随着高品质和易选的铁矿资源逐渐减少,尤其是我国钢铁工业的快速发展已凸显铁矿资源极度紧张,因此赤、褐铁矿的高效选矿技术已逐渐成为研究的主要方向,近几年已取得明显的进步。由于近年来进口铁矿石价格不断上涨,造成钢铁企业铁矿石供应紧张,生产成本大幅上涨,严重地制约了钢铁生产企业的可持续发展。为有效地解决铁矿石资源问题,各大钢铁企业都在寻求新的铁矿资源,以前难选、利用率较低的赤、褐铁矿资源,现已成为关注的焦点。目前,赤、褐铁矿主要用重力选矿、磁化焙烧-磁选联合、磁选-浮选联合等方法处理。对于细粒弱磁性赤、褐铁矿,国外则以絮凝-磁选工艺选别,获得了较高的分选效率和选别指标。山西某赤、褐铁矿嵌布粒度很细,呈胶结物状与粘土矿物胶结在一起,单体解离困难,利用单-磁选和浮选等工艺流程都无法达到理想的指标。采用镜铁矿配矿,有利于强化磨矿与擦洗,具有明显的作用,可获得铁品位60.15%,回收率52.28%的良好技术指标。
一、矿石性质
试验所用矿样由山西某公司提供,对该矿样多元素化学分析,结果见表1,原矿中铁物相分析结果见表2。
表1 原矿多元素化学分析结果
元素
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TFe
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Fe2O3
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SiO2
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Al2O3
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K2O
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CaO
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MgO
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TiO2
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含量
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41.80
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59.71
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11.38
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22.60
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0.060
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0.514
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0.128
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0.51
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元素
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MnO
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P2O5
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SO3
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ZnO
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SrO
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Y2O3
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BaO
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含量
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0.364
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2.350
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0.514
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0.109
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1.087
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0.016
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0.098
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表2 原矿铁物相分析结果
铁物相
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赤、褐铁矿
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碳酸铁
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硫化铁
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硅酸铁
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全铁
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铁含量
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41.21
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0.22
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0.02
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0.20
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41.65
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铁分布率
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98.94
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0.53
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0.05
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0.48
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100.00
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从表1可知,矿石中的主要成分是Fe2O3,A12O3,SiO2,TFe含量为41.80%。矿石中Al和Si的含量高,尤其是A12O3 22.60%。少量的磷(P2O5)和SrO2,微量的K2O,CaO,MgO,TiO2,MnO和S。需选矿排除的物质是Al2O3,SiO2,P2O5。
从表2可知,矿样中不含强磁性铁,铁主要是以赤、褐铁矿形式存在,其分布率占98.94%,少量是以黄铁矿、碳酸盐及硅酸盐的形式存在。理论析认为,用强磁选和高梯度磁选,回收率应在80%以上。实际上,由于赤、褐铁矿嵌布粒度太细,与脉石矿物共生关系复杂,试验中回收率会受到很大影响。
原矿工艺矿物学研究表明,主要金属矿物为褐铁矿和赤铁矿;脉石矿物主要为高岭石、云母、菱铭矿、胶磷矿等。铁矿物按粒度分为两部分,其中大部分铁矿物嵌布粒度细,一般在6一巧林m,呈胶结物状将赤铁矿与铝土矿或粘土矿物集合体胶结在一起。该类矿石单体解离困难,铁矿物含量30%~35%,用常规的单一磁选和浮选工艺很难将其选别出来。另少部分铁矿物嵌布粒度较粗,一般在74~362林m。铁矿物和粘土矿物、铝土矿接触边缘凹凸不平,部分赤铁矿内含10林m以下的脉石矿物,这部分赤、褐铁矿由于颗粒较大,相对来讲,单体解离容易,夹杂嵌布粒度细的铁矿物则会影响最终精矿品位和回收率。
二、试验方案的制订
工艺矿物学研究结果表明,大部分赤、褐铁矿嵌布粒度很细,与脉石矿物胶结在一起。部分赤铁矿内含10μm以下的脉石矿物,粘土矿物内部总是含有微细粒级的赤铁矿。磨到-45μm,铁矿物难以完全解离。利用重选、磁选和浮选工艺都不能达到理想的铁精矿品位和回收率,并且尾矿的品位较高。为此,根据原矿性质的特点,拟采用掺入其它矿石进行配矿,再进行摇床分选,以达到提高铁品位和回收率的目的。
三、选别方案试验
(一)掺入灰石、长石试验
采用硬度大的硅酸盐灰石和长石对该赤、褐铁矿进行配矿,强化选择性磨矿与擦洗作用,提高精矿品位。将原矿与灰石、长石分别以7∶1和6∶1的比列混合配矿,采用XMB-70型三辊四筒磨矿机进行球磨,分别球磨6min和8min,磨矿浓度60%,将磨矿产物中-0.097mm (160目)进行摇床试验。摇床条件:横向坡度0.5°,冲洗水216kg/h,冲程16mm,冲次320 r/min。试验结果见表3。
四、结论
通过对山西某赤、褐铁矿进行矿物工艺学研究及配矿试验结果表明,该矿石嵌布粒度很细,呈胶结物状与粘土矿物胶结在一起,磨至-45μm,矿石仍不能单体解离完全,属极难选矿石。采用单一磁选和浮选等工艺流程都无法达到理想的指标。采用硅酸盐灰石和长石矿石对该赤、褐铁矿进行配矿强化选择性磨矿与擦洗作用,选矿指标仍不理想,精矿品位和回收率较低,同时也降低原矿的入选铁品位。
采用镜铁矿配矿,有利于强化磨矿与擦洗,具有明显的作用,可获得有意义的选矿指标。镜铁矿与赤、褐铁矿比例为2∶5时,磨矿细度-0.097mm占85.41%,摇床一次粗选、一次精选,能达到铁精矿品位60.15%,回收率52.28%的较好指标,为该铁矿资源的开发提供了技术依据,并对其它类似铁矿的开发利用具有借鉴和参考价值。
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