西南地区难选细粒高磷赤褐铁矿的选矿工艺研究

　　金属矿山增刊肖军辉1张宗华1张昱2（1.昆明理工大学；2.昆明晶石矿冶有限责任公司）矿工艺。首先，分别对Y-矿样和S-矿样做了磁选工艺和浮选工艺研究。试验结果表明，用磁选、浮选的工艺是不能得到理想的铁精矿产品指标；其次，根据Y -矿样和S -矿样本身的性质，尤其两个矿样中磷的含量严重超标。

　　磷是以胶磷矿形式存在的用常规的物理选矿工艺是不可取的。因此，根据两个矿样原矿含铁的不同选择了不同的选矿工艺，做了详细的工艺研究。*后，Y-矿样选择焙烧-浸出降磷工艺获得了铁品位为66.43%、磷品位为0.131%、铁回收率为98.89%的铁精矿产品指标，S-矿样选择焙烧-弱磁选-浸出降磷工艺获得了铁品位为61.29%、磷品位为0.108%、铁回收率为74.61%的铁精矿指标。

　　铁是世界上发现*早，利用*广，用量也是*多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业，铁矿石还用于作合成氨的催化剂（纯磁铁矿），天然矿物颜料（赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿）、饲料添加剂（磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿）和名贵药石（磁石）等。物铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。其中磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、磁赤铁矿等的选矿工艺比较简单已经比较成192熟。而褐铁矿由于矿石本身性质很特殊并且这类矿石堪布粒度非常细，有害杂质硫、磷、砷等都很高用常规的物理选矿方法是很难降低到符合铁精矿产品所要求的指标的；往往是用物理选矿和化学选矿相结合的选矿工艺才能获得理想的产品指标，工艺比肖军辉（1982-），男，昆明理工大学国土资源工程学院，硕士生，650093云南省昆明市一二一大街文昌巷1号。

　　张宗华（1938-），男，昆明理工大学国土资源工程学院，教授，博士生导师，650093云南省昆明市一二一大街文昌巷1号。

　　较复杂成本很篼等因素就导致了该类矿石在目前仍提出比较新颖、简单、可靠、经济、环保的选矿工艺方然没有得到合理、经济的利用这是不符合当前铁矿案，实现资源的综合利用，从而符合国家当前大力提石资源紧张的局面的。因此，本研究旨在经过西南倡发展的循环经济方针。主要铁矿物的性质见表地区的高磷难选细粒赤褐铁矿的工艺试验研究后，表1主要铁矿物性质矿物名称组成硬度密度物理或化学性质磁铁矿等轴晶系，单晶体常呈八面体，较少呈菱形十二面体。在菱形十二面体面上，长对角线方向常现条纹。集合体多呈致密块状和粒状。颜色为铁黑色、条痕为黑色，半金属光泽，不透明赤铁矿及少量Ga和Co三方晶系，完好晶体少见。结晶赤铁矿为钢灰色，隐晶质；土状赤铁矿呈红色。条痕为桃红色或鲜猪肝色。金属至半金光泽。

　　有时光泽暗淡磁赤铁矿7-3，其化学组成中常含有Mg、Ti和Mn等混人物等轴晶系，五角三四面体晶类，多呈粒状集合体，致密块状，常具磁铁矿假象。颜色及条痕均为褐色褐铁矿针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以及含水氧化硅、泥质等的混合物。化学成分变化大，含水量变化也大。

