新疆尼勒克县松湖铁矿矿石加工技术性能探讨

任 毅，赵 强，周昌平

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队，新疆乌苏 833000)

新疆尼勒克县松湖铁矿矿石加工技术性能探讨

任 毅，赵 强，周昌平

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队，新疆乌苏 833000)

通过对新疆尼勒克县松湖铁矿矿石的选矿试验，认为松湖铁矿区的矿石工业开发利用性能较好，选矿工艺流程简单，生产成本可有效控制，生成的成品符合钢铁生产的质量要求，矿石中的有益元素Co、S作为副产品，可综合回收利用，实际生产数据证实松湖铁矿选矿试验工艺流程合理、可靠。

矿石;原矿性质;选矿试验;有益元素

1 原矿性质

1.1 原矿多元素分析与物相分析

原矿石多元素分析显示矿石中TFe含量为40.37%，伴生元素S含量为3.86%，Co含量为0.022%，S、Co可作为有益伴生元素，综合回收利用。原矿石物相分析结果显示，磁铁矿中的铁含量32.37%，占有率80.18%;赤铁矿及褐铁矿中铁含量0.75%，占有率1.86%;黄铁矿中铁含量2.31%，占有率5.72%;菱铁矿中铁及其他含量 4.94%，占有率 12.24%，总铁 40.37%，占有率 100%［1］。

1.2 原矿堆比重、真比重和堆积角、摩擦角

矿石－12 mm 堆比重为2.54，真比重为3.63;矿石 －12 mm 堆积角为35.25°，－12 mm 摩擦角32.28°。

1.3 原矿粒度分析

原矿磨至65% －200目后，混匀缩分取200 g进行原矿粒度分析，分析结果显示粒级为+74 μm、－74～+53 μm 和 －44 ～ +30 μm 的矿石产率为 69.51%，TFe分布率为71.26%，S分布率为75.41%(见表1)。

1.4 矿石的矿物成分及主要矿物含量

原矿石中的主要矿物有磁铁矿，其次有磁赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝等。脉石矿物主要有透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、石榴石、石英、方解石等;矿石中主要矿物磁铁矿赤铁矿含量51.4%，石英、透闪石等硅酸盐矿物含量为28.0%，方解石等碳酸盐矿物含量13.9%，黄铁矿含量6.3%，黄铜矿、铜蓝含量0.4%。

1.5 矿石的结构构造

矿石的结构以自形—半自形结构、他形粒状结构为主，其次有交代残余结构、反应边结构、不等粒压碎结构、内部环带结构等。矿石的构造以块状构造、浸染状构造为主，其次有脉状构造、网脉状构造、角砾状构造、胶状构造、皮壳状构造等。

1.6 矿石中主要金属矿物的嵌布特征

(1)磁铁矿Fe3O4矿石中磁铁矿呈黑色，半金属光泽。呈等轴粒状晶体，或粒状集合体产出。集合体最常见以他形粒状、不规则粒状浸染在脉石中，粒度大小不均匀，一般以中细粒多沿脉石矿物粒间，裂隙充填胶结，局部包裹细粒脉石、硫化物。

磁铁矿分为粗粒、中粒及粗细混杂3个级别，分述如下：

①粗粒磁铁矿：集合体粒径＞0.25 mm。此类磁铁矿自形程度较高，其粒状集合体粒径较粗，常可见到包裹有脉石及金属硫化物如黄铁矿、黄铜矿等，金属硫化物与磁铁矿接触界线清楚平直，在选矿过程中容易解离，只须破碎粗选就可获得合格产品。

粗粒磁铁矿粒状集合体裂隙也比较发育。由于结晶粗大，矿石空隙度也比较发育，矿体蚀变比较明显，多表现为磁赤铁矿化，蚀变强者呈赤铁矿，蚀变弱者则为具假象赤铁矿为主的磁铁矿。磁赤铁矿是后期热液蚀变产物。

磁赤铁矿化多呈粒状集合体零星分布，多分布在裂隙两侧，空洞周围，常具磁铁矿假象。蚀变弱者几乎与磁铁矿相近，只是表面呈弱蓝灰色，反射率比磁铁矿略高，局部磁赤铁矿化与磁铁矿间呈渐变关系，没有确切界线。

