高磷鐵礦石的提質降磷技術探討

摘要:近年來，國內外針對不同的礦石性質，進行了較為深入的鐵礦石脫磷工藝研究。

關鍵詞:降磷;鐵礦石;技術現狀

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)15-0348-01

鐵礦石中的磷主要以磷灰石或碳氟磷灰石形態與其它礦物共生，浸染于氧化鐵礦物的顆粒邊緣，嵌布于石英或碳酸鹽礦物中，少量賦存于鐵礦物的晶格中。且磷灰石晶體主要呈柱狀、針狀、集晶或散粒狀嵌布于鐵礦物及脈石礦物中，粒度較小，有時甚至是在2微米以下，不易分離，屬于難選礦石。針對不同的礦石性質，近年來國內外進行了較為深入的鐵礦石脫磷工藝研究。主要工藝有:反浮選、選擇性聚團、酸浸、高梯度磁選、氧化焙燒一酸浸、微生物脫磷。

1 高磷鐵礦石提質降磷技術現狀

1.1 反浮選脫磷或磁選一反浮選聯合工藝

隨著新型高效浮選藥劑的不斷出現，反浮選仍然是目前最主要的鐵礦石脫磷方法。為了降低反浮選成本或進一步降低含磷量，磁選一反浮選聯合降磷已顯示出優勢。例如:長沙礦冶研究總院以RA-3巧捕收劑，采用反浮選工藝，對美國Toshi公司提供的Tilden高磷鐵礦綜合樣進行了實驗室小型試驗研究。以Cα2+為石英活化劑，淀粉為鐵礦物抑制劑，RA-3巧為捕收劑進行磷硅混合反浮選，取得了鐵品位65.50%，含磷0.030%，鐵回收率79.67%的閉路試驗指標;梅山鐵礦與馬鞍山礦山研究院采用浮選(脫硫)一磁選一浮選(脫磷)工藝流程處理梅山鐵礦高磷磁鐵礦取得了較好的工業試驗指標，可將磷降至0.25%以下。試驗以H-907為捕收劑，水玻璃為抑制劑，浮磷作業鐵回收率可達96.45%。

1.2 選擇性聚團分選

由于磷灰石等雜質礦物嵌布粒度極細，為使其單體解離，往往需要細磨，從而使常規方法捕集困難，回收率低。近年來，迅速發展起來的選擇性聚團分選工藝為微細粒礦物分離提供了更為廣闊的前景。選擇性聚團分選工藝主要有:高分子絮凝分選、疏水聚團分選、磁團聚與磁種聚團分選以及復合聚團分選。自1964年開始，選擇性聚團分選工藝曾用于加拿大斯奈克雷文礦床的高磷鐵礦石脫磷研究。該礦床鐵礦石儲量達300億噸，平均鐵品位44.0%，含磷0.34%。該研究中的試樣為鐵品位54.6%。含磷0.39%的富礦，其主要工藝流程如圖1.3所示。經過這樣的兩段聚團分選，得到含鐵68.9%，二氧化硅5.3%、含硼低于0.02%的鐵精礦，鐵回收率為85%。

1.3 酸浸

我國鄂西“寧鄉式”鱺狀赤鐵礦資源豐富，約占全國鐵礦儲量的4%左右。但由于礦石性質復雜。含磷高(平均1%左右)，難選難冶，至今尚未有效地開發利用。由于礦石性質復雜，用機械選礦方法脫磷，目前尚未完全過關。

盧尚文等采用解膠浸礦方法對寧鄉式高磷鐵礦石進行了較為深入的脫磷試驗研究。通過浸出，可脫除膠磷鱺狀鐵礦石中40-50%磷，提高4-5個百分點的鐵品位。

石原透等應用超聲波酸浸脫磷工藝對美國內華達出產的高磷磁鐵礦和赤鐵礦進行了脫磷研究。試驗中磁鐵礦樣含磷0.671%，粒度為-28目(0.589Inln)，超聲波頻率ZOkHz，酸濃度5%，浸出時間巧han，最終結果為:使用硫酸時含磷0.07%(為機械攪拌酸浸的1/14)，使用鹽酸時含磷為0.06%(為機械攪拌酸浸的1/7)，鐵回收率為95%以上。

