摘 要：某鐵礦石以鏡鐵礦為主，為查明其選礦試驗(yàn)精礦品位偏低、尾礦品位偏高的原因，通過顯微鏡礦相發(fā)現(xiàn)，其中35%的鏡鐵礦呈針狀結(jié)構(gòu)，嵌布于菱鐵礦和石英集合體中，20%的鏡鐵礦呈微晶結(jié)構(gòu)，粒度在10 um以下分布在脈石中，難以解離，是精礦品位提升困難的主要原因。通過強(qiáng)磁選試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在分選過程中，粒度在400目以下與碧玉、石英的形成貧連生體的鏡鐵礦、粒度在1 000目以下鏡鐵礦單體用強(qiáng)磁選回收困難。通過反浮選提精降雜試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，粒度在35 um左右被脈石顆粒包裹以連生體形式存在的鏡鐵礦、褐鐵礦集合體會(huì)被拋出，是浮選尾礦品位偏高的原因。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)磁；礦相；鐵礦石

中圖分類號(hào)：TD951

1 引言

我國擁有較豐富的鐵礦石資源，礦石特點(diǎn)貧、細(xì)、雜，伴生關(guān)系復(fù)雜，鐵礦石平均鐵品位僅為 33%，選別出高品位鐵精礦難度較大[1]。從選鐵工藝上看，磨礦-磁選-反浮選工藝流程結(jié)構(gòu)緊湊合理，對(duì)礦石性質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定[2] 。王強(qiáng)等[3]以河南某褐鐵礦為研究對(duì)象，進(jìn)行磨礦-高梯度磁選-十二胺反浮選流程試驗(yàn)，最終獲得鐵精礦鐵品位為 52.74%、回收率為 58.45% 的指標(biāo)。夏夕雯等[4]以司家營混合磁選精礦為研究對(duì)象，進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，獲得鐵品位為 65.23%、回收率為 83.55%的指標(biāo)。酒鋼選礦廠主要處理鏡鐵山式鐵礦石，經(jīng)過幾十年的選礦技術(shù)攻關(guān)和生產(chǎn)實(shí)踐，形成了塊礦（+15 mm）豎爐焙燒→弱磁→反浮選，粉礦（-15 mm）強(qiáng)磁選的生產(chǎn)工藝流程[5]。鋼鐵材料作為用量最大的結(jié)構(gòu)和功能材料，在國家安全、國民經(jīng)濟(jì)、人民生活等方面具有十分重要的地位，我國鐵礦資源稟賦差、利用率低[6]，鐵礦資源儲(chǔ)量大，品位低，按鐵礦資源的總量中國居世界第 4 位，但礦石平均品位只有34.5%，貧礦石約占全部礦石儲(chǔ)量的 98% ，絕大部分鐵礦石須經(jīng)過選礦富集后才能使用[7]。劉長正等[8]利用轉(zhuǎn)底爐處理低品位難選鐵礦，獲得鐵品位94.39%、回收率83.34%的指標(biāo)。

文章采用磨礦-磁選-反浮選工藝對(duì)某鐵礦石進(jìn)行分選，研究鐵礦物在選別過程中的賦存狀態(tài)，查明鐵礦物在尾礦中流失的原因，以及有害元素S、K2O在精尾礦的富集情況。

2 原料性質(zhì)

2.1 原料礦相分析

將某鐵礦-3 mm礦樣用加溫膠熔法制成光片，在顯微鏡下觀測(cè)各種鐵礦物和脈石礦物的賦存方式，礦相照片如圖1、圖2所示。

某鐵礦主要鐵礦物為鏡鐵礦，其次為菱鐵礦和褐鐵礦，偶見黃鐵礦，脈石礦物有石英、碧玉、重晶石，少見鐵質(zhì)千枚巖。

鏡鐵礦：多呈鱗片狀、針狀、短小柱狀結(jié)構(gòu)，大多數(shù)分布在50～75 um，無包裹體存在，與脈石礦物連生邊界清晰，二者易于解離，這種形式存在的鏡鐵礦約占總數(shù)的45%。

