高磷鲕状赤铁矿开发利用现状及发展趋势

高磷鲕状赤铁矿开发利用现状及发展趋势韩跃新;孙永升;高鹏;李艳军【摘要】The features and difficulties of beneficiation of high phosphorus oolitic hematite were sketched. High intensity magnetic separation-reverse flotation, magnetizing roasting-magnetic separation, roasting-magnetic separation-reverse flotation, reverse flotation and processes of dephosphorization were used to treat these ores by mineral processing researchers, and the research results were summarized. However,a satisfactory separation index of conventional mineral processing method has never been achieved. But deep reduction-high efficient magnetic separation is an effective technology for utilization of high phosphorus oolitic hematite. According to the problems of the new technology, the future research direction of high phosphorus oolitic hematite was suggested.%简述了高磷鲕状赤铁矿的矿石特性及其分选难点,介绍了国内选矿工作者应用强磁—反浮选工艺、磁化焙烧—弱磁选工艺、磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺、直接反浮选工艺、脱磷工艺处理该类型矿石所取得的研究成果,指出采用常规选矿工艺处理该类型矿石难以获得满意的分选指标,但采用深度还原—高效磁选工艺处理该类型矿石能取得较理想的分选指标,并根据新工艺所存在的问题,总结了未来选矿工作者主攻的方向.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】高磷鲕状赤铁矿;微细粒嵌布;深度还原【作者】韩跃新;孙永升;高鹏;李艳军【作者单位】东北大学资源与土木工程学院;东北大学资源与土木工程学院;东北大学资源与土木工程学院;东北大学资源与土木工程学院【正文语种】中文近年来，我国钢铁工业飞速发展，导致铁矿石需求量迅猛增长。

由于我国优质铁矿资源匮乏、复杂难选铁矿石利用率低以及国内铁矿石生产企业产能不足，致使国内铁矿石市场呈现严重的供不应求状态。

国内多数大型钢铁企业不得不高价购买澳大利亚、巴西、印度等国的铁矿石。

2010年我国进口铁矿石达6.19亿t，对外依存度高达62.5%［1］。

2010年我国进口铁矿石到岸均价128.4美元/t，较2009年同比上涨60.6%，进口铁矿石总金额高达794.27亿美元，较2009年增长58.39%［2］。

2011年铁矿石现货价一度突破190美元/t，进口铁矿石价格飙升，直接导致我国铁矿石进口成本大幅增加，进而造成国内铁矿石价格、能源价格，甚至居民消费品价格的联动性上涨，这不仅对我国钢铁产业造成严重影响，对国民经济的健康持续发展也构成了巨大威胁。

因而加强我国复杂难选铁矿石高效开发利用研究，提高铁矿石自给率具有重要意义。

在我国复杂难选铁矿资源中，高磷鲕状赤铁矿储量巨大，现已探明37.2亿t，同时预计还可勘探出上百亿t的新资源量［3］。

已探明的高磷鲕状赤铁矿资源主要分布于湖北西部、湖南中北部、广西北部、江西西部和贵州东部，四川北部、云南东北部也有零星发育。

该种矿石通常矿床规模大、开采条件好，对其进行合理开发，使其得到有效综合利用，对缓解我国铁矿石供给紧张的局面具有重要的战略意义。

1.1 矿石特性高磷鲕状赤铁矿与国内目前大规模开发利用的铁矿石资源相比，具有铁品位和有害元素磷、铝等含量较高的特点，属典型的“宁乡式铁矿”，即低硫高磷的酸性氧化铁矿石［4］。

矿石中金属矿物有赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等，非金属矿物有石英、胶磷矿、黏土矿物等。

矿石主要呈鲕状、浸染状构造，同心环带状结构。

赤铁矿与石英、绿泥石、胶磷矿等矿物关系密切，以石英、绿泥石等矿物为核心组成同心环状结构，嵌布粒度极细，在10 μm左右;胶状赤铁矿一般与褐铁矿形成胶状结构，形状不规则，界限模湖不清;少量赤铁矿与绿泥石、蛋白石、胶磷矿形成胶状及环带状结构;胶磷矿呈致密块状构造，表面有模糊不清的细小生物结构，大部分与脉石连生，少部分与赤铁矿紧密共生，有的在鲕状赤铁矿的边缘出现，与鲕状赤铁矿形成边缘结构。

鲕状绿泥石大部分具有鲕状核心，鲕粒粒径为0.25～0.30 mm，形态各异，除球状外，椭球状、透镜状及扁豆状也常见，鲕粒表面常见一层褐铁矿包壳。

1.2 开发利用难点高磷鲕状赤铁矿的开发利用难点主要表现在以下方面［5］:(1)赤铁矿嵌布粒度极细，以石英或绿泥石为鲕核的铁矿物及脉石矿物具有相互层层包裹的环带状结构，不利于矿石的单体解离。

如要使其环带解离或鲕核单体解离，必须磨至10 μm以下，这个粒级的分选，对目前选矿技术来说，是一个极大的挑战。

(2)此类矿石一般伴生有大量的黏土，硬度低，在磨矿过程中极易形成含铁较高的矿泥，严重影响分选作业。

(3)伴生的磷矿物等有害杂质主要以胶状物与赤铁矿鲕粒致密连生，难以分离，影响精矿品质的提高。

近几年来，由于铁矿石价格的快速攀升，国内对高磷鲕状赤铁矿的开发利用研究又掀起了新一轮的热潮。

许多研究单位分别采用强磁—反浮选、磁化焙烧—弱磁选、磁化焙烧—弱磁选—反浮选、反浮选等工艺对高磷鲕状赤铁矿进行了开发利用研究。

2.1 强磁—反浮选工艺董怡斌等［6］针对鄂西高磷鲕状赤铁矿研制了QD系列阴离子捕收剂，并通过强磁选—反浮选试验将其用于处理鄂西高磷鲕状赤铁矿。

结果表明，在磨矿产品细度为－0.074 mm占90%时，胶磷矿与赤铁矿部分解离，但依旧有黏连，强磁选后铁精矿平均品位为47.87%，P含量为0.78%;采用QD系列的3种捕收剂选别铁品位为47.87%、P含量为0.78%的强磁选精矿，获得了铁品位大于52%、磷含量小于0.60%、作业回收率大于53%的反浮选铁精矿。