部分磁赤铁矿呈浸染状嵌布在脉石粒间，或磁铁矿边沿，尤其裂隙两侧分布，分布宽窄视蚀变强度而有所不同，蚀变强者可以很宽，弱者比较窄。其中还可见到磁铁矿残留体和黄铁矿、黄铜矿包体。

②中粒磁铁矿：集合体粒级区间在0.25～0.025 mm之间。此类磁铁矿多呈等轴粒状集合体，部分为不规则粒状集合体，其中常包裹黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物。包体一般粒度较粗，但还有部分较细粒金属硫化物，和磁铁矿粗粒包裹接触，界线比较圆滑，这部分粒度较粗，在磨矿过程中易解离，粒度较细的(指0.015～0.005 mm)则难以解离。细粒金属硫化物含量较少，但必将导致铁矿含硫，影响到铁精矿的品级。但磨矿过程中不必考虑磁赤铁矿和磁铁矿二者解离问题，同为铁矿石，可一并进入铁精矿。

③粗细混杂磁铁矿：次粒级中见到磁铁矿分为粗细两类：一类磁铁矿自形程度略高，粒度粗—略粗;另一类磁铁矿呈粒状集合体，粗细差别比较大，此类混杂磁铁矿中还可见混进金属硫化物黄铁矿、黄铜矿。粗细混杂不仅局限于磁铁矿，在金属硫化物中粗细混杂也可见到粗细混杂磁铁矿这一粒级中。

(2)褐铁矿2Fe2O3·3H2O 褐铁矿为针铁矿、水针铁矿、纤铁矿等矿物的集合体。本类矿石中的褐铁矿以针铁矿为主，水针铁矿、纤铁矿相对较少，由于本组矿物理化学性质及在选矿过程中行为相近。褐铁矿在此类矿石中分布局限，但嵌布关系比较复杂，多呈不规则粒状集合体，呈脉状、网脉状分布在各种类型矿石中，局部富集成片状集合体出现，结构疏松，孔洞比较发育部分呈脉状沿磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿脉石粒间分布，少量呈不规则粒状、细脉状充填在脉石、硫化物碎裂空隙中，褐铁矿形态比较复杂，单体解离比较难。

(3)黄铜矿CuFeS2黄铜矿呈亮黄色，与磁铁矿、黄铁矿共生。黄铜矿多沿磁铁矿、黄铁矿颗粒间隙和裂隙充填胶结，并在黄铜矿边缘形成铜蓝(褐铁矿)反应边结构。在黄铁矿碎裂裂隙中，常有黄铜矿沿裂隙充填胶结。

(4)黄铁矿FeS2黄铁矿为本矿石中主要金属硫化物，分布比较普遍，主要嵌布在磁铁矿中;部分嵌布在脉石中。铁精矿含硫量成为影响铁精矿质量的主要因素。矿石中黄铁矿的颗粒状态可以划分如下几种：①黄铁矿呈粗粒他形不规则状充填于铁矿物或脉石矿物之间间隙，粒度多为0.20～0.05 mm;②黄铁矿呈不规则状交代铁矿物或脉石矿物，粒度极不均匀;③黄铁矿呈细小包体(5～15 μm)稀疏分布于铁矿物，或脉石矿物之中。上述第③种对脱硫效果是举足轻重的。这是由于在磨矿作业中沿其不规则接触界面碎裂几率很小，因其初始阶段大部分呈连生体，须深度磨矿，当黄铁矿进入呈细小包体时，黄铁矿极难解离，也必然随着载体一起进入铁精矿之中，成为影响铁精矿质量的主要原因。

1.7 小结

此矿石有价金属矿物种类简单，主要有磁铁矿，次为磁赤铁矿。金属硫化物有黄铁矿、黄铜矿。脉石矿物主要为石榴子石、闪石类、石英、方解石等。

此磁铁矿以中细粒为主。其中部分细粒将造成该矿石难选因素之一，矿石中磁铁矿与脉石矿物嵌布关系非常密切。同时金属硫化物与磁铁矿相互包裹，嵌布关系十分紧密。这也是影响磁铁矿与金属硫化物、脉石间难以解离的原因。

