某镜铁矿选矿工艺试验研究

王伟之，何景玲，杨春光

(1.河北联合大学矿业工程学院，河北 唐山 063009；2.河北省矿业开发与安全技术实验室，河北 唐山 063009；3.中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司，河北 秦皇岛 066004；4.宣化钢铁集团有限责任公司，河北 宣化 075100)

赤铁矿在我国的铁矿资源中，占有相当大的比例。 赤铁矿与磁铁矿相比，嵌布粒度细，含泥量高，选矿难度较大。长期以来，国内对难选赤铁矿的选矿试验研究一直没有间断过，并且在选矿工艺、设备和药剂等方面取得了丰硕成果。镜铁矿是赤铁矿的变种，从物理性质上讲，具金属光泽、呈片状的赤铁矿称为镜铁矿。目前，镜铁矿选矿工艺主要有重选、强磁选、浮选及其联合流程。本研究针对某地镜铁矿矿石特性进行了不同方案的选矿工艺试验，获得了铁精矿铁品位66.62%、回收率58.38%的良好技术指标，对处理同类型的铁矿石具有一定的参考意义。

1 矿石性质

矿石主要由镜铁矿、赤铁矿和方解石组成，并含有少量的泥质物质和石英，其中方解石约占48%。镜铁矿呈典型的鳞片状结构，常与泥质灰岩毗连接触。赋存状态有两种，其一是以浸染状或薄层状分布在泥质碳酸盐外层，其集合体相对集中，这种嵌布特征对选矿有利；其二是镜铁矿以细粒和极细粒的状态与隐晶质细粒的碳酸盐混杂构成细粒隐晶质结构，这种嵌布特征由于镜铁矿和方解石颗粒都很细，方解石很软，磨矿后易泥化，将对精矿回收率有不利影响。该矿石多元素化学分析和铁物相分析结果见表1。

表1 原矿铁物相分析结果/%

2 选别方案试验

2.1 重选流程试验

原矿中，碳酸盐类矿物和含铁矿物密度、硬度差异较大，具备较好的重力分选条件，因此进行了重选试验。将原矿磨至不同细度，采用刻槽摇床进行分选，调节好冲程、冲次、床面倾角、水量和给矿量等条件，得到的试验结果见表2。

表2 摇床试验结果/%

从表2可见，在-0.074mm占95%的细度条件下，通过重选虽然可以得到品位为64.28%的铁精矿，但铁精矿回收率较低，仅为19.52%，表明矿石经重选难以达到较好的分选指标。而且重选尾矿品位偏高，其原因是原矿经磨矿后，铁矿物的粒度两极分化严重，部分细粒铁矿物损失在矿泥中。

2.2 强磁选试验

由于镜铁矿是弱磁性矿物，比磁化率为3.7×10-6m3/kg，在弱磁性矿物中属于磁性较强的。而方解石是非磁性矿物，用强磁选分离它们是合理的。在磨矿细度及磁场强度条件试验的基础上，按图1流程进行了强磁选的流程试验，试验结果见表3。

表3 强磁选试验结果/%

图1 磁选试验流程

由表3可见，原矿经一次强磁粗选、一次强磁精选及一次强磁扫选，可得到品位61.71%、回收率45.35%的铁精矿，说明铁矿石中有用矿物和脉石矿物存在较大的磁性差异，强磁选是分离两者的有效方法。实际生产中如中，矿再返回粗选作业，精矿回收率会有所增加，但品位会略有下降。因此，为了获得合格精矿，又进行了强磁-重选及强磁-反浮选的试验。

2.3 强磁-重选试验

将原矿磨至细度-0.074mm占95%，按图2进行了强磁-重选试验。先采用强磁(背景场强1T)抛尾，强磁精矿采用刻槽摇床进行分选，试验结果见表4。

图2 强磁-摇床试验流程

表4 强磁-摇床试验结果/%

由试验结果知，虽然经强磁-摇床选矿可得到品位60%以上的精矿，但精矿回收率较低，且摇床中矿及尾矿品位较高，金属矿物在尾矿中损失较多，由此知，通过重选很难得到合格精矿。

3.3 强磁-反浮选试验

在-0.074mm占95%的磨矿细度下，进行了强磁(背景场强1T)-反浮选试验，在反浮选药剂制度和开路试验的基础上，按图3流程进行了反浮选闭路试验，试验结果见表5。

图3 强磁-反浮选闭路试验流程及条件

表5 强磁-反浮选闭路试验结果/%

由试验结果知，通过优化试验，在磨矿细度-0.074mm占95%的条件下，通过强磁-反浮选流程，其中反浮选为一粗一精两次扫选，可获得品位为66.62%、铁总回收率58.38%的较好指标。

4 结语

1)矿样工艺矿物学分析表明，原矿中含铁矿物主要为镜铁矿和赤铁矿；脉石矿物主要为方解石、部分泥质物质和少量石英。其中，一部分镜铁矿是以细粒和极细粒的状态与隐晶质细粒的碳酸盐混杂构成细粒隐晶质结构，这种嵌布特征由于镜铁矿和方解石颗粒都很细，磨矿后易泥化，将对精矿回收率有不利影响。

2)原矿磨至细度-200目95%，采用摇床选别可获得64.28%、回收率仅为19.52%的铁精矿；采用一次粗选、一次精选及一次扫选的强磁流程，可获得品位61.71%、回收率45.35%的铁精矿；通过强磁-重选，可获得品位61.64%、回收率仅17.80%的铁精矿；通过强磁-反浮选，获得了铁精矿品位66.62%、回收率58.38%的较好指标。

3)综合以上试验结果可知，该类脉石为方解石类碳酸盐矿物的镜铁矿，采用强磁-反浮选可获得较理想的选别指标。

由于目前赤铁矿反浮选工艺中，针对脉石为石英类硅酸盐脉石的研究较多，而对含有大量钙类矿物如方解石的赤铁矿反浮选研究较少，因此，本研究可为该类型矿石的浮选研究提供一定的参考依据。

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