另外一部分鏡鐵礦呈針狀結(jié)構(gòu)，粒度大約為5×55 um，嵌布于菱鐵礦和石英集合體中，含有少量的石英、碧玉顆粒，這部分鏡鐵礦占總數(shù)的35%左右 。

還有部分鏡鐵礦呈微晶結(jié)構(gòu)，粒度在10 um以下，分布在脈石中，難以解離，這部分鏡鐵礦含量大約占總數(shù)的20%。

脈石礦物主要有石英、碧玉、重晶石，少見鐵質(zhì)千枚巖、鐵白云石。單體石英、碧玉粒度為20～35 um，與鏡鐵礦和菱鐵礦共生，邊界較為清晰，少數(shù)石英顆粒粒度較小分布在菱鐵礦集合體中，還有部分石英和碧玉顆粒較大，其中包裹有針狀鏡鐵礦，二者難以解離。

2.2 原料化學(xué)多元素分析

化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

從表1可以看出，某鐵礦鐵品位33.8%，主要雜質(zhì)為SiO2，含量達(dá)到23.3%，有害元素S，含量0.97%偏高，K2O含量0.66%偏高。與礦相分析結(jié)合，提高精礦品位，降低雜質(zhì)含量，主要需脫除石英、碧玉、重晶石，以及鐵質(zhì)千枚巖。

3 強(qiáng)磁選拋尾試驗(yàn)

某鐵礦在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行磨礦強(qiáng)磁選拋尾試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為一段粗選一段掃選，試驗(yàn)條件：粒度-200目62.7%，入選濃度為35%，磁感應(yīng)強(qiáng)度粗選為1.0 T，掃選為1.3 T，粗選、掃選沖洗水量均為2.5 L/min。強(qiáng)磁選拋尾流程如圖3所示。

某鐵礦在-200目62.7%粒度條件下，經(jīng)過兩段強(qiáng)磁選，可獲得強(qiáng)磁粗精礦鐵品位40.80%，回收率89.39%的指標(biāo)，尾礦品位為12.85%。對(duì)強(qiáng)磁尾礦進(jìn)行多元素分析，見表2。

通過表2可以看出，強(qiáng)磁選尾礦中SiO2、有害元素S、K2O含量明顯富集，強(qiáng)磁選能有效除去大部分雜質(zhì)及有害元素。

將某鐵礦的強(qiáng)磁選試驗(yàn)尾礦用加溫膠熔法制成光片，在顯微鏡下觀測(cè)各種鐵礦物和脈石礦物的賦存方式，礦相照片如圖4、圖5所示。

圖4中亮白色礦物為針狀鏡鐵礦，粒度為5×15 um；深灰色礦物為石英顆粒；淺灰色為菱鐵礦集合體；黃白色礦物為單體黃鐵礦，粒度約25 um。

圖5中亮白色礦物為微晶質(zhì)鏡鐵礦，粒度為10 um；深灰色礦物為碧玉。

從圖4、圖5可以看出，強(qiáng)磁選尾礦流失中的鐵礦物主要是：

（1）粒度在35 um以下細(xì)小針狀的鏡鐵礦，被包裹在脈石當(dāng)中，以鏡鐵礦和碧玉、石英的貧連生體為主，400目篩網(wǎng)對(duì)應(yīng)37 um，表明粒度在400目以下與碧玉、石英的形成貧連生體的鏡鐵礦用強(qiáng)磁選回收困難。

（2）粒度在10 um左右微晶質(zhì)的鏡鐵礦單體，1 000目篩網(wǎng)對(duì)應(yīng)13 um，表明粒度在1 000目以下鏡鐵礦單體強(qiáng)磁選回收困難。

4 強(qiáng)精浮選提精拋尾試驗(yàn)

