵌布粒度由中到細(xì)依次為磁性礦石、亞鐵礦石、東部紅礦礦石、混合礦石、綠泥礦石、碳酸鐵礦石，碳酸鐵礦石在磨礦時(shí)礦物單體解離尤其困難。

4 各類型礦石可選性試驗(yàn)

各類型礦石的可磨度試驗(yàn)表明，東部紅礦礦石相對難磨；碳酸鐵礦石及綠泥礦石粗磨較容易，但細(xì)磨較難，這與碳酸鹽礦物及硅酸鹽類礦物含量較高有關(guān)；其他類型礦石則較易磨。

各類型礦石各磨礦粒度的解離度分析表明，綠泥礦石及碳酸鐵礦石磨至-74 μm 含量占95%時(shí)，鐵礦物單體解離度才接近80%，其他礦石相對好磨。

為適應(yīng)選廠弱磁選—強(qiáng)磁選—陰離子反浮選生產(chǎn)工藝流程［2］，將各類礦石磨至-74 μm含量占94%～95%后開展弱磁選—強(qiáng)磁選—混磁精開路浮選流程試驗(yàn)。

4.1 弱磁選—強(qiáng)磁選試驗(yàn)

試驗(yàn)采用一段弱磁選+一段強(qiáng)磁選流程，條件試驗(yàn)確定的弱磁選磁場強(qiáng)度為95.54 kA/m，強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9 T，弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果見表5～表10，各精礦鐵物相分析結(jié)果見表11。

由表5～表10 可以看出，6 種類型礦石中東部紅礦礦石及碳酸鐵礦石尾礦品位較高，這與微細(xì)粒鐵礦物及含鐵方解石、鐵白云石含量較高有關(guān)；其他類型礦石的強(qiáng)磁尾鐵品位均較低；碳酸鐵礦石及綠泥礦石混磁精品位較低。

由表11 并結(jié)合表3 可以看出，原礦在菱鐵礦及含鐵閃石較多時(shí)，對應(yīng)的混磁精中硅酸鐵及碳酸鐵含量也較高。

4.2 混磁精反浮選試驗(yàn)

因大部分礦石中的鐵礦物嵌布特征不理想，導(dǎo)致混磁精中鐵礦物解離狀態(tài)較差，貧連生體較多，為提高各混磁精的解離度，將各混磁精細(xì)磨至-74 μm含量占94%～95%，此時(shí)，除碳酸鐵礦石物外，其他鐵礦物解離度均在80%以上。此條件下的開路陰離子反浮選［3］試驗(yàn)固定NaOH 用量為1 250 g/t，淀粉用量為1 650 g/t，CaO用量為500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表12。

由表12 可以看出，東部紅礦礦石、亞鐵礦石及磁性礦石反浮選精礦品位明顯較高，達(dá)66.5%以上；碳酸鐵礦石反浮選精礦指標(biāo)較差，不到60%，這與礦石的細(xì)粒致密構(gòu)造發(fā)育及礦物接觸關(guān)系復(fù)雜有關(guān)。

5 綜合配礦試驗(yàn)

因?yàn)榇蠊I(yè)生產(chǎn)無法實(shí)現(xiàn)單一類型礦石入選，為保證生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性，生產(chǎn)中必須結(jié)合各部位礦石的儲量及礦石的可選性，進(jìn)行配礦生產(chǎn)。

5.1 配礦方案

開采境界內(nèi)磁性礦石、東部紅礦礦石、亞鐵礦石儲量［3］較大，碳酸鐵礦石、綠泥礦石儲量較小，配礦時(shí)將兼顧選別試驗(yàn)結(jié)果，并按入選礦石碳酸鐵含量不超過3%、硅酸鐵含量盡量低的原則去組織，確定的合理配礦方案為磁性礦石、亞鐵礦石、東部紅礦礦石、混合礦石、綠泥礦石、碳酸鐵礦石分別占25%、25%、25%、10%、10%、5%，綜合配礦鐵物相分析結(jié)果見表13。

