赤铁矿选矿的主要工艺

赤铁矿又名红矿其化学分子式为Fe2O3，它是一种弱磁性铁矿物，可浮性较磁铁矿好，是炼铁的主要原料之一。其主要选矿工艺有重选、浮选和强磁选或是多种选矿工艺并用，也有过磁化焙烧后弱磁选的工艺。

早期的赤铁矿选矿一般多采用重选工艺，主要有跳汰机、离心选矿机、螺旋溜槽、螺旋选矿机、摇床等，由于其选矿处理能力小，选矿品位低、回收率低而逐渐被淘汰。

后来赤铁矿选矿发展了浮选工艺和强磁选工艺，主要以氧化石蜡皂为捕收剂的正浮选工艺和以电磁平环强磁选机为选别设备的强磁选工艺。但是其选别技术指标均没有达到令人满意的效果。

近年来，赤铁矿的选矿取得了长足的发展，其主要选矿工艺是以电磁脉动高梯度磁选机为代表的强磁选选矿工艺和以SH系列为代表的反浮选选矿工艺。尤其是采用强磁——浮选联合流程使一些矿山的赤铁矿选别达到了铁精矿品位65%，铁精矿回收率85%的满意指标。

可以说我国从“六五”开始的红矿（赤铁矿）攻关工作已基本达到了预期的目的，红矿选矿技术难题已基本解决。

某赤铁矿属赤铁石英岩，主要有用矿物为赤铁矿及少量褐铁矿，磁铁矿。脉石主要是石英。铁矿物与石英的浸染粒度很细，一般单体晶粒为0.04～0.2mm。其中0.02-0.1mm粒级占80%。阳离子捕收剂反浮选流程及条件见图。

二、高效回收微细粒贫赤铁矿的关键技术

低成本开发微细粒赤铁矿，选矿技术方面的工作仍然是围绕着能丢早丢，能收早收，最大限度提高效率，节约成本而进行的，除了要重视多碎少磨，阶段磨选外，还有如下3个方面的工作应引起重视。

（一）选择性高效磨矿技术。

磨不细与过磨现象并存是微细粒选矿技术中最突出的问题，有针对性地磨矿并在第一时间将已经磨好的合格粒级矿石高效分级出来，是减少过磨，提高选矿效率最关键的环节。世界著名选矿学者A.F.塔加尔特曾明确指出：“磨矿的功用和目的依其所磨原料的不同而不同。在选矿厂主要的任务是将矿物原料粉碎，以使有用矿物大部分得以从脉石中解离出来，并在许多情况下使两种有用矿物互相分离开来；其次一个任务是将单体的有用矿物依其粒度的必要缩小程度，将粒度减小，以使它们在下一个选矿过程中（如浮选过程）得以有不同的性态表现”。可见，A. F.塔加尔特把解离矿物列为磨矿的主要任务及首要任务，而减小粒度仅列为其次的任务。我国著名磨矿专家李启衡教授指出“碎矿和磨矿就是为选别准备好解离充分但过粉碎轻的入选物料，这就是碎矿和磨矿的基本任务”。机械地靠减小矿粒尺寸来提高解离度，必然造成解离不够和过粉碎并存的现象。但如果能使矿物沿矿物间的接触面选择性解离，则可以使矿物充分解离并显著放粗磨矿细度。可见，使铁矿物充分单体解离却不过粉碎，使有利于分选的有效粒级含量最大化是微细粒嵌布铁矿及褐铁矿选矿中要解决的关键技术难题。但目前大家普遍关注磨矿细度却很少从追求充分解离下的有效分选粒度着手研究磨矿技术，因而在矿山工作中形成充分解离比磨矿细度更加重要的意识是推进选择性磨矿实施的前提。实践证明选择性磨矿由于在提高有用矿物单体解离度的前提下能有效放粗磨矿细度，减少过粉碎，从而可优化入选物料矿物组成，达到品位和回收率双提高的目的。

