国外某低品位铬铁矿选矿试验研究

董 事

（本钢集团有限公司，辽宁 本溪117022）

我国是目前世界上最大的不锈钢生产国，需要大量的铬铁矿，但是我国铬铁矿资源储量较少，探明储量大约几百万吨，而且大约有一半Cr2O3品位＜35%，铬铁矿资源严重短缺，只能长期依靠进口来满足国内需求。随着我国经济的飞速发展，不锈钢和铁合金需求越来越多，铬铁矿进口量不断增长，同时价格也快速上扬，对不锈钢产业成本造成极大的压力。国内某大型钢铁公司实施“走出去”战略，通过战略投资确保长期、安全、稳定、经济的铬铁矿资源。该公司在国外某铬矿选矿厂处理的铬铁矿石均为贫铬铁矿，但是在不同程度上存在着铬金属回收率低、铬金属流失比较严重。为了提高铬金属回收率并提高目前选矿厂的处理能力，针对该低品位铬铁矿石进行选矿试验研究具有十分重要的意义。

1 矿石性质

1.1 原矿多元素分析

原矿化学多元素分析结果见表1。

表1 原矿化学多元素分析结果

1.2 矿物组成与含量

矿石为浅灰、灰黑色不等粒状碎矿，其中有少量50～100mm块矿，主要为块矿构造，少量斑状构造，经分别磨制光片、薄片后进行显微镜下观察可以看出该矿石主要由以下矿物组成。

金属矿物：（铝）铬铁矿、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿。

脉石矿物：橄榄石、蛇纹石、透辉石、水镁石、石榴石、石英、斜长石、滑石、黑云母。

主要金属矿物为（铝）铬铁矿，其次为磁铁矿及微量赤铁矿，含量分别为23.12%、2.86%和0.47%，该低品位铬铁矿石中Cr2O3含量为14.02%，Cr2O3主要赋存在（铝）铬铁矿中，分布率为94.39%。

主要脉石矿物为橄榄石、蛇纹石（由于橄榄石多已次变为蛇纹石，两者化学成份大致相同，因此在矿物含量统计时将两者归为一类），含量为70.72%，其他脉石矿物较少。

1.3 矿物嵌布粒度分析

针对该低品位铬铁矿石中主要金属矿物（铝）铬铁矿、磁铁矿和主要脉石矿物橄榄石、蛇纹石进行工艺粒度分析，粒度分析结果表明：磁铁矿粒度74.41%分布在－0.05mm，主要集中在－0.03mm，分布率为60.68%，（铝）铬铁矿粒度＋0.05mm分布率为49.13%；主要脉石矿物橄榄石、蛇纹石粒度分布较粗，主要分布在＋0.05mm，分布率为86.41%，其中≥0.2mm分布率占到52.61%。

2 选矿试验

铬铁矿的选矿不论是国内还是国外的选厂大都采用单一重选、单一磁选或者重－磁联合选矿工艺流程，极少数选厂采用浮选流程；重选是根据铬铁矿与脉石矿物的比重差异回收铬矿物，而磁选是根据铬铁矿与脉石矿物的比磁化系数差异，获得铬精矿。因此，针对该低品位铬铁矿，拟采用以下工艺流程进行试验研究：①单一重选流程；②磁选—重选联合工艺流程。

2.1 单一重选流程试验

单一重选流程包括全粒级重选和分级重选试验两个流程，分级重选是将2～0mm原矿用振动筛筛分成2～0.5mm、0.5～0.076mm和－0.076mm三个粒级，各粒级直接进行重选试验，分级重选试验过程中2～0.5mm采用摇床重选，0.5～0.076mm和－0.076mm进行了摇床和螺旋溜槽的对比作业。全粒级重选采用摇床进行试验，试验流程图见图1，试验结果见表2；分级重选试验流程见图2，试验结果见表3。

表2 全粒级重选试验结果

单一重选两个流程试验结果表明，螺旋溜槽重选试验对该矿石分选效果都要比摇床重选试验结果稍差，摇床分选可以脱除橄榄石、辉石等轻质矿物，对精矿品位有一定的提高，可将原矿Cr203品位由14.01%提高到37.89%，回收率为59.53%。试验结果表明采用摇床重选对有用矿物的富集取得了效果较好。

图1 全粒级重选试验流程图

图2 分级重选试验流程

表3 分级重选试验结果

2.2 磁选－重选联合工艺流程

2.2.1 磁选抛废试验

由于该铬铁矿为弱磁性矿物，脉石矿物主要为橄榄石、蛇纹石、透辉石、水镁石、石榴石、石英、斜长石、滑石、黑云母，这些脉石矿物无磁性或磁性很弱，通过强磁选试验可将铬矿物与脉石矿物有效分离。根据对该矿石工艺矿物学的研究，原矿中含有一部分强磁性矿物，因此在强磁选作业前应首先进行弱磁选，弱磁选尾矿再进行强磁选。

