褐铁矿选冶技术进展概述

邢 轶 ，杨吉春 ，胡继文

（1内蒙古科技大学 内蒙古 包头 014010）

（2包头钢铁（集团）有限责任公司 内蒙 古包头 014010）

1 引言

随着我国钢铁工业的高速发展，高品位且易选别的铁矿石资源濒临枯竭，合理开发利用复杂难选别的铁矿石资源可以缓解我国铁矿石的供求矛盾，促进我国钢铁工业发展具有现实意义。由于近年来铁矿资源的日益紧缺，褐铁矿的选别受到越来越多的重视。

2 褐铁矿的矿物学结构及其特性

褐铁矿为无定形的铁的氧化物和氢氧化物，以针铁矿(α-FeOOH)、水针铁矿(α-FeOOH•nH2O)为主，还含有数量不等的纤铁矿(γ-FeOOH)、水纤铁矿(γ-FeOOH•nH2O)，多呈土状、胶状(肾状、钟乳状等)、非晶质或隐晶质，常发育于赤铁矿-针铁矿裂隙和晶洞中，充填交代和胶结，弱至中磁性。

褐铁矿矿物种类大约有26种之多，基本可分为两大类：矽卡岩型褐铁矿和高硅型褐铁矿。其中矽卡岩褐铁矿主要由褐铁矿、赤铁矿和石英组成，占总储量的66%，而高硅型褐铁矿主要由褐铁矿、赤铁矿、针铁矿和石英组成，占总储量的34%。

3 褐铁矿选冶技术进展

目前，对于褐铁矿资源的选矿工艺有很多的研究，其选矿技术主要分为以下两大类：单一选别流程和联合选别流程[1]。单一选别流程包括重选、磁选、浮选(正、反浮选)。其中，单一重选工艺，由于褐铁矿矿物密度变化大而导致铁回收率低、资源浪费严重；单一湿式强磁选工艺，对于细粒级矿泥选别效果较差；单一浮选工艺，包括正浮选和反浮选，主要是解决细粒矿泥的影响；而选择性絮凝浮选，借助淀粉、腐殖酸盐等对褐铁矿的选择性絮凝作用，再通过脱泥或反浮选除去硅酸盐矿物。随着褐铁矿选矿工艺研究的发展，出现了很多类型的联合选别流程，包括选择性絮凝浮选、絮凝—强磁选、强磁选—正浮选—强磁选、强磁选—正(反)浮选、还原焙烧—磁选、还原焙烧—弱磁选—反浮选、还原焙烧—磁选—浸出、钠化焙烧—浸出—浮选等。

其中，单一选别流程中，利用重选工艺处理褐铁矿，工艺简单，但回收率低。主要工艺为：螺旋溜槽预先富集后用摇床进行精选，也可采用离心机分选细粒褐铁矿。而利用单一浮选法，铁精矿品位可提高到高55%以上，铁的回收率较重选提高很多，王毓华等[2]针对性质较简单的褐铁矿，采用阴阳离子捕收剂反浮选褐铁矿，脱泥后经粗选和扫选，获得铁精矿品位为57%，回收率达到70%。

通过大量试验说明，褐铁矿选别流程以联合流程较好，对粗、细粒级褐铁矿能兼顾回收。但对不同性质的矿石，宜采用不同的选别工艺。联合选别流程中，“强磁选-浮选”联合工艺应用较为广范，对于褐铁矿强磁选后尾矿中的粗粒级品位低的状况，也可以预先抛尾，来提高下一作业入选品位和减少入选量，然后进行“强磁选-正浮选”、“强磁选—反浮选”、“强磁选—反浮选—反浮选尾矿再磨再选”工艺，均能取得比较好的指标。

相比之下，“磁化焙烧—磁选”在选矿方式上能够快速达到选矿效果。“磁化焙烧一磁选”工艺是处理难选别铁矿石比较有效的方法之一，采用热化学处理方法，将弱磁性铁矿物变成强磁性铁矿物，然后用磁选方法回收。王中明等[3]对某俄罗斯褐铁矿进行了一系列的选矿试验，采用“磁化焙烧—磁选”工艺流程所获试验指标最好。焙烧后的产品细磨到粒度为-0.074mm（占90%）进行磁选（磁感应强度0.20T），可获得精矿品位为64.65%，铁回收率为86.05%。