由表13 可以看出，綜合配礦屬混合礦石，碳酸鐵、硅酸鐵占有率分別為7.24%、3.30%。

5.2 綜合配礦弱磁選—強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果

將綜合配礦磨至-74 μm含量占94.5%，進(jìn)行一段弱磁選+一段強(qiáng)磁選試驗(yàn)，弱磁選磁場強(qiáng)度為95.54 kA/m，強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9 T，弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)流程見圖1，混磁精鐵物相分析結(jié)果見表14。

由圖1 可以看出，綜合配礦磨至-74 μm 含量占94.5%的情況下，經(jīng)一段弱磁選+一段強(qiáng)磁選，獲得了鐵品位43.77%、回收率90.07%的混磁精。

由表14可以看出，混磁精中主要為磁性鐵，分布率達(dá)64.01，其次為赤褐鐵，分布率為27.95%，碳酸鐵、硅酸鐵分布率均不高，分別為5.49%和2.55%。

5.3 混磁精陰離子反浮選試驗(yàn)

混磁精再磨至-74 μm 含量占90.55%情況下進(jìn)行反浮選，反浮選礦漿pH 調(diào)整劑NaOH 用量為1 250 g/t，抑制劑淀粉+K6用量為1 350 g/t，活化劑CaO用量為500 g/t，捕收劑TD-Ⅱ粗選用量為1 800 g/t、精選用量為900 g/t，試驗(yàn)流程見圖2。

由圖2 可以看出，綜合配礦采用圖2 所示的流程處理，獲得了鐵品位65.54%、回收率66.30%的綜合精礦。

6 結(jié)語

（1）某采場低硫、磷型鐵礦石性質(zhì)較復(fù)雜，多數(shù)礦石屬高硅酸鐵、碳酸鐵型貧磁性礦石或赤褐鐵礦石。

（2）礦石的構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造，礦石的結(jié)構(gòu)主要為細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)。細(xì)條帶狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造發(fā)育的礦石及浸染狀結(jié)構(gòu)礦石含量較高時(shí)，可磨性略差，且礦物單體解離性能也會(huì)變差。

（3）礦石中鐵礦物嵌布粒度屬中到細(xì)粒類型，細(xì)粒鐵礦物含量較多，相對來說鐵礦物嵌布粒度由中到細(xì)依次為磁性礦石、亞鐵礦石、東部紅礦礦石、混合礦石、綠泥礦石、碳酸鐵礦石，碳酸鐵礦石在磨礦時(shí)礦物單體解離尤其困難。

（4）6 種類型礦石中東部紅礦礦石及碳酸鐵礦石尾礦品位較高，這與微細(xì)粒鐵礦物及含鐵方解石、鐵白云石含量較高有關(guān)；其他類型礦石的強(qiáng)磁尾鐵品位均較低；碳酸鐵礦石及綠泥礦石混磁精品位較低。原礦在菱鐵礦及含鐵閃石較多時(shí)，對應(yīng)的混磁精中硅酸鐵及碳酸鐵含量也較高。東部紅礦礦石、亞鐵礦石及磁性礦石反浮選精礦品位明顯較高，達(dá)66.5%以上；碳酸鐵礦石反浮選精礦指標(biāo)較差，不到60%，這與礦石的細(xì)粒致密構(gòu)造發(fā)育及礦物接觸關(guān)系復(fù)雜有關(guān)。

（5）綜合配礦（磁性礦石、亞鐵礦石、東部紅礦礦石、混合礦石、綠泥礦石、碳酸鐵礦石分別占25%、25%、25%、10%、10%、5%）磨至-74 μm 含量占94.5%的情況下，采用一次弱磁選+一次強(qiáng)磁選+混磁精陰離子反浮選流程處理，最終獲得鐵品位65.54%、回收率66.30%的綜合精礦。