董怡斌等［7］将普通玉米淀粉抑制剂改性为羧甲基阴离子淀粉(CMS)，通过细磨—湿式强磁选—反浮选试验，探索了改性抑制剂处理鄂西高磷鲕状赤铁矿的可行性。

试验结果表明，在磨矿细度为－0.074 mm占90%时，采用CMS作抑制剂，能获得铁品位大于53.22%、磷含量小于0.47%、浮选作业回收率大于58%的铁精矿。

牛福生等［8］采用强磁选—反浮选工艺对宣龙式鲕状赤铁矿进行了选矿试验研究，结果表明，在磨矿产品细度为－0.074 mm占95%的条件下，强磁选—反浮选工艺可获得铁品位为62.34%，回收率为53.07%的铁精矿，但尾矿中铁品位仍高达38.92%。

唐云等［9］采用强磁选—反浮选工艺对贵州赫章高磷鲕状赤铁矿进行了提铁降磷试验研究。

首先采用1粗1精1扫的强磁选工艺处理原矿，获得了铁品位为52.13%、磷含量为0.45%、回收率为72.16%的铁精矿。

然后采用高效调整剂和高效捕收剂对强磁选精矿进行1次反浮选，获得了铁品位为56.14%、回收率为62.48%的铁精矿。

尽管强磁选对于后续反浮选有利，但是强磁选—反浮选工艺很难获得铁品位大于60%的合格精矿，同时铁回收率较低、磷含量较高，试验指标不够理想。

2.2 磁化焙烧—弱磁选工艺磁化焙烧—弱磁选工艺是处理难选氧化铁矿石最有效的工艺之一。

磁化焙烧—弱磁选工艺是将矿石在焙烧炉中加热到一定的温度，并在适宜的气氛中将弱磁性的铁矿物转化为强磁性的铁矿物，从而提高铁矿物的可分选性。

左倩等［10］对鄂西某高磷鲕状赤铁矿进行了磁化焙烧—弱磁选试验研究。

试验结果表明，将－2 mm原矿与煤粉按5∶1的质量比混合，在焙烧温度为750℃，保温时间为1 h的条件下焙烧，焙烧矿经过粗粒弱磁选抛尾、细磨至－0.043 mm 占96%、2次弱磁精选，可获得铁品位为60.12%、回收率为77.42%的铁精矿。

但铁精矿含磷仍高达0.62%，须通过进一步研究降低其含量。

李育彪等［11］采用焙烧—弱磁选工艺对鄂西某高磷鲕状赤铁矿进行处理。

研究结果表明，在还原剂用量为矿石质量的5%，焙烧温度为850℃，焙烧时间为25 min，焙烧产物磨矿细度为－0.074 mm占90%，弱磁粗选磁场强度为120kA/m条件下，可获得铁品位为54.92%、回收率为86.78%、P含量为0.83%的铁精矿。

采用磁化焙烧—弱磁选工艺处理高磷鲕状赤铁矿，可以提高精矿铁品位和金属回收率，但是铁精矿中磷的含量仍然难以满足冶炼行业的要求;并且尾矿中铁品位普遍偏高(＞20%)，存在一定的资源浪费问题。

2.3 磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺针对磁化焙烧—弱磁选精矿中磷含量超标的问题，有科研工作者对高磷鲕状赤铁矿进行了磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺研究。

王秋林等［12］采用磁化焙烧—弱磁选—阴离子反浮选流程对鄂西高磷鲕状赤铁矿进行了可选性研究，最终获得了铁品位为 61.88%、磷含量为0.25%、铁回收率为79.95%的铁精矿。

龙运波等［13］采用磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺流程对重庆某高磷鲕状赤铁矿进行了试验研究，获得了铁品位为58.15%、磷含量为0.28%、铁回收率为69.37%的铁精矿。

与磁化焙烧—弱磁选工艺相比，磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺处理高磷鲕状赤铁矿可以获得铁品位较高，同时磷含量较低的铁精矿。

但部分研究结果显示，铁精矿中Al2O3含量时有超标(5% ～6%)，影响炼铁过程中高炉的运行。

2.4 直接反浮选工艺刘万峰等［14］对某难选高磷鲕状赤铁矿进行了系统的反浮选试验研究，最终确定了先脱磷，后脱硅的原矿反浮选工艺流程。

通过该流程获得了铁、磷品位分别为54.21%、0.28%，铁回收率为64.60%的铁精矿。

杨大伟等［15］对鄂西某宁乡式高磷鲕状赤铁矿以十二胺或醚胺作为捕收剂、碳酸钠为pH调整剂进行了反浮选试验研究。

结果表明，精矿铁品位在44% ～45%之间，磷含量在0.8%左右，与原矿指标相当，几乎没有分选效果。

庞玉荣等［16］对某鲕状赤铁矿进行了反浮选试验，原矿铁品位为43.4%，获得的精矿铁品位为57.34%、回收率为76.37%。