（二）超细磨技术。

超细磨矿成本高是制约微细粒贫赤铁矿开发利用的关键因素。采用普通球磨机磨矿，随着磨矿细度的增加，新生合格粒级含量显著减少，而单位磨矿能耗成倍增加。当磨矿细度要求20μm占80%以下时，塔磨机、搅拌磨机和ISA磨机均是很好的选择。据资料介绍，在某黄铁矿精矿再磨时，当达到磨矿细度12μm占80%时，球磨机（球介质直径9mm）需要超过120 kW·h/t的电耗，而ISA磨机（介质直径2mm）仅需要40kW·h/t，节能效果显著。但尽管塔磨机、ISA磨等超细磨设备已经在很多大型铁矿应用，但较高的设备价格及ISA磨近期难以在中国市场应用的现实制约了其在国内铁矿山尤其是中小矿山的应用。对铁矿物嵌布粒度微细的中小铁矿山而言，长沙矿冶研究院开发的立式搅拌磨作为最终细磨设备是较好的选择。与球磨机相比，立式搅拌磨用于产品细度要求为40～20μm的磨矿，能耗减少70%。

立式磨矿机已经能达到5μm的磨矿粒度下限。目前立式搅拌磨已在非金属和有色金属磨矿中使用了60多台，在给矿细度为180μm占80%时，磨矿细度达到20μm占80%，效果显著。如湖南柿竹园有色金属矿铁精矿的再磨再选，过去多年来都是采用普通卧式球磨机，磨矿粒度一直都是－43μm占60%，铁品位在53%～55%之间，磨矿细度达不到，铁精矿品位不能提高。经过多次试验，柿竹园有色金属矿铁精矿再磨设备采用长沙矿冶研究院研制的立式螺旋搅拌磨矿机。从2005年开始在柿竹园有色金属矿尾矿回收铁精矿生产线上应用，磨矿粒度－38μm达到95.10%，铁精矿品位达到65%以上，提高了铁精矿品位，经济效益显著。

（三）强磁选技术。

选设备是回收赤铁矿的关键设备，但强磁选设备回收铁矿物时－30μm的微细粒赤铁矿流失严重，细粒铁矿物回收率不到30%的问题始终无法解决。2008年以来，长沙矿冶研究院采用新型高效ZH I型组合式湿式强磁选机作为回收微细粒弱磁性赤（褐）铁矿的关键设备，取得了满意效果。该机采用隔粗筛加三道分选盘式结构，前置专门配套的隔粗装置隔除矿浆中粗渣，分选主体采用梯度高达1.0T的多层感应磁极介质及三盘对应的介质参数，形成上盘0.1～0.3T磁感应强度的弱磁选体系，以回收少量强磁性的Fe3O4，中盘是l～1.5T磁感应强度的中磁选体系，用于回收中粗粒级赤铁矿及假象赤铁矿，下盘磁感应强度高达1.7～1.8T，对于回收微细粒赤铁矿及易泥化的褐铁矿极其有效。这种设备相对于目前工业上常用的Shp仿琼斯强磁选机和SLon强磁选机，由于下盘磁感应强度高出0.8T，铁回收率要高出10个百分点以上，且由于对不同磁性的铁矿物分阶段选别，大幅度减少了磁性夹杂，某些赤褐铁矿选矿厂使用该设备甚至实现全磁选流程将铁精矿品位提高到65%以上，而传统的磁选机由于只有一种磁场强度，磁夹杂严重，磁选铁精矿品位只能提高到43%～47%，必须采用浮选进一步选别才能得到65％以上品位的铁精矿。zH I型强磁选设备比单一功能的磁选机功能强，操作简易，占地少，电耗少。由于前端隔粗和隔磁，完全消除了粗杂碎屑物堵塞和磁性堵塞，分选畅通无阻，强磁分段磁选效果十分明显，具有很好且更广泛的实用性。