2 选矿试验

2.1 原则流程的确定

由于该矿石中主要铁矿物磁铁矿与脉石矿物嵌布关系紧密，并与金属硫化矿如黄铁矿、黄铜矿的嵌布关系也较为紧密，故需对原矿进行细磨后有利于回收。通过探索试验发现，该矿石磁铁矿含量高，进行单一弱磁选就可以获得合格的铁精矿。故针对磁选尾矿采用常规药剂进行了选钴硫浮选试验。

2.2 条件试验结果

铁粗选确定适宜的磨矿细度为65% －200目;粗选磁场强度以63 662安/m为宜;再磨细度为98%－200目;精选磁场强度以63 662安/m为宜;浮选试验将铁粗精矿再磨后进行两次精选，产出铁精矿，将两次精选得到的中矿和磁选尾矿合并作为浮选给矿进行浮选试验，试验结果表明(见表2)，钴硫矿物可浮性较好，采用该工艺就可得到较好回收;全流程试验结果表明(见表3)，该矿石采用工艺方案获得了较好的试验指标，铁、钴、硫均得到综合回收。该工艺流程结构简单，药剂制度合理，试验结果准确、可靠，可作为该矿山开发利用及建厂的技术设计依据。考虑到尾矿运输的费用问题，对尾矿进行重选探索试验，试验结果表明：效果不佳，故最终对尾矿没有采用物理方法处理。

表2 浮选钴硫精矿试验结果Table 2 Test results of flotation cobalt－sulphur concentrate

表3 全流程试验结果Table 3 Test result of whole flow

3 结论

(1)松湖铁矿矿石主要矿物有磁铁矿，其次有磁赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝等。脉石矿物主要有透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、石榴石、石英、方解石等。

(2)矿石采用先磁选后浮选的原则工艺流程。即将原矿磨至65% －200目，进行铁粗选，铁粗精矿再磨至98% －200目，两次精选，产出铁精矿，所得中矿及磁选尾矿合并作为给矿，通过添加丁基黄药和2#油进行选钴硫浮选，产出钴硫精矿及尾矿的工艺流程。

(3)矿石采用先磁后浮的工艺方案获得了较好的试验指标，铁矿原矿入选品位，含全铁为40.37%，产出的铁精矿品位为65.4%，回收率为81.57%，含硫 0.20%。磁选尾矿含全铁15.09%，含硫7.66%，含铜0.17%，含钴0.04%。综合流程尾矿含全铁10.11%，含硫0.35%。钴硫精矿钴品位为0.21%，回收率为 69.13%;硫品位为 41.24%，回收率为93.75%。

(4)2010年7月25日，松湖铁矿试生产，日均产铁精粉1 500 t/d，产出的铁精矿品位为63.50%，回收率为77.56%。目前，松湖铁矿正实行技改，预计2011年5月达产，实现日均产铁精粉2 000 t/d，产出的铁精粉品位预计达64%以上，回收率预计达80%以上，同时回收硫、钴等副产品。

综上所述，认为松湖铁矿区的矿石工业开发利用性能较好，选矿工艺流程简单，生产成本可有效控制，生成的成品符合钢铁生产的质量要求，矿石中的有益元素Co、S作为副产品，可综合回收利用，实际生产数据证实松湖铁矿选矿试验工艺流程合理、可靠。

［1］周昌平.新疆尼勒克县松湖铁矿详查报告［R］.乌苏：新疆地矿局第七地质大队，2007.

Discussion on Performance of Processing Technique of Songhu Iron Ore in Nilka County

REN Yi，ZHAO Qiang，ZHOU Changping
(The7th Brigade，Bureau of Geological Exploration of Xingjiang，Wusu，Xingjiang833000)

Through beneficiation test of Songhu iron ore in Nilka County，the authors believe that Songhu iron ore industry development and utilization performance is better，meanwhile beneficiation process is simple.The production cost can be effectively controlled.The finished products meet the quality of steel production requirements.The beneficial elements of the ore Co，S as a by－product can be integrated recycled，the actual production data confirm Songhu iron ore testing process is reasonable and reliable.

ore;raw ore proprety beneficiation test;beneficial elements

TD912

A

1671－1211(2011)03－0277－03

2011－03－03;改回日期：2011－03－29

任毅 (1982－)，男，助理工程师，地质学专业，从事地质矿产勘查工作。E－mail：83594024@qq.com

于继红)