巴基斯坦某铬铁矿石提铬降硅试验研究

李文辉

（新疆地矿局第一地质大队）

美国地质调查局2010年统计显示，全世界Cr2O3含量45%以上的铬铁矿约3.5亿t［1］，主要集中在南非和哈萨克斯坦。我国是铬铁矿资源严重短缺的国家，所需铬铁矿石绝大部分依靠进口［2］。

在冶金工业上，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金是生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢的添加料；金属铬主要用于与钴、镍、钨等金属冶炼特种合金，这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料［3］。

针对巴基斯坦某铬铁矿石的硅高问题，通过提铬降硅试验，研究了矿石的合理选矿工艺，为企业的改扩建提供科学依据。

1 矿石性质

铬铁矿为矿石中唯一的有用金属矿物，以粗粒为主，粒度大于0.1 mm占93.90%，0.1～0.048 mm占2.5%；主要呈他形粒状结构、团块状构造，团块粒度一般大于1 mm，局部可见破碎的铬铁矿，大部分呈带状分布。团块状铬铁矿的嵌布粒度大于0.1 mm，最大可达2 mm，在样品中主要以他形粒状集合体的形式出现，也是样品中的主要嵌布方式，铬铁矿团块之间可见透明矿物充填，这些透明矿物主要为石英；碎粒状铬铁矿大部分成条带状分布于铬铁矿团块之间，具有局部破碎特征，大部分破碎后的铬铁矿粒径大于0.1 mm。

总体上，矿石中的铬铁矿嵌布方式较简单，结构较完整，裂隙发育；石英全部以充填构造充填裂隙和孔隙，要获得低硅精矿必须磨矿。

矿石主要化学成分分析结果见表1，铬物相分析结果见表2。

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从表1可以看出，矿石中Cr2O3含量50.46%，SiO2含量3.80%，是主要需要排除的杂质成分。

从表2可以看出，矿石中的铬主要以铬尖晶石的形式存在，分布率达99.53%。

2 选矿工艺流程试验

本选矿试验的目标矿物是铬铁矿，密度4.3～4.8 g/cm3，与石英等脉石矿物的密度差较大，可采用重选工艺脱硅除杂［4］。结合现场生产情况，进行了磨矿产品直接摇床重选工艺试验和磨矿产品分级—摇床重选工艺研究［5］。

2.1 磨矿产品直接摇床重选试验

磨矿产品直接摇床重选试验采用1次粗选、中矿再选流程，粗选和再选精矿合并，磨矿细度试验精矿指标见表3。

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从表3可以看出，随着磨矿细度的提高，精矿Cr2O3品位提高、回收率降低；当磨矿细度-0.074 mm34%时，精矿Cr2O3品位55.12%、Si O2含量1.07%、Cr2O3回收率85.42；当磨矿细度-0.074 mm71%时，精矿Cr2O3品位56.70%、SiO2含量0.70%、Cr2O3回收率仅69.37%。

2.2 磨矿产品分级—摇床重选试验

（1）4个粒级分选试验。将碎至3～0 mm矿石分成3～2、2～1、1～0.5、0.5～0 mm4个粒级，然后分别进行摇床重选试验，试验流程见图1，结果见表4。

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从表4可以看出，0.5～0 mm粒级摇床综合精矿Cr2O3品位54.69%、回收率44.89%；1～0.5 mm粒级摇床精矿Cr2O3品位54.09%、回收率11.00%，2～1 mm粒级摇床综合精矿Cr2O3品位54.64%、回收率13.30%，3～2 mm粒级摇床精矿Cr2O3品位54.64%、回收率0.28%，总精矿Cr2O3品位54.48%、总回收率69.47%。

（2）2个粒级分选试验。将碎至3～0 mm矿石分成3～1、1～0 mm2个粒级，然后分别进行摇床重选试验，试验流程见图2，结果见表5。

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从表5可以看出，1～0 mm粒级摇床综合精矿Cr2O3品位55.00%、回收率54.48%，3～1 mm粒级摇床精矿Cr2O3品位54.43%、回收率11.32%，总精矿Cr2O3品位54.78%、总回收率65.80%。

2.3 分级分选—中矿再磨再选流程试验

基于重选中矿Cr2O3分布率较高的情况，为提高选矿回收率，对中矿进行了集中再磨再选试验。试验采用流程简洁的2个粒级分选流程，见图3，试验结果见表6，中、尾矿筛析结果分别见表7、表8。

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从表6可以看出，推荐的分级摇床重选—中矿再磨再选工艺流程可以获得Cr2O3品位54.90%、Cr2O3回收率88.40%、SiO2含量1.25%的综合精矿；尾矿和中矿虽然Cr2O3品位仍然较高，但SiO2含量高达10%以上，Si O2显著富集在最终中矿和尾矿中。

从表7、表8可以看出，中矿和尾矿粒度越细，Cr2O3富集程度越高，Si O2的富集规律正好相反。

3 结 论

（1）巴基斯坦某铬铁矿石中铬铁矿为矿石中唯一的有用金属矿物，Cr2O3含量50.46%、SiO2含量3.80%。矿石中铬铁矿以粗粒为主，粒度大于0.1 mm的占93.90%，主要呈他形粒状结构、团块状构造，团块粒度一般大于1 mm，局部可见破碎的铬铁矿，大部分呈带状分布；铬铁矿团块之间可见透明矿物石英充填。矿石中的铬主要以铬尖晶石的形式存在，分布率达99.53%。

（2）选矿试验最终推荐分级摇床重选—中矿再磨再选工艺流程，最终得到4个精矿产品，综合精矿Cr2O3品位54.90%、Cr2O3回收率88.40%、SiO2含量1.25%，各精矿产品SiO2含量均符合要求。