（四）细粒浮选技术及高效浮选药剂。

自鞍钢矿业公司东鞍山烧结厂于1958年开始采用浮选分选铁矿石以来，我国氧化铁矿石选矿技术已经取得长足进步，尤其是在国家“十五”科技攻关的支持下，鞍山式磁、赤铁矿选矿技术已经达到世界领先水平，长沙矿冶研究院张泾生教授开创并成功应用于鞍钢调军台选矿厂的弱磁选－强磁选－阴离子反浮选工艺流程已成为此类矿石的经典流程，在我国大中型铁矿山选矿厂如鞍钢齐大山选矿厂、调军台选矿厂、弓长岭选矿厂、太钢尖山铁矿、唐钢司家营铁矿、安钢舞阳铁矿广泛推广应用。伴随该工艺流程而开发的NaOH、苛化淀粉、石灰和脂肪酸类捕收剂也成为经典的药剂制度而沿用至今，虽然各研究院所及企业在阴离子捕收剂种类上推陈出新、百家争鸣，但20多年来始终没有超越该工艺流程开发之初所确立的原则工艺流程、4种反浮选药剂、30℃以上的浮选温度等关键技术根本。为了解决微细粒铁矿浮选效果差，尾矿夹带严重影响精矿质量的问题，长沙矿冶研究院以太钢袁家村铁矿、湖南祁东铁矿等典型的微细粒铁矿为研究对象，进行了以减少矿泥干扰，提高铁精矿质量，同时

降低浮选成本为目标的新药剂开发，研制的新型阴离子浮选药剂成功实现了两种浮选药剂（调整剂和捕收剂），常温（15℃）浮选的目标，该药剂已经完成了工业试用，结果理想。

某小型赤铁矿选矿工艺流程方案的研究

【我来说两句】2011-1-25 10:27:28 中国选矿技术网浏览207 次收藏

【摘要】：本文针对某赤铁矿矿山矿石储量少，生产规模小的特点，对该小型赤铁矿矿山提供了流程简单、经济合理的选矿工艺流程。本研究也可以为其它小型赤铁矿选矿厂起参考作用。

前言

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，大部分赤铁矿嵌布粒度细、含泥量大，选矿难度较大。因此自“六五”以来我国就把赤铁矿作为国家的科研攻关项目，并且取得了丰硕的成果。一些大型赤铁矿矿山在选矿工艺、设备和药剂等方面积累了许多经验，取得了较好的选别指标。由于大多数工艺流程复杂、设备投资多和选矿成本高等缺点，因此对于一些中小型的赤铁矿矿山，尤其是赤铁矿与磁铁矿混合的中小型矿山来说，这些工艺难以被采用。我国大型赤铁矿矿山较少，而中小型赤铁矿矿山较多，因此研究适合于中小型赤铁矿矿山的选矿工艺尤为重要。

本文对某服务年限短的小型赤铁矿选矿进行了选矿试验研究，对该小型赤铁矿矿山提供了经济合理的选矿工艺流程。本研究也可以为其它小型赤铁矿选矿厂起到参考作用。

一、矿石性质

（一）矿石的主要化学成分

该矿属鞍山式沉积变质氧化赤铁矿、磁铁矿矿床。该矿石的主要化学成分分析列于表1。

（二）矿物组成

磁铁矿绝大部分受到不同程度的赤铁矿交代，形成假象与半假象赤铁矿，少量褐铁矿，氧化程度较深，铁矿物呈粒状单晶或集合体浸染在脉石中，与脉石矿物(石英为主，少量绿泥石等)相问呈条带状分布。

金属矿物主要以假象赤铁矿、磁铁矿和半假象赤铁矿为主，脉石矿物以石英、绿泥石为主。其矿物组成见表2。

（三）铁矿物的嵌布特征

1、磁铁矿(Fe3O4)

磁铁矿呈半自形粒状单晶或集合体浸染于脉石中或与脉石相间呈条带状分布。磁铁矿大部分被半假象赤铁矿沿边缘和裂隙进行交代，半假象赤铁矿很难与磁铁矿分割，因而显铁磁性。磁铁矿呈粗、中、细粒嵌布，磁铁矿嵌布粒度0．02～0．6mm。

2、赤铁矿(Fe203)

半假象赤铁矿呈网格状、不规则粒状、脉状沿磁铁矿的边缘、裂隙进行交代，完全被赤铁矿交代(呈磁铁矿假象)或微量磁铁矿残留。假象赤铁矿不显铁磁性，而显较强的电磁性。半假象赤铁矿粒度为0．015～1．6mm。假象赤铁矿粒度0．01～1mm。