　　针铁矿，cr-FeO（OH），含Fe62.99fc.含不定：的吸附水者，称水针铁矿HFe02 NH20.斜方晶系，形态有针状、柱状、薄板状或髹片状；纤铁矿，7-Fe（OH），含Fe62.9%.含不定童的吸附水者，称水纤铁矿F>（H〉NHW.斜方晶系。常见髹片状或纤维状集合体。颜色暗红至黑红色。条痕为桔红色或砖红色钛铁矿三方晶系，菱面体晶类。常呈不规则粒状、髹片状或厚板状。在9501以上钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同象。当温度降低时，即发生熔离，故钛铁矿中常含有细小髹片状赤铁矿包体。钛铁矿颜色为铁黑色或钢灰色。条痕为钢灰色或黑色含赤铁矿包体时呈褐色或带揭的红色条痕菱铁矿3.%左右三方晶系。常见菱面体，晶面常弯曲。其集合体成粗粒状至细粒状。亦有呈结核状、葡萄状、土状者。黄色、浅褐黄色（风化后为深褐色）1矿样性质表2Y -矿样光谱分析结果本试验研究的矿样来自云南某地区和四川某地元素区的赤褐铁矿，分别记为Y-矿样和S-矿样。云含量南某地区矿样风化很严重，呈粉状蓬松状，水分含量元素篼而且易潮解，该矿样含铁54.98%，含磷0.537%，含量元素含砷0.1075%四川某地区矿样原矿铁品位为47.含量16%，主要有害杂质磷含量为0. 518%，该矿样呈块状易脆解理性比较好，两个矿样本身的组成很相似，元素含量矿石中的铁矿物主要为赤褐铁矿，其次为磁铁矿、褐元素铁矿、硅酸铁矿及碳酸铁矿；脉石矿物主要有角闪含量石、白云石、方解石、辉石，其次为普通辉石和透辉石、其它少量矿物有橄榄石、绢云母、绿泥石、电气矿样光谱分析结果石、石英等。下面对两个矿样做了光谱分析、多元素元素分析、铁物相分析其结果见表2含量元素从上面的分析结果表明Y-矿样的原矿铁品位含量比较高已经很接近褐铁矿的理论品位，磷的含含量元素量严重超标。S-矿样原矿铁的品位比较低，磷的含含置量也是严重超标。两个矿样中银、铜、钴、镍、锡、钛元素等含量很低无综合回收价值，有害杂质硫、砷不超标只有磷超标。因此，两个矿样主要是回收铁的同时降低磷的含量。

　　含量元素含量0.518103.20表6Y-矿样铁物相分析结果%铁物相TFe磁性铁碳酸铁黄铁矿硅酸铁赤、褐铁矿含置54.240.6720.088 0.0200.17452.89表7S矿样铁物相分析结果%铁物相TFe磁性铁碳酸铁黄铁矿硅酸铁赤、褐铁矿含量47.062.540.098时间/min S-矿样磨矿流程Y-试样强磁选1强磁选2磁mnI磁件矿2强磁选3强磁选4磁性矿3磁件矿4非磁性矿Y-矿样磁选试验流程2选矿试验研究2.1磁选试验两个矿样都属于弱磁性矿物，并含有少量的强磁性矿物，在选矿上一般遵循“能拿早拿，能弃早弃”的原则。故先用弱磁场富集其中的强磁性矿物，试验结果表明强磁性矿物约占整个矿样的1%左右，由于在强磁场分选的过程中，试样中强磁性矿物的含量如果超过2%就会产生磁团聚的现象而影响分选。Y-矿样原矿呈粉状，粒度堪布非常细为了防止在磨矿过程发生过磨而产生泥化，采用磨矿流程。S-矿样呈块状，其磨矿试验结果见。下面对两个矿样分别做强磁场分选试验工艺流程如和，Y-矿样和S-矿样试验结果依次见和。

　　强磁选1原矿>制浆洗矿分级强磁选2强磁选3磁忡矿2I I强磁选4磁性矿3丨―磁件矿4非磁性矿S-矿样磁选试验流程磨矿单位：mm Y-试样Y-矿样磨矿流程从上面的试验结果来看，Y-矿样用磁选的工艺无法实现提铁降磷，并且呈现铁高磷也高的趋势。S-矿样用磁选工艺磷的含量在磁性物中有显著的激磁电流/A S-矿样磁选试验结果▲-铁品位；檐品位区别但仍然含量很高，同时磁性物中铁品位含量很低综合起来在50%以下与原矿相比较选别效果很不理想。

