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2 0 0 8 年第1 期 有色金属 选矿部分 1 9 某微细粒嵌布复杂铁矿的选矿工艺流程研究 周少珍，刘建远 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘 要矿石中铁矿物主要以不规则状产出，粒度以微、细粒为主，嵌布关系复杂，且矿物种类繁多，主要为赤 铁矿、假象赤铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿及少量菱铁矿，尚有微量磁赤铁矿、自然铁、磷铁矿等；脉石矿物 主要为石英，其它是辉石、绿泥石、云母、长石、黏土矿物等；本研究采用合理多段、适当细磨工艺，强化微、细粒赤 铁矿及假象赤铁矿的回收。试验推荐重逸磁选一反浮选联合流程，获得品位为6 7 ．7 9 ％、回收率为8 3 ．2 3 ％的铁精矿。 关键词重选；磁选；反浮选；赤铁矿；褐铁矿；针铁矿 中图分类号T D 9 5 1 ．1文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 8 0 1 0 0 1 9 一0 0 1矿样性质 1 ．1 主要成分含量分析 原矿主要化学成分分析结果见表1 。 表l 原矿主要化学成分分析结果 T a b l e1C h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - - m i n eo r e 垡堂堕坌 皇Q 璺塑竺鲤垒 垄 竺 坠垄堕塑 质量分数／％3 7 ．2 44 6 ．9 40 ．2 10 ．4 10 ．0 8 90 ．0 2 3O ．0 3 30 ．0 1 90 ．2 2 O ．1 9 1 ．2 化学物相分析 矿石中主要元素铁的化学物相分析结果见表2 。 表2 T a b l e 2 1 ．3 矿石的构造和结构 矿石的构造主要有浸染状构造、条带状构造、 块状构造、角砾状构造、似层状构造。矿石的结构 主要有细粒状结构、它形晶结构、自形晶结构、半 自形晶结构、不等粒结构、镶边结构、残余结构、 脉状结构、网脉状结构等，矿石中铁矿物主要以不 规则状产出，嵌布关系复杂。 1 ．4 矿石的矿物组成 矿石中铁矿物种类繁多，主要为赤铁矿、假象赤 铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿，尚有微量磁 赤铁矿、自然铁、磷铁矿、菱铁矿等，硫的独立矿物 原矿铁化学物相分析结果 T h ea n a l y s i sr e s u l t sF e - - d i s t r i b u t i o na m o n gm i n e r a l o g i c a lp h a s e 包括假象赤铁矿中铁 为黄铜矿，有害杂质成分磷的独立矿物为磷灰石。 脉石矿物主要为石英，其它尚有很少量辉石、 绿泥石、黑云母、白云母、绢云母、长石、黏土矿 物、金红石等。 1 ．5 主要矿物的嵌布特征 赤铁矿矿石中最主要的金属矿物，也是最主 要的回收对象。主要呈不规则状、粒状嵌布于脉石 矿物集合体及其间隙中，其次呈自形、半自形晶结 构，这部分赤铁矿粒度细，一般为5 ～l O I x m ，嵌布 关系复杂，难以充分单体解离；在粗粒赤铁矿中有 时可见页片双晶，有时还可见赤铁矿呈细脉状穿插 于脉石矿物中。在部分粗粒赤铁矿中，常可见脉石 收稿日期2 0 0 7 0 9 0 7 作者简介周少珍 1 9 6 6 一 ，女，江西吉安人，高级工程师。 包体，包体粒度一般为5 ～2 0 t x m ，如果磨矿细度不 够，则这部分脉石易进人铁精矿而影响铁精矿品 位。赤铁矿的嵌布粒度较细，一般为5 - 2 9 5 1 x m 。 赤铁矿的扫描电镜能谱分析结果表明，赤铁矿中铁 的含量为6 9 ．0 5 ％～7 0 ．6 3 ％，平均为6 9 ．9 1 ％。 假象赤铁矿矿石中主要铁矿物之一，是由赤 铁矿交代磁铁矿而形成，并呈磁铁矿的形态特征， 在假象赤铁矿中常可见磁铁矿残留体，这部分假象 赤铁矿在弱磁选作业中易进入弱磁选精矿中，对铁 的选矿回收有利。 