某鏡鐵礦選礦工藝試驗研究

王偉之，何景玲，楊春光

(1.河北聯合大學礦業工程學院，河北 唐山 063009；2.河北省礦業開發與安全技術實驗室，河北 唐山 063009；3.中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司，河北 秦皇島 066004；4.宣化鋼鐵集團有限責任公司，河北 宣化 075100)

赤鐵礦在我國的鐵礦資源中，占有相當大的比例。 赤鐵礦與磁鐵礦相比，嵌布粒度細，含泥量高，選礦難度較大。長期以來，國內對難選赤鐵礦的選礦試驗研究一直沒有間斷過，并且在選礦工藝、設備和藥劑等方面取得了豐碩成果。鏡鐵礦是赤鐵礦的變種，從物理性質上講，具金屬光澤、呈片狀的赤鐵礦稱為鏡鐵礦。目前，鏡鐵礦選礦工藝主要有重選、強磁選、浮選及其聯合流程。本研究針對某地鏡鐵礦礦石特性進行了不同方案的選礦工藝試驗，獲得了鐵精礦鐵品位66.62%、回收率58.38%的良好技術指標，對處理同類型的鐵礦石具有一定的參考意義。

1 礦石性質

礦石主要由鏡鐵礦、赤鐵礦和方解石組成，并含有少量的泥質物質和石英，其中方解石約占48%。鏡鐵礦呈典型的鱗片狀結構，常與泥質灰巖毗連接觸。賦存狀態有兩種，其一是以浸染狀或薄層狀分布在泥質碳酸鹽外層，其集合體相對集中，這種嵌布特征對選礦有利；其二是鏡鐵礦以細粒和極細粒的狀態與隱晶質細粒的碳酸鹽混雜構成細粒隱晶質結構，這種嵌布特征由于鏡鐵礦和方解石顆粒都很細，方解石很軟，磨礦后易泥化，將對精礦回收率有不利影響。該礦石多元素化學分析和鐵物相分析結果見表1。

表1 原礦鐵物相分析結果/%

2 選別方案試驗

2.1 重選流程試驗

原礦中，碳酸鹽類礦物和含鐵礦物密度、硬度差異較大，具備較好的重力分選條件，因此進行了重選試驗。將原礦磨至不同細度，采用刻槽搖床進行分選，調節好沖程、沖次、床面傾角、水量和給礦量等條件，得到的試驗結果見表2。

表2 搖床試驗結果/%

從表2可見，在-0.074mm占95%的細度條件下，通過重選雖然可以得到品位為64.28%的鐵精礦，但鐵精礦回收率較低，僅為19.52%，表明礦石經重選難以達到較好的分選指標。而且重選尾礦品位偏高，其原因是原礦經磨礦后，鐵礦物的粒度兩極分化嚴重，部分細粒鐵礦物損失在礦泥中。

2.2 強磁選試驗

由于鏡鐵礦是弱磁性礦物，比磁化率為3.7×10-6m3/kg，在弱磁性礦物中屬于磁性較強的。而方解石是非磁性礦物，用強磁選分離它們是合理的。在磨礦細度及磁場強度條件試驗的基礎上，按圖1流程進行了強磁選的流程試驗，試驗結果見表3。

表3 強磁選試驗結果/%

圖1 磁選試驗流程

由表3可見，原礦經一次強磁粗選、一次強磁精選及一次強磁掃選，可得到品位61.71%、回收率45.35%的鐵精礦，說明鐵礦石中有用礦物和脈石礦物存在較大的磁性差異，強磁選是分離兩者的有效方法。實際生產中如中，礦再返回粗選作業，精礦回收率會有所增加，但品位會略有下降。因此，為了獲得合格精礦，又進行了強磁-重選及強磁-反浮選的試驗。

2.3 強磁-重選試驗

將原礦磨至細度-0.074mm占95%，按圖2進行了強磁-重選試驗。先采用強磁(背景場強1T)拋尾，強磁精礦采用刻槽搖床進行分選，試驗結果見表4。

圖2 強磁-搖床試驗流程

表4 強磁-搖床試驗結果/%

由試驗結果知，雖然經強磁-搖床選礦可得到品位60%以上的精礦，但精礦回收率較低，且搖床中礦及尾礦品位較高，金屬礦物在尾礦中損失較多，由此知，通過重選很難得到合格精礦。

3.3 強磁-反浮選試驗

在-0.074mm占95%的磨礦細度下，進行了強磁(背景場強1T)-反浮選試驗，在反浮選藥劑制度和開路試驗的基礎上，按圖3流程進行了反浮選閉路試驗，試驗結果見表5。

圖3 強磁-反浮選閉路試驗流程及條件

表5 強磁-反浮選閉路試驗結果/%

由試驗結果知，通過優化試驗，在磨礦細度-0.074mm占95%的條件下，通過強磁-反浮選流程，其中反浮選為一粗一精兩次掃選，可獲得品位為66.62%、鐵總回收率58.38%的較好指標。

4 結語

1)礦樣工藝礦物學分析表明，原礦中含鐵礦物主要為鏡鐵礦和赤鐵礦；脈石礦物主要為方解石、部分泥質物質和少量石英。其中，一部分鏡鐵礦是以細粒和極細粒的狀態與隱晶質細粒的碳酸鹽混雜構成細粒隱晶質結構，這種嵌布特征由于鏡鐵礦和方解石顆粒都很細，磨礦后易泥化，將對精礦回收率有不利影響。

2)原礦磨至細度-200目95%，采用搖床選別可獲得64.28%、回收率僅為19.52%的鐵精礦；采用一次粗選、一次精選及一次掃選的強磁流程，可獲得品位61.71%、回收率45.35%的鐵精礦；通過強磁-重選，可獲得品位61.64%、回收率僅17.80%的鐵精礦；通過強磁-反浮選，獲得了鐵精礦品位66.62%、回收率58.38%的較好指標。

3)綜合以上試驗結果可知，該類脈石為方解石類碳酸鹽礦物的鏡鐵礦，采用強磁-反浮選可獲得較理想的選別指標。

由于目前赤鐵礦反浮選工藝中，針對脈石為石英類硅酸鹽脈石的研究較多，而對含有大量鈣類礦物如方解石的赤鐵礦反浮選研究較少，因此，本研究可為該類型礦石的浮選研究提供一定的參考依據。

[1] 現代鐵礦石選礦編委會.現代鐵礦石選礦[M].合肥：中國科學技術出版社，2009.

[2] 劉動.反浮選應用于鐵精礦提鐵降硅的現狀及展望[J].金屬礦山，2003(2)：38-42.

[3] 郭秀平，全文欣，張志強. 某共生鏡鐵礦的反浮選試驗研究[J]. 金屬礦山，2004(2)：32-34.

[4] 胡義明，劉 軍，張永.某褐鐵礦選礦工藝試驗研究[J].金屬礦山，2008(7)：43-45,57.

[5] 劉閱兵.某赤鐵礦選礦工藝試驗研究[J].現代礦業，2010(7)：33-34.

[6] 胡義明，劉軍，張永.某微細粒赤鐵礦選礦工藝研究[J].金屬礦山，2010(4)：63-66.