褐铁矿焙烧后因烧损较大会大幅度提高铁精矿品位，因此褐铁矿的高效选矿技术已逐渐成为研究的主要方向。李广涛等针对四川某高磷鲕状赤、褐铁矿，采用了还原焙烧-弱磁选-反浮选工艺对其处理，实现了铁矿与方解石、绿泥石、磷灰石等的分离，最终可得到铁品位为60.92%，含磷量为0.225%，铁回收率达到72.74%的合格精矿。继而开发的“还原焙烧-磁选-浸出”流程解决了褐铁矿的综合利用问题。

除了上述工艺之外，还有学者提出了“风选一焙烧一磁选”工艺。舒伟等[4]对某低品位褐铁矿，采用“破碎-风选-强磁选-焙烧-弱磁选”工艺流程，在原铁品位为38%的情况下，可获得精矿品位59.7%、回收率69%的指标。

在还原焙烧基础上，研究人员还开发了“钠化焙烧-浸出”和“钠化焙烧-磁选”工艺，舒聪伟[5]采用“钠盐焙烧-酸浸”工艺处理某高铝硅极难选褐铁矿，发现在磨矿粒度为-200目占90.36%、碳酸钠用量15%、焙烧温度950℃、焙烧时间30min的焙烧条件和硫酸浓度7%、液固比为15∶1、酸浸温度60℃、酸浸时间15min的浸出条件下，可获得TFe品位60.21%、回收率93.49%、SiO2和Al2O3含量分别为3.28%和6.81%的铁精矿。唐立靖[6]针对某高铝高硅难选褐铁矿(Al2O3含量为26.11%、SiO2含量为13.88%)进行了“钠化焙烧-磁选”试验，研究结果表明，在焙烧温度1050℃、焙烧时间40min、Na2CO3用量12%、煤粉用量20%的焙烧条件和磨矿细度-0.038mm占98.86%、磁场强度200kA/m的磁选条件下，可获得铁精矿的铁品位为57.91%、铁回收率为97.50%。钠化焙烧后产品经阶磨阶选后，可得到铁品位62.04%、铁回收率60.90%的铁精矿。

褐铁矿选别工艺中以还原焙烧为基础的联合工艺，虽然可以有效地利用褐铁矿资源，但是这些工艺方法能耗较高，工艺过程复杂，建设投资较大，因此一直未能在工业生产中大规模应用。

在众多的褐铁矿选矿工艺中，联合选别技术已经取得显著进展。特别是“还原焙烧—磁选”技术在提高铁品位及回收率方面凸显优势，在选矿利用上能够很快的满足选矿工艺的需要。

4 结语

针对褐铁矿矿产资源特点，首先对褐铁矿矿产资源进行较系统的分类，然后研究开发出对特定类型褐铁矿资源的有效选矿技术，是解决褐铁矿选矿难题的有效途径。我国有一定的褐铁矿储量，但利用率不高，相关研究机构对褐铁矿进行了大量的研究工作，开发了许多工艺流程，在选矿技术方面已取得重大突破。但长期生产实践证明，这些工艺仍存在一些亟待解决的技术问题。

[1] 印万忠，丁亚卓.铁矿选矿新技术与新设备[M].冶金工业出版社，2008.

[2] 王毓华，陈兴华，黄传兵,等.褐铁矿反浮选脱硅新工艺试验研究[J].金属矿山，2005(7)：37-39.

[3] 王中明，杨仕勇.俄罗斯某铁矿的选矿工艺研究[J].国外金属矿选矿，2005(9)：30-33.

[4] 霍杰,李名凤,舒伟,等.低品位鲡状褐铁矿风选试验研究.金属矿山，2009(7)：50-52.

[5] 舒聪伟，唐云，王在谦.钠盐焙烧-酸浸处理高铝高硅极难选褐铁矿研究[J].矿冶工程，2012，32(6)：62-65，70.

[6] 唐立靖，唐云，梁居明.高铝高硅褐铁矿钠化焙烧-磁选试验研究[J].矿冶工程，2015，35(2)：117-119，123.