磁铁矿矿石中常见的铁矿物，主要呈不规则 状产出，磁铁矿与赤铁矿关系十分密切，常以集合 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 0 8 年第1 期 体的形式嵌布于脉石矿物中，赤铁矿多沿磁铁矿边 缘和裂隙交代磁铁矿呈现镶边结构、交代残余结 构，这种结构特征，对铁矿的磁选回收有利。少量 磁铁矿呈自形、半自形晶结构，这部分磁铁矿嵌布 粒度都比较细，一般为5 。2 0 1 山m 。磁铁矿的嵌布粒 度较细，一般为5 - 5 8 t x m 。磁铁矿的扫描电镜能谱 分析结果表明，磁铁矿中铁的含量为7 1 ．3 4 ％一 7 3 ．0 7 ％，平均为7 2 ．2 7 ％。 褐铁矿矿样中常见的铁矿物之一。主要呈不 规则状、蜂窝状嵌布于脉石矿物中，有时具环带结 构，褐铁矿与针铁矿、赤铁矿关系较密切，常以集 合体的形式产出。有时还可见褐铁矿呈脉状、网脉 状穿插于脉石矿物中，矿石中褐铁矿较松散，空穴 较多，因此在磨矿作业中易过磨，直接影响矿石中 铁的选矿指标。扫描电镜能谱分析结果表明，褐铁 矿中铁含量为5 9 ．8 0 ％～6 3 ．2 9 ％，平均为6 1 ．4 6 ％， 并含有少量钙、磷杂质成分。 石英矿石中最主要的脉石矿物，主要呈不规 则粒状产出，有时呈角砾状，赤铁矿、假象赤铁 矿、磁铁矿等铁矿主要嵌布于石英颗粒间隙中，铁 矿物与石英接触界线较简单，这就是为什么在同样 磨矿条件下，铁矿物的单体解离度比其它矿样高得 多的主要原因，当然还有少量铁矿物以包体形式嵌 布于石英集合体中，这部分铁矿物嵌布粒度很细， 一般为5 ～3 0 1 x m 。由于石英是矿石中最主要的脉石 矿物，因此它也就是影响铁精矿品位的主要杂质成 分，为提高矿石中铁的选矿指标及铁精矿品位，其 技术关键就是细粒铁矿物与石英的分选。 其它矿物还有磁赤铁矿、磷铁矿、自然铁、菱铁 矿、黄铁矿、黄铜矿、辉石、绿泥石、磷灰石、黑云 母、白云母、绢云母、长石、黏土矿物、金红石等， 但它们含量都很少，其嵌布特征在此不叙述。 1 ．6 矿石中主要金属矿物的粒度组成及特性 矿石中赤铁矿的嵌布粒度比较细而且不均匀， 大部分以细粒产出，在 7 4 斗m 粒级中，赤铁矿的 占有率只有4 6 ．5 6 ％，而在一1 5 1 山m 粒级中，赤铁矿 的占有率高达9 ．9 9 ％，显然，要提高矿石中铁的选 矿指标，细磨是必须的，而且要特别注意细粒铁矿 物与脉石矿物的分离和回收。7 对不同磨矿细度产品中铁矿物的解离度进行了 系统的测定，结果见表3 ，随着磨矿细度的不断提 高，铁矿物的解离度不断增加，当磨矿细度为5 5 ％ 一7 4 斗m 时，铁矿物的解离度只有6 5 ．1 0 ％；当磨矿细 度达到8 5 ％一7 4 1 山m 时，铁矿物的解离度为9 1 ．5 8 ％， 也就是说，此时，铁矿物才基本解离，显然，要提 高矿石中铁的选矿指标，特别是获得高品位的铁精 矿，进一步细磨是必要的。 表3铁矿物解离度分析结果 T a b l e3R e s u l t so fl i b e r a t i o na n a l y s i sf o rF e - m i n e r a l s 1 ．7 矿石中铁的赋存状态 铁是矿石中最主要的金属元素，也是唯一的选 矿回收对象。矿石中铁品位为3 9 ．7 1 ％，矿石中铁 主要以独立矿物存在，其中主要为赤铁矿和假象赤 铁矿，其次为褐铁矿、针铁矿、磁铁矿，尚有少量 铁与硫结合以黄铁矿的形式存在，还有微量铁以菱 铁矿、自然铁、磁赤铁矿、磷铁矿的形式产出，在 硅酸盐矿物中仍含少量铁，为了查明铁在各矿物中 的分布情况，根据矿石中各矿物含量及各矿物中铁 含量进行了铁元素平衡计算，铁的元素平衡计算结 果表明，赤铁矿、假象赤铁矿中的铁占矿石中总铁 的8 2 ．0 6 ％，磁铁矿中的铁占6 ．8 2 ％，褐铁矿 包 括针铁矿 中的铁占9 ．1 4 ％，赋存在其它矿物中的 铁都很少，显然，要回收矿石中的铁最主要的就是 要回收矿石中赤铁矿及假象赤铁矿，由于磁铁矿的 存在，应增加弱磁选别，以保障磁选流程的通畅。 2 选矿试验 2 ．1 重选试验 考察当磨矿细度为5 5 ％、6 5 ％、7 0 ％一7 4 1 x m 时， 采用重选获得最终铁精矿及预先抛弃部分尾矿的可 能性。