3、褐铁矿(Fe203·nH20)

褐铁矿呈脉状、不规则粒状、蜂窝状、星点状嵌布在脉石中。褐铁矿粒度0．005～0．6mm。

二、选矿试验

（一）磁选－重选(重选采用单一摇床设备)联合流程方案试验

由于该矿为赤铁矿与磁铁矿的混合矿，因此对该矿进行了先磁选回收磁铁矿，然后磁选尾矿。

由表3试验结果可以看出，采用磁选一重选(重选采用单一摇床设备)联合流程时可以获得产率为38．43％、铁品位为64．42％、铁回收率为70．53％的总铁精矿。

（二）磁选－重选(重选用螺旋溜槽作粗选，摇床作精选)联合流程试验

由于磁－重联合流程中使用摇床作为赤铁矿的分选设备时，需要摇床台数多，占地面积大，投资比较多，因此采用处理量比较大的螺旋溜槽处理磁选尾矿，预先抛尾，粗精矿用摇床精选，可以减少摇床台数。因此，对磁选尾矿进行了试验，试验流程见图2，试验结果见表4。

由表4试验结果可以看出，采用磁一重联合流程处理该铁矿时，重选使用螺旋溜槽预先抛尾，用摇床精选螺旋溜槽精矿，可以取得铁品位65．56％，铁回收率63．11％的高质量铁精矿，加上摇床中矿铁的回收率，铁总回收率为69．78％，此时铁精矿品位63．41％。

（三）浮选－磁选联合流程方案试验

经过详细的磨矿细度试验、捕收剂种类试验、碳酸钠用量试验、抑制剂种类试验、抑制剂用量试验、捕收剂用量试验后，最终确定了浮选的最佳试验流程。为了回收浮选尾矿中损失的铁，对浮选尾矿进行了弱磁选试验，试验流程见图3，试验结果见表5。

由表5试验结果可以看出，采用浮选-磁选联合流程时可以获得产率为40．27％、品位为62．37％、回收率为72．36％的总铁精矿。

四、结果讨论

由以上试验结果可以看出，采用磁选-重选(重选采用单一摇床设备)联合流程方案处理该铁矿石时可以取得产率17．09％、铁品位69．40％、铁回收率33．79％的磁选铁精矿，磁选尾矿用摇床处理可以取得产率21．34％、铁品位60．43％、铁回收率36．74％的重选精矿，总铁精矿的铁品位64．42％，铁回收率70．43％。尽管用摇床选别铁回收率较高，但用摇床选磁选尾矿，需要的摇床台数多，占地面积大，投资相应比较多。为了节省投资，用处理量较大的螺旋溜槽处理磁选尾矿，预先抛除尾矿，螺旋溜槽精矿用摇床精选，尽管铁回收率低一点，但铁精矿质量较高，更重要的是流程简单、适应性强、节省投资、简单易行，对小型矿山来说有利于加快投产。而用浮选一磁选联合工艺流程方案处理该铁矿，虽然铁回收率较高，但是铁精矿品位较低，并且浮选处理时需要消耗大量的浮选药剂，使生产成本提高，对于小型赤铁矿选矿厂来说，不利于维护和管理。

因此对该小型赤铁矿选矿厂来说，使用磁选～重选联合流程(重选使用螺旋溜槽和摇床组合)比较适宜。该流程简单、技术经济较合理，而且对矿石性质变化适应性比较强。

五、结论

（一）该赤铁矿采用磁一重联合流程处理，重选用螺旋溜槽预先抛尾，用摇床精选螺旋溜槽精矿时，可以取得铁品位65．56％，铁回收率63．11％的高质量铁精矿，加上摇床中矿的铁，可以获得铁精矿品位63．41％、铁回收率为69．78％的总精矿。

（二）该工艺流程简单、适应性强、节省投资、简单易行，对服务年限短的小型赤铁矿矿山来说，有利于加快投产，快速收回成本。此流程也可以为其它小型赤铁矿选矿厂起到参考作用。