褐铁矿选矿工艺现状及发展

褐铁矿选矿工艺的现状及发展

Status and Development of limonite beneficiation process

11级矿物加工工程1班

于浩

201114440101

1.褐铁矿简介

褐铁矿是由针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以及含水氧化硅、泥质等组成的混合物，

其化学成分不固定，嵌布粒度细，且碎磨过程中易泥化，属于复杂难选铁矿石。目前我国已探明的褐铁矿储量约为 12.3 亿 t，主要分布于云南、广东、广西、山东、贵州、江西、新疆和福建等省[1]。由于受褐铁矿矿石性质 (极易泥化)、强磁选设备 (对-20 μm 铁矿物回收率较差)、浮选药剂制度和磁化焙烧成本高的制约，褐铁矿资源利用率极低，大部分没有有效回收利用，或根本没有开采。

随着铁矿资源贫、细、杂、散趋势越来越严重，以及我国钢铁工业的快速发展，使得铁矿资源供应极度紧张，因此褐铁矿的高效选矿技术已逐渐成为选矿工作者研究的主要方向，并且在褐铁矿选矿技术方面取得了明显的进步。

2.现有的选矿工艺

2.1 强化脱泥-脱硅反浮选工艺

采用强化脱泥 - 多次少量加药、多次浮选工艺，使用新型高效阳离子浮选剂，在高效脱泥措施和分散剂的配合下，通过多级选别的形式，分别对江西、广东和新疆等地的褐铁矿进行选矿试验。结果表明，经过 4～5 次加药选别，得到的铁精矿品位可达到 52% 以上，回收率均大于 76%。该褐铁矿选矿工艺流程简单，药剂种类少，且铁精矿品位和回收率均较高，整体浮选成本低，具有较高的经济推广价值。

单一浮选具有工艺流程简单、对微细颗粒褐铁矿回收效果较好的特点，但由于褐铁矿极易泥化，严重影响浮选效果，因此在浮选前强化脱泥或强化分散矿泥很重要。此外，研究和实践证明，反浮选更适于褐铁矿的提质降杂，但由于褐铁矿颗粒结晶疏松，比表面积较大，在浮选过程中容易大量吸附和消耗药剂，因此宜采用多次少量加药、多次选别的浮选流程。

2.2 阶段磨矿-反浮选工艺

新余钢铁公司铁坑褐铁矿资源丰富，地质储量为3 634 万 t，平均品位在37％以上。但由于矿石具有结构构造复杂、嵌布粒度较细、含泥含水大等特点，褐铁矿并没有得到有效利用。徐柏辉采用阶段磨矿- 反浮选工艺进行选矿试验，取得了良好的分选效果，获得品位 57.05%、回收率 60.78% 的铁精矿。该选矿试验工艺流程如图 2 所示。

对于含铁矿物与脉石矿物共生关系密切、嵌布粒度较细的褐铁矿矿石，在粗磨情况下可得到一部分合格精矿，而残留在富尾矿中的有用矿物需再磨再选方能回收。由于褐铁矿矿石具有矿石结构构造复杂、嵌布粒度较细及含泥含水量大的特点，反浮选提铁降硅技术是选矿工作者研究的焦点。

2.3 强化分散-强磁选工艺

采用选择性絮凝脱泥、磁选、浮选及重选等工艺对某褐铁矿进行分选试验。结果表明，强化矿浆分散 - 强磁选分离工艺最佳，在原矿铁品位37.34% 的情况下，可获得铁精矿品位 54.12%、回收率 62.16% 的良好技术指标。该选矿试验工艺流程如图 3 所示。

对于有用矿物和脉石矿物存在较大磁性差异的褐铁矿矿石，通过磁选方法可以得到较理想的分选指标。在原矿磨矿过程中，添加碳酸钠和水玻璃等分散剂强化矿浆分散，是提高磁选分离效率的关键技术。对弱至中磁性的褐铁矿，可以采用强磁选工艺回收，但磁选前强化分散矿泥很重要。

2.4 闪速磁化焙烧 - 磁选工艺

磁化焙烧 - 磁选工艺是处理难选铁矿石比较有效的方法之一，该工艺采用热化学处理的方法，将弱磁选铁矿物变成强磁选铁矿物，然后用磁选方法回收。其中，闪速磁化焙烧 - 磁选工艺解决了该工艺用于处理难选复合氧化铁矿石的关键技术问题，在许多以褐铁矿、菱铁矿等为主的复合氧化铁矿选矿中，得到了良好的选矿技术指标。

采用闪速磁化焙烧 - 弱磁选工艺和氯化焙烧 - 弱磁选工艺对昆钢包子铺褐铁矿进行对比试验。试验结果表明，闪速磁化焙烧 - 弱磁选工艺能有效提高铁

精矿品位，得到铁精矿产率 55.27%、品位59.47%、回收率 92.86% 的良好指标；氯化离析 - 弱磁选工艺可获得铁精矿产率 36.26%、铁品位 77.24%(含 P

0.22％)、铁回收率 80.20% 的指标，但该工艺中氯化剂的回收利用有待进一步研究，且工艺成本较高，还需研究解决许多工程化的关键技术。闪速磁化焙烧 - 弱磁选工艺流程如图 4 所示。

采用单一磁选工艺和还原焙烧 - 磁选工艺对广西某赤褐铁矿进行选矿对比试验。结果表明，后者选矿效果明显优于前者，得到的铁精矿产率 82.70%，品位 63.27%，回收率 95.99%，有害元素S、P 均较低，SiO2、Al2O3、CaO、MgO 的含量都能满足高炉冶炼的要求，属于优质铁精矿。该选矿试验工艺流程如图 5 所示。

2.5 强化分级 - 粗粒磁选 - 细粒絮凝磁选工艺

对某褐铁矿进行工艺矿物学研究，拟定了 3 种选矿工艺流程：单一磁选工艺流程、磁选 - 反浮选工艺流程和分级 - 磁选工艺流程。试验结果表明，分级 - 磁选工艺流程选别指标较好，分级后的两个精矿产品，合计产率为42.53%，TFe 品位52.99%，合计回收率 55.80%。该选矿试验工艺流程如图 6 所示。

对于低品位细粒嵌布褐铁矿矿石，细磨可以提高精矿品位，同时会产生过磨细泥化现象，导致回收率不高。强化分级 - 粗粒磁选 - 细粒絮凝磁选工艺较好地回收在磨矿过程中泥化的细粒铁矿物，提高了精矿回收率。该工艺实施的关键技术是选择性分散、絮凝条件控制和磁选机的选别条件 (如给矿浓度、磁场强度和冲洗水等)。

2.6 粗粒干选 - 细粒焙烧磁选工艺

干式磁选机主要用于选别粗粒强磁性矿石和较细粒弱磁性矿石，由于干式磁选工艺具有结构简单、工作可靠、维修方便的特点，得到了推广应用。

为从某赤褐铁矿的细粒尾矿中提取部分合格精矿，程坤等采用粗粒干选 - 细粒焙烧磁选的技术方案，得到粗粒 (粒径＞0.5 mm) 铁精矿产率 38.32%、品位56.60%、回收率 51.88% 和细粒 (粒径＜0.5 mm)铁精矿产率 42.70%、品位68.04%、回收率 68.53% 的选矿指标。与传统选别工艺相比，该工艺流程具有投资低、经济回报快及方法简单实用的特点，其工艺流程如图 7 所示。