弱磁选设备采用φ400×300湿式筒式磁选机，强磁选设备采用Slon－750立环脉动高梯度磁选机，通过磨矿粒度试验和弱磁、强磁磁场强度试验，在确定磨矿粒度－200目40% 、弱磁选磁场强度159.2kA／m和强磁选磁场强度795.8kA／m的条件下进行磁选试验研究。试验流程见图3，试验结果见表4。

图3 弱磁－强磁选试验流程及参数

表4 弱磁选－强磁选预先抛废试验结果

试验结果表明，强磁选尾矿Cr2O3品位为3.08%，可作为合格尾矿，所以采用磁选进行粗选抛尾，可以抛出产率21.15%的尾矿，弱磁和强磁精矿Cr2O3品位均较低，很难获得品位较高的Cr2O3精矿。为了进一步获得高品位的Cr2O3精矿，有必要针对磁选精矿采用重选试验研究。

2.2.2 磁选粗精矿重选试验研究

该矿石经弱磁选－强磁试验后，Cr2O3精矿品位仍然较低，达不到工业要求；为了进一步提高精矿品位，拟对磁选精矿进行重选试验研究。由于弱磁精矿粒度较粗，经筛分，200目以上占87.89%。根据工艺矿物学研究结果可知磁铁矿物与铬矿物密切共生，且粒度小于铬铁矿的粒度，所以弱磁精矿在比较粗的粒度下难以与铬矿物有效分离，则导致弱磁精矿重选指标不理想。为了获得较高品位的铬精矿，弱磁精矿必须经过磨矿。因此，本研究在磨矿细度试验，弱磁——强磁大量条件试验的基础上着重进行了弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿摇床重选流程和弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选工艺流程试验。

2.2.2.1 弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿摇床重选流程

弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿摇床重选流程见图4，试验结果见表5。试验结果表明，采用该工艺流程可以获得含Cr2O342.00%，回收率58.40%的铬精矿。

图4 弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿摇床重选流程

表5 弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿摇床重选流程试验结果

2.2.2.2 弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选工艺流程

弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选工艺流程图见图5，试验结果见表6。

表6 试验结果表明，采用弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选数质量流程，可获得含Cr2O345.12% ，回收率65.08%的铬精矿。

图5 弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选流程

表6 弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选试验结果

3 选矿工艺流程的比较

采用摇床单一重选流程，在全粒级入选时可得到产率19.31%、Cr2O3品位38.11%、铬回收率51.61%的选别指标；分级入选，可得到产率22.01%、品位37.89%、回收率59.53%的选别指标。采用螺旋溜槽重选流程分粒级入选时，可得到产率20.32%、Cr2O3品位37.30%、Cr2O3回收率57.12%的选别指标。单一重选工艺流程不论是采用摇床还是螺旋溜槽设备，工艺流程简单，生产成本较低，设备投资少，但是两者回收率都不理想。

弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿摇床重选联合工艺流程可获得含Cr2O342.00%，回收率58.40%的铬精矿，该工艺流程采用磁重联合工艺流程，与单一摇床选矿相比，弱磁精矿需要再磨，设备投资和生产成本相对增加，但获Cr2O3精矿品位较高，回收率也有所增加。

弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选工艺流程可获得含Cr2O345.12% ，回收率65.08%的铬精矿，该工艺流程与前两者相比较品位和回收率均有所增加。

根据试验结果可知，三种选矿工艺流程均取得了较好的选别指标。但是弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级－摇床重选工艺流程相对其他两个流程，获得的选别指标较好，工艺流程更为合理一些。

4 结语

1）国外贫铬铁矿中Cr2O3含量为14.02%。通过采用合理工艺流程进行选别，可以获得Cr2O3含量45%以上的合格产品，试验结果表明该低品位铬铁矿通过选别，是可以加以利用的。

2）矿石工艺矿物学研究结果表明，该低品位铬铁矿石中Cr2O3含量为14.02%，Cr2O3主要赋存在（铝）铬铁矿中，分布率为94.39%；主要金属矿物为（铝）铬铁矿，其次为磁铁矿及微量赤铁矿；主要脉石矿物为橄榄石、蛇纹石，其他脉石矿物较少。

3）综合比较以上工艺流程，采用弱磁－强磁－弱磁精矿再磨摇床重选－强磁精矿分级—摇床重选工艺流程分粒级重选可以取得相对较好的指标，含Cr2O345.12% ，回收率65.08%的铬精矿。

［1］雷力，王恒峰，邱允武.从低品位铬矿石中回收铬铁矿的选矿工艺研究［J］.矿产资源综合利用，2010（12）：7－10.

［2］宫中桂，邹衡荣.大道尔吉超基性岩铬铁矿选矿试验研究［J］.矿冶工程，1985（3）：20－23.