由重选结果显示，磨矿细度为6 5 ％一7 4 1 x m 时 摇床可获得的合格铁精矿，品位为6 8 ．1 9 ％、回收率 为1 1 ．4 2 ％。当磨矿细度从6 5 ％一7 4 1 x m 增至7 0 ％ 一7 4 1 山m 时，合格铁精矿回收率提高了约3 ．5 ％。 2 ．2 磁选试验 原矿 铁 中矿3 尾矿 图1 磁选探索试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fp r e l i m i n a r yt e s t s 万方数据 2 0 0 8 年第1 期周少珍等某微细粒嵌布复杂铁矿的选矿工艺流程研究2 1 2 ．2 ．1 磁选探索试验 在不同磁场强度下，进行磁选试验，试验条件 见图1 ，试验结果见表4 。 表4 T a b l e4 磁选探索试验结果 R e s u l t so fp r e l i m i n a r yt e s t s 由表4 结果可知，经过一次弱磁选、一次强磁 选，获得铁精矿品位6 5 ．8 1 ％，强磁可丢弃约4 5 ％ 的尾矿，铁的损失率低于1 0 ％。 2 ．2 ．2 磁选条件优化试验 2 ．2 ．2 ．1 磨矿细度及磁场强度试验 磨矿细度1 ％- 7 4 1 _ L m 图3 磨矿细度对弱磁选的影响 F i g ．3 R e s u l t so fm a g n e t i cs e p a r a t i o na tv a r y i n g g r i n d i n gf i n e n e s s l 一回收率；2 - 品位；下同 矿样中含有少量磁性矿物，首先用场强为9 5 ．5 k A ／m 的弱磁脱去强磁性铁矿，然后在场强为6 3 6 k A ／m 时进行不同磨矿细度的强磁选试验，试验结 果见图3 。由图3 结果可见，磨矿细度为5 5 ％- 7 4 1 山m 比较适宜。 l o o 8 0 冰 薅6 0 擎 回4 0 蝼 2 0 0乡密； 1 0 0 8 0 图4 磁场强度对磁选的影响 F i g ．4R e s u l t so ft e s to fm a g n e t i ci n t e n s i t yo nm a g n e t i c s e p a r a t i o nt a i l i n g s 当磨矿细度为6 5 ％一7 4 1 山m 时，弱磁选尾矿强 磁选试验结果见图4 。 由图4 结果可知，当场强大于7 9 6k A ／m 时强 磁尾矿中铁的损失率低于1 5 ％。 综合以上磁选试验结果可以看出，磨矿细度为 6 5 ％一7 4 1 x m 、磁场强度11 9 4k A ／m 较为合理。 2 ．2 ．2 ．2 磁精选再磨细度试验 为了提高精矿铁品位，同时使铁矿物与脉石矿 物实现有效解离，对矿样弱磁及强磁精矿即磁选精 矿进行再磨细度试验，试验结果见图5 。 磨矿细度／％一7 4 p , m 图5 磁精选再磨细度试验结果 F i g ．5 R e s u l t so ft e s to fr e g r i n d i n gf i n e n e s so f m a g n e t i cs e p a r a t i o nc o n c e n t r a t e 由图5 结果可见，当磁选精矿再磨细度大于 8 5 ％一7 4 1 ．L m 时，铁精矿品位能达到6 2 ％。 2 ．2 ．2 ．3 磁精选磁场强度试验 试验考察了再磨细度8 5 ％- 7 4 1 x m 时，磁场强度 变化对精矿品位及作业回收率的影响，结果见图6 。 图6 磁精选磁场强度试验结果 F i g ．6 R e s u l t so ft e s to fm a g n e t i ci n t e n s i t yo nm a g n e t i c s e p a r a t i o nc o n c e n t r a t e 由图6 结果可见，当磨矿细度8 5 ％一7 4 坤m 时， 磁场强度7 9 6 k A ／m 为宜。 2 ．2 ．2 ．4 磁选条件的确定 当磨矿细度为6 5 ％一7 4 1 ．