1.4 高梯度磁選

新型高梯度磁選機的研制較大幅度地降低了有效分選粒度下限，較好地解決了堵塞與夾雜問題，為高磷鐵礦石脫磷提供了一條新途徑。

贛州有色冶金研究所與中南工業大學聯合研制了S10n系列立環脈動高梯度濕式磁選機已用于工業生產。它的鼓膜脈動結果使高梯度磁選效率得到明顯提高，有效分選粒度下限達10卜m。slon-1500立環脈動高梯度磁選機用于梅山鐵礦精礦脫磷工業試驗中的強磁選作業，取得了較好的試驗結果。在原礦(二次溢流)含鐵52.89%、含硫2.04%、含磷0.44%的條件下，獲得鐵精礦含鐵58.31%、含硫0.223%、含磷0.2235%，鐵的作業回收率為91.79%。不但較大幅度地降低了鐵精礦中的磷、硫含量，而且降低了鐵精礦粘性，為后續作業(運輸、過濾等)通暢打下了基礎。

1.5 氯化焙燒—酸浸

該方法是將礦石與氯化鈣混合后在900-1000℃條件下焙燒，然后用無機酸浸出磷。所用酸的種類不同，磷的浸出率各異，一般情況下，硝酸的浸出率最高，其次是鹽酸，硫酸浸出率最低。

早在四五十年代，美國礦山局等單位對阿帕勒契恩區高磷紅鐵礦石脫磷進行了深入地研究。結果表明，包括浮選、焙燒磁選等在內的物理選礦不能有效地去除該礦區鈣質紅鐵礦石中的磷。從技術上看，氯化焙燒一酸浸工藝從紅鐵礦中脫磷則較為成功，磷脫除率可達90%以上，但因成本高而無法應用。昆明理工大學工學碩士學位論文1.3.6微生物脫磷

近年來，利用微生物處理礦產資源的研究非常活躍，僅就溶磷方面而言，就已經發現很多種細菌、真菌、放線菌都具有溶磷作用。它們主要通過代謝產酸降低體系的PH值，使磷礦物溶解。同時，代謝產酸還會與ca2+、Mg2+、川3+等離子形成絡合物，從而促進磷礦物的溶解。研究表明，有的細菌具有過量攝磷的特性，這也是微生物脫磷的機理之一。氧化亞鐵硫桿菌(Tf)是應用最廣泛，適應性最強的工業菌種，已成功地應用于處理貧、細、雜等難處理的硫化礦，該菌屬于嗜酸性化能自氧菌，以COZ為碳源，在低PH值條件下，利用氧化Fe2+，s等釋放的能量生長，02為最終電子受體。中科院鐘慧芳等的試驗表明，氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦產生硫酸，使體系的PH值降低到0.9，這為生產低成本酸性浸出液提供了有效途徑。東北大學的何良菊等利用梅山鐵礦礦石中含有部分黃鐵礦，先用T噶氧化黃鐵礦生產酸性浸出液，然后用浸出液進行浸出液礦脫磷。脫磷率可達76.89%，鐵損率為3.87%，為高磷鐵礦石脫磷提供了新途徑。

2 高磷鐵礦石脫磷工藝研究方向

經過國內外學者的共同努力，高磷鐵礦石脫磷工藝研究取得了突破性進展，特別是在反浮選脫磷方面，出現了一批新型高效分選藥劑，并進行了較為系統深入的研究。但是，從整體情況看，高磷鐵礦石脫磷工藝研究仍然存在脫磷率低，方法單一等缺點。隨著科學技術水平的不斷發展，相關領域學科不斷交叉滲透，以及新理論、新材料和新試驗測試方法的不斷出現，鐵礦石脫磷工藝研究將得到不斷完善。

參考文獻

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[2]文勤.鮞狀赤鐵礦提鐵降磷工藝研究[D].武漢理工大學，2006.

[3]何姜毅，周平，莊故章，杜景紅.某高磷鐵礦提質降磷工藝研究，礦業工程，2008.