　　从前面的试验来看，磁选工艺效果不理想。Y-矿样原矿含铁已经接近褐铁矿的理论品位，故可以从浮选降磷的角度把磷作为目的矿物来选别而达到提铁降磷的目的；S-矿样原矿铁品位比较低同样也可以用浮选的工艺来提铁降磷。浮选工艺流程如，浮选试验结果见表8和表9. Y-试样1供干液返间铁精矿表8Y-矿样浮选试验结果%）：淀粉5R/t5：化石蜡皂丨50）：2油20g/t扫选汴选椅矿浮选尼矿浮选试验工艺流程从浮选试验结果来看，仍然无法得到比较理想的指标。这说明两个矿样中的磷的存在形式不是以髹灰石的形式，而是胶磷状该类铁矿石用常规的物理选矿工艺是没有办法得到很理想的产品指标。用化学或改性的方法是处理该类铁矿石的主要方法。

　　2.3焙烧-浸出和焙烧-弱磁选-浸出试验2.3.1Y-矿样焙烧-浸出降磷试验-矿样原矿品位为54.98%，对该类铁矿石铁品位已经比较理想了。因此，用焙烧后的产品作为精矿产品，再用盐酸浸出的方法降磷从而得到合格的铁精矿产品其工艺流程如8，试验结果见盐酸浓度1浸出降磷曲线铁精矿品位；0-磷品位Y-矿样经过该工艺铁精矿产品的指标：铁品位为66.43%，铁的回收率=100.00%x（l-浸失率）=98.99%，磷品位0.131%的理想指标。

　　2.3.2S-矿样焙烧-弱磁选-浸出降磷试验S-矿样原矿铁品位比较低为47. 16%，如果直接焙烧不加还原剂很得到质量比较好的铁精矿产品。因此，采用下面的艺流程如2所示，试验结果见表10表10 S-矿样焙烧-磁选试验结果产物铁品位铁回收率磷品位磷回收率磁性非磁合计表11 S-矿样漫出降磷试验结果产物铁品位磷品位浸失率铁回收率浸出前（磁性）授出后（铁梢矿）注：铁回收率=100.00%X（I-浸失率）。

　　S-矿样焙烧-弱磁选-漫出降磷工艺流程S-矿样经过上面的工艺可以获得铁精矿产品的指标为；铁品位为61.29%，磷品位为0108%，铁的回收率为74.61%的理想指标。

　　3结论Y-矿样和S-矿样经过上面的工艺研究后，*终分别选择焙烧-浸出降磷和焙烧-弱磁选-浸出降磷工艺都获得了比较理想的铁精矿产品。

　　焙烧-浸出工艺与焙烧-弱磁选-浸出相比投资小，不需要加还原剂环境污染小，所需设备少，无尾矿。

　　焙烧-浸出工艺适合原矿含铁相对较高的赤褐铁矿，该工艺金属回收率篼是一个比较新型的选矿工艺。

　　焙烧-弱磁选-浸出工艺适合原矿含铁相对较低的赤褐铁矿，该工艺铁精矿指标相对比较稳定可靠，但尾矿的处理仍然是一个不容忽视的问题，需要做进一步的研究工作。

　　两个工艺都对环境存在不同程度的污染，尤其在焙烧过程中会产生大量的烟、废气、尘造成对环境的破坏。在浸出降磷的过程中，存在废液的回收与处理问题需要在回收循环利用方面做详细的研究。

　　对于西南地区的铁矿石来说，含磷篼堪布粒度非常细，风化现象比较严重。针对该类铁矿石来说焙烧-浸出和焙烧-弱磁选-浸出工艺无疑是很实用的选矿工艺。具体选择两个工艺中的哪一个需要对矿石的性质来选择。

　　随着易选、工艺简单、含有害杂质低的富铁矿石将变得越来越匮乏情况下，本文所提出的两种工艺或许将成为未来处理难选、含杂质篼、堪布粒度细的铁矿石的主要方法。

　　对整个矿物加工工程领域来说，中国铁矿石资源紧张的局面已经相当严峻。对用传统的重选、浮选、磁选、电选已经很难满足当前铁矿石资源的加工与利用，而是要拓宽思路运用物理或化学相结合的方法，用化学或改性的方法对矿石的处理将会变得越来越普遍。

　　对于中国目前所提出的循环经济，如何篼效率、高效益、环保的利用资源，如何合理的开发二次资源的综合利用等一系列问题都需要亟待解决。