r m 时，经一次弱磁 场强为9 5 ．5k A ／m 、一次强磁 场强为11 9 4k A ／ m 抛弃部分尾矿；磁选精矿再磨至8 5 ％一7 4 1 L L m 后 强磁选 场强为7 9 6k M m 获得品位为6 2 ．5 6 ％铁 精矿，对原矿回收率为8 4 ．4 9 ％。 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分 2 0 0 8 年第1 期 2 ．3 磁选精矿反浮选试验 在进行了相关的反浮选捕收剂、调整剂种类和 粗选、精选药剂条件试验后，进行了开路和闭路试 验，闭路试验结果见表5 。 表5磁选精矿反浮选闭路试验结果 T a b l e5R e s u l t so fl o c k e dc y c l et e s to fr e v e r s ef l o t a t i o n 2 ．4 全流程试验 在完成了详细的条件试验后，进行重选一磁 选一反浮选全流程试验，试验结果见表6 。由表6 结果可见，试验获得品位为6 8 ．2 7 ％、回收率为 8 5 ．5 0 ％的铁精矿。 3结语 1 矿石的构造主要有浸染状构造、条带状构 造、块状构造、角砾状构造、似层状构造。矿石的 结构主要有细粒状结构、它形晶结构、自形晶结 构、半自形晶结构、不等粒结构、镶边结构、残余 结构、脉状结构、网脉状结构等，矿石中铁矿物主 要以不规则状产出，嵌布关系复杂。 2 矿石的铁矿物种类繁多，主要为赤铁矿、 假象赤铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿及少 量菱铁矿，尚有微量磁赤铁矿、自然铁、磷铁矿 等，脉石矿物主要为石英，其它是辉石、绿泥石、 云母、长石、黏土矿物等；铁的含量为3 9 ．7 7 ％～ 表6重选磁选一反浮选全流程试验结果 T a b l e6R e s u l t so ff u l lf l o w s h e e t g r a v i t yc o n c e n t r a t i o n - m a g n e t i cs e p a r a t i o n r e v e r s ef l o t a t i o n 3 7 ．2 4 ％，S i 0 2 含量为4 4 ．6 4 ％～4 6 ．9 4 ％。 3 矿石中铁矿物嵌布粒度主要以微、细粒为主， 赤铁矿、假象赤铁矿的微、细粒占有率为7 1 ．1 4 ％； 在磨矿细度为8 5 ％- 7 4 1 x m 时，铁矿物单体解离度为 9 1 ．8 5 ％；为了获得良好的选矿指标，需适当细磨，合 理进行多段磨矿，采用重选磁选一反浮选联合流 程，强化微、细粒赤铁矿及假象赤铁矿的回收，为获 得高品位的铁精矿，采用了反浮选技术。 4 采用重选磁选一反浮选联合工艺流程获 得品位为6 8 ．2 7 ％、铁回收率为8 5 ．5 0 ％的铁精矿。 参考文献 [ 1 ] 朱俊士．选矿试验研究与产业化[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 4 ． [ 2 ] 朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[ M ] ．长沙中南 工业大学出版社，1 9 8 7 ． [ 3 ] 孙传尧，印万忠．硅酸盐矿物浮选原理[ M ] 一E 京科学 出版社，2 0 0 1 ． L A B O R A T O R YS C A L EM I N E R A LP R o C E S S 斟GR E S A R C HO NAC O M P L E XI R O N o R EW I T HF e - M I N E R A L SF D 呵E L YD I S T R 皿U T E D Z H O US h a o z h e n ，L I UJ i a n y u a n B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g10 0 0 4 4 ，C h i n a A B S T R A C T T h es t r u c t u r e so ft h eo r e a r ec o m p l e x ，a n dg r a i n so fF e - m i n e r a l sa r ef i n e l yd i s t r i b u t e di nt h eo r e ．T h e s p e c i e so fF e - b e a r i n gm i n e r sa r ef i r s t l yh e m a t i t e ，m a r t i t ea n ds e c o n d l ym a g n e t i t e ，l i m o n i t e ，g o e t h i t e ，w i t h m i n o ra m o u n to fs i d e r i t ea n dt r a c ea m o u n to fm a g n e t i ch e m a t i t e ，n a t u r a li r o n ，a n dp h o s p h o s i d e r i t e ．T h e r ea r e p y r i t e a n dc h a l e o p y r i t ea s s u l p h i d em i n e r a l s ，a n da p a t i t e a sh a r m f u l i m p u f i t yo c c u f i n g a s i n d e p e n d e n t m i n e r a l ．T h e g a n g u em i n e r a l s a r e m a i n l yq u a r t z ，s e c o n d l y a r e p y r o x e n e ，c h l o r i t e ，m i c a ，f e l d s p a r ，a n dc l a y m i n e r a l s ．M o d e r a t ef i n eg r i n d i n g ，r e a s o n a b l er e g r i n d i n ga n dt h ec o m b i n a t i o no fg r a v i t yc o n c e n t r a t i o n ，m a g n e t i c s e p a r a t i o na n df o t a t i o na r en e c e s s a r y f o ri m p r o v i n gt h er e c o v e r yo ff i n ea n du l t r af i n e p a r t i c l e s o fh e m a t i t e a n dm a r t i t e ．B e s i d e st h i s ，r e v e r s ef l o t a t i o ns h o u l d b ee m p l o y e df o rr e a c h i n g h i g hg r a d eo fc o n c e n t r a t e ．T e s to n t h eo r et h r o u g hg r a v i t yc o n c e n t r a t i o n ，m a g n e t i c s e p a r a t i o na n dr e v e r s ef l o t a t i o np r o d u c e d a ni r o nc o n c e n t r a t e g r a d i n g6 8 ．2 7 ％F ew i t h ar e c o v e r yo f 8 5 ．5 0 ％ K e yw o r d s g r a v i t yc o n c e n t r a t i o n ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；r e v e r s en o t a t i o n ；h e m a t i t e ；l i m o n i t e ；g o e t h i t e 万方数据