將品位為40.80%強(qiáng)磁精礦再磨，在磨礦細(xì)度-300目含量92.7%條件下，采用陽離子捕收劑反浮選提質(zhì)降雜，流程為一粗一精4掃浮選閉路試驗(yàn)。

試驗(yàn)用水為自來水，pH為7.9左右，反浮選脫硅藥劑為酒鋼選礦廠現(xiàn)場使用藥劑、淀粉。試驗(yàn)用品為電子天平、2 000 mL量筒、秒表、實(shí)驗(yàn)室用浮選機(jī)等，粗選捕收劑用量110 g/t，淀粉用量2 000 g/t，精選捕收劑用量50 g/t。

每次浮選試驗(yàn)礦量為250 g，礦漿濃度為35%，浮選時(shí)間為 3 min，將250 g強(qiáng)磁精礦添加至浮選機(jī)中攪拌槽中加水，通過添加捕收劑攪拌后，充氣起泡，用刮板將泡沫刮出。試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出，強(qiáng)磁精礦經(jīng)過反浮選脫硅，品位由40.94%提升至46.32%，浮精硅含量為3.95%，作業(yè)回收率為93.03%，浮選尾礦品位為16.06%。

對(duì)浮選精礦、尾礦進(jìn)行多元素分析，具體結(jié)果見表3。

由表3可以看出，浮精燒損為21.1%，除去燒損后，品位可提升為58.4%，有益元素CaO、MgO、MnO得到富集，含量有所上升，有害元素S降至0.41%，K2O含量降至0.17%。

將浮選試驗(yàn)尾礦用加溫膠熔法制成光片，在顯微鏡下觀測(cè)各種鐵礦物和脈石礦物的賦存方式，礦相照片見如圖7、圖8所示。

圖7中亮白色礦物為鱗片狀的鏡鐵礦，粒度為30 um，與脈石礦物形成富連生體，還有部分鏡鐵礦粒度僅為10 um，與脈石形成貧連生體，少見微細(xì)粒的鏡鐵礦單體顆粒。

圖8中亮白色礦物為微細(xì)粒鏡鐵礦，粒度為15 um，與脈石礦物形成貧連生體，連生體粒度為35-75 um；還有部分脈石單體顆粒，粒度為30 um左右。

浮選尾礦中的鐵礦物主要是鏡鐵礦、褐鐵礦，少見菱鐵礦。細(xì)小微晶質(zhì)的鏡鐵礦主要以鐵礦物的貧連生體形式存在，被包裹在脈石顆粒當(dāng)中，還有部分鏡鐵礦呈富連生體形式，多與碧玉和石英連生，粒度在35 um左右；還可見少部分鱗片狀鏡鐵礦單體顆粒，粒度在30 um左右。褐鐵礦集合體粒度較大，在35 um左右，其中包裹有石英顆粒。菱鐵礦呈不規(guī)則粒狀，與脈石連生以鐵礦貧連生體形式存在。

5 結(jié)論

（1）某鐵礦中35%左右鏡鐵礦呈針狀結(jié)構(gòu)嵌布于菱鐵礦和石英集合體中，20%的鏡鐵礦呈微晶結(jié)構(gòu)，粒度在10 um以下，分布在脈石中，難以解離，是精礦品位提升困難的主要原因。

（2）粒度在400目以下，與碧玉、石英的形成貧連生體的鏡鐵礦以及粒度在1 000目以下鏡鐵礦單體用強(qiáng)磁選回收困難，但強(qiáng)磁選尾礦中SiO2、有害元素S、K2O含量明顯富集，強(qiáng)磁選作為粗選能有效除去大部分雜質(zhì)及有害元素。

（3）浮精除去燒損后，品位可提升58.4%，有益元素CaO、MgO、MnO得到富集，含量有所上升，有害元素S降至0.41%，K2O含量降至0.17%，用反浮選提精降雜時(shí)，粒度在35 um左右被脈石顆粒包裹以連生體形式存在鏡鐵礦、褐鐵礦集合體會(huì)被脫除。

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