澳大利亚某地高磷铁矿石降磷工艺研究

文章 编 号 ： １ ０ ４ ２２ １） ２０ ２—６ ０ １１ １ （０ １０ —２ ９０
０ 引言
高磷 矿石 的 降 磷 工 艺 在 选 矿 领 域 一 直 是 个 难 题 。我 国的锰 矿资 源 中有相 当多 的锰 矿石 因为 磷 的 含 量 较高 而不 能 利用 ； 大 利亚 的高 磷 铁 矿 目前 也 澳
性 溶解 、 淘析 、 学 分 析 及 Ｘ射 线 衍 射 分 析 等 方 法 化
进行 综合 研究 。 １ １ 高磷 铁 矿 的化学 组成 ．
图 中显 示 除 主要 元 素 Ｆ ｅ以外 ， 尚含 一定 数 量 的杂 质 ｓ、 ｌ有 害 ｉＡ ， 杂 质 Ｐ、 量 很 低 ， 谱 中不 能 有 效 显 示 。 Ｓ含 能
Ｔａ ｌ Ｐ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｎ ｄ ｆｅ ｅ ｔｇ ａｎ ｓｚ ｂ ｅ２ ｏ ｔ ｎ ｓＦｅ ｏ ｅ ｉ ｉｆ ｒ ｎ ｒ ｉ ｉｅ
胶体 状态 产 出而没 有独 立矿 物存 在 的结论 相 吻合 。
２ ２ 化 学 选 矿 试 验 ．
粒级／ ｍｍ ＞ ０ ０ ４ ０ Ｏ ４ ０ ０ ３ ． ４ ｔＯ ０ ０ ． ７ ． ７ ～ ． ４ ０ ０ ３ ． ３
２ ２ ２ 焙 烧 一 酸 浸 试 验 ．．
把粒 度 一２ ０目占 ９ ． 的铁矿 样用 马弗 炉 焙 ０ ７６ 烧 ２ｈ 焙烧 温度 分别 为 ５ ０℃ 和 ７ ０℃ ， 出介 质 ， ０ ０ 浸 为 １ ６ 硫 酸 、 酸 、 酸 及 乙 酸 ， 浆 浓 度 为 Ｏ／的 ９ 盐 硝 矿 ２ ， 出环 境 为 ９ ℃ 的 水浴 ， 出 时 间 为 ２ｈ 试 ５ 浸 ５ 浸 ，
显变 化 。
增 加 ， 明在褐 铁矿 中磷 元素 有 富集 的趋势 。 表
地
质
找
矿
论
丛
］
１
：
３
４
ｅ
ｂ
７
８ Ｖ
３
Ｉ
２
３
４
５
Ｓ
，
挂
－ 、ｌ 一 Ｉ 川 Ｒ ４ｍ 一＾ （ｔ
． ７ ｅ￣ ｅ３ｃ ｓＩ ００ ０ ｋ ＇ ｅｌ ｔ
第 ２ ６卷
第 ２期
李耀明等 ： 澳大 利亚 某 地 高 磷 铁 矿 石 脱 磷 工 艺 研 究
２１ ３
图 ４ 与图 ３ ｂ各 分 析 点 对 应 的 ｘ 射 线 能 谱 谱 线 图
Ｆｉ ４ Ｘ ａ ｎｅ ｇｙ ｓ ｃ ｒ ｍ ｉｇｒ ｍ ｏｒ ｅ ｐ ｎｄｉ Ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｉ ｔｏｆｆｇ． ｇ． ｒ ｙ ｅ ｒ ｐｅ ｔ ｕ ｄ ａ ａ ｃ ｒ ｓ ｏ ｎｇ ｔ ｎ ｌ ｓ ｓｐｏ ｎ ｉ ３
ｆ
Ｄ
ｌ Ｉ
，
…
＾＾ Ｊ Ｉｐ
… …； … ’
绽
； ，
ｆ ｌ缸 ＾一１ ５ ： Ｃｕ ｏ ０ ：ｌ ｕ 『 ｔ ｒ ｆ ０ １ ８妇 Ｖ ｛ ２４ｃ ： ２ ｔ ｉ ｃ、
Ｓ ａｅ１ 群 一ｓ Ｌｓ ００ １ｋ Ｖ （∞ ２ ｓ ｋ ’ ｃ￣ ｜ ｒ ０ ｅ １ ０ｃ ） ｅ ｔ
实 际上 经磨 矿 一分 级后 所得 各个 粒级 产 品依 然
是赤 铁 矿和褐 铁 矿 的 混合 物 ， 粗粒 级 产 品 中赤 铁 但 矿相 对 富集 ， 细 粒 级 产 品 中则 褐 铁 矿 相 对 增 加 。 而
表 ２显示 ， 随着 粒级 变 细 ， 矿样 中磷 的质量 分数 逐 渐
只是作 为 配矿 销售 。本 次研究 旨在 通过 对 澳大 利亚
某 地 高磷铁 矿 石 的脱 磷 工 艺 研 究 ， 高 磷 矿 石 的脱 在
磷 工艺 方面 取得 ～些 进展 ， 以提高 资源 的利 用价值 。
１ 高磷 铁 矿 中磷 的赋 存 状 态 研 究
研 究磷 在铁 矿石 中 的 赋存 状 态 是 脱 磷 的 基 础 ，
表 ４ 。
为 结 晶 程 度不 同 的褐 铁 矿 （ ０ ）相 应 谱 线 见 图 ６ ×５ ０ ；
表 ４显示 ， 选方 法难 以进行 有 效分选 ， 磁 主要 原 因是 磷 与铁 矿物 紧 密 共 生 ， 与 物 相分 析 认 为 磷 呈 这
表 ２ 经 磨 细 一分 级 后 不 同粒 级产 品 中 磷 的 质 量 分 数
把铁矿石磨 到粒度为 一２０目占 ６． 和９． ％ ０ ６８ ７６
时， 在室温下用 ５ 和 １ 的硫 酸和盐 酸进行 浸出 ， ０ 矿
浆浓度 ２ ， ５ 并进行搅拌 ， 试验结果 见表 ５ 。 从 表 ５可 以看 出 ， 管 是 浸 出介 质 的种 类 变 化 不
（ 酸或 盐酸 ） 浸 出时间 的长短 ， 是铁矿 样 品粒 度 硫 ， 还 的差 别 ， 验结 果 中的磷 与 原矿样 相 比， 本 上无 明 试 基
表 １ 铁 矿 石 主 要 组 分 分 析 结 果
Ｔａ ｌ １ Ａｎｂｅ ａ ｙ ｉ ｆｍａ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ ｈ ｅ ｏ ｅ
选 矿进 行 降磷处 理 。
收 稿 日期 ： ２ １ — ０ ２ ０ Ｏｉ — ２
表 ３ 铁 矿 石 摇 床 重 选 试 验 结 果
Ｔ ａ ｌ Ｒ ｅ ｕｌｓｏｆｔ ｂｌ ｏ ｅ ｔ ａ ｏ ｆＦｅ ｏ ｅ ｂｅ３ ｓ ｔ ａ ｅ ｃ ｎｃ ｎ ｒ ｔ ｒ ｏ ｒ
表 ４ 铁 矿 石 磁 选 试 验 结 果
Ｔａｂ ｅ ４ Ｍ ａ ｌ ｇｎｅ ｉ ｏ ｅ ｒ ｉ ｅ ｌｓｏｆＦｅ ｏｒ ｔｃ ｃ ｎｃ ｎｔａｔｏｎ ｒ ｓｕ ｔ ｅ
较 暗 部 分 为 充 填 于 矿 石 孔 隙 中 的褐 铁 矿 ， 亮 部 分 为 赤 铁 矿 ， 较 图 中 Ａ， Ｃ， Ｅ为 能 谱 分 析 点 。其 中 Ａ 为 赤 铁 矿 ， Ｂ， Ｄ， Ｂ， Ｄ， 而 Ｃ， Ｅ
采 用湿 式强 磁 选 机进 行 磁 选 试 验 ， 验 结 果 见 试
与褐 铁 矿 位 置 对 应 的 ａ ｂ点 能 谱 中 除 主元 素 Ｆ ， ｅ外 ， 见 明 显 的 Ｐ峰 ， 赤 铁 矿 位 置 Ｃ 只有 Ｆ 峰 尚 而 点 ｅ
２ 高磷 铁 矿 石 的 降磷 试 验 研 究
对 高磷 铁矿 中磷 的赋 存 状 态 研 究 ， 降 磷 试 验 为
提供 了基 础 。本次 试验 研究 采用 物理 选矿 和化 学 选
改 回 日期 ： ２ １ ４ ２ ０ １０ — １
作 者 简 介 ： 李 耀 明 （９ １） 男 ， 西 榆 社 人 ， 授 级 高 级 工程 师 ， 事矿 物 原料 开 发 和矿 产 地 质 研 究 工 作 。通 信 地 址 ： 津 市 河 西 区 友 谊 １６ ， 山 教 从 天
路４ ２号 ， 钢 集 团 天 津地 质 研 究 院 ．５ 编 码 ：０ ０ ｌ 中 由政 ３０６ 。
铁矿 石 的主 要 组 分 分 析 结 果 见 表 １ 铁 矿 石 综 ； 合 样 的 Ｘ射线 能谱 分析 结果 见 图 １ 。
表 １ 示， 显 铁矿 石 的杂质 是 比较单 一 的 ， 而且 含 量 较低 。主要 的有 害元 素 磷 的含 量 较 高 ， 需要 通 过 １ ２ 铁 矿石 结构 构造 及 矿物 组成 ． 矿石 中主要 铁 矿物 有 赤 铁 矿 和 褐铁 矿 两种 ， 赤 铁矿 呈 自形 一半 自形 的粒状 ， 为磁 铁 矿假象 ； 铁 矿 褐 则具 有典 型 的胶 体充填 结 构和胶 状 构造 （ ２ 。 图 ）
验结 果见 表 ６ 。
（） １ 焙烧 温 度 及 浸 出介 质 综合 试 验 。焙烧 在 马
弗炉 中进 行 ， 烧 处理 可 以使 含 铁 矿 物烧 结 不 易溶 焙
解 ， 过 焙烧 可 以去 除部 分结 晶水 ， 通 增加 矿样 的孔 隙
度。
第 ２ ６卷
第 ２期
李 耀 明等 ： 大 利 亚 某 地 高 磷 铁 矿 石 脱 磷 工 艺 研 究 澳
研究 中采 用 了显微 镜 鉴定 、 扫描 电镜 能谱 分析 、 择 选
图 １ 铁 矿 综 合 样 ｘ射 线 能 谱 分 析 图谱
Ｆｉ １ Ｄ ｉｇｒ ｍ ｆＸ ａ ｎｅ ｇ ｐｅ ｔｕｍ ｇ． ａ ａ ｏ ｒｙ ｅ ｒ ｙ ｓ ｃｒ
ｏ ｏ ｐｏ ｉｅ Ｆｅ ｏ ｅ ｓ ｍ ｐｌ ｆａ ｃ ｍ ｓｔ ｒ ａ ｅ
矿 两种方 法 。
２ １ 物 理 选 矿 ．
２ １１ 重 选试验 ．．
重选 试验 的设 备采 用摇 床 ， 验结 果见 表 ３ 试 。
从表 ３ ， 看 细磨后用重选 方法可 降低磷 含量 ， 但精 矿产率太低 。这与物相研究结果 吻合 。铁矿石 的磷 主
要赋存 于褐铁矿 中， 而赤铁矿 中则少见 ， 且褐铁矿较 赤
２３ ３
浸 出的介 质 条 件 以硫 酸 为 最 好 ， 焙 烧 温 度 则 而 ８ ０℃ 的效 果要优 于 ６ ０℃ 。 ０ ０
（） ２焙烧温度试验 。把粒度 －２０目占 ９． ％的铁 ０ ７６ ０
ｗ（ ） ％ Ｐ／ ００７ ． ６ ０ １ ．０ ０ １ ．３
＜Ｏ００ Ｃ ． ３
０ １ ．７
化学 选矿 试验 主要 采用 酸浸 方法 。首先 进 行 铁 矿石 破碎 粒度试 验 ， 之后 进行 焙烧 一 酸浸试 验 。
２ ２ １ 铁 矿 石 粒 度 对 酸 浸 试 验 的 影 响 ．．
澳 大 利 亚 某 地 高 磷 铁 矿 石 降 磷 工 艺 研 究
李 耀 明 ， 文 军 ， 占途 ， 郭 刘 安 海
（ 中钢 集 团 天 津地 质研 究 院 ， 津 ３ ０ ６ ） 天 ００ １
摘
要 ： 对 澳 大 利 亚 某 地 高 磷 铁 矿 石 中磷 的 赋 存 状 态 研 究 结 果 表 明 ， 矿 石 中 的 磷 主 要 以 胶 体 铁
图 ６ 能谱 分 析 谱 线 图 （ 图 ５中标 注各 分 析 点 相 对应 ） 与
Ｆｉ ６ Ｅｎ ｒ ｙ ｓ ｃ ｒ ｌｌｎｅｄｉｇｒ ｍ ｇ． ｅ ｇ ｐｅ ｔ ａ ｉ ａ ａ
赤铁 矿 （ Ａ点 ） 只有 少量 ｓ 杂 质 ， 褐铁 矿 各分 析 点都 不 同程 度 地 含 有 Ｐ ｉ 而
第 ２ ６卷
第 ２ 期
地
质
找
矿
论
丛
２１ ０ １年 ６月 ： ２９２ ４ ２ —３
Ｃ ｎ ｒｂ ｔ ｎ ｏ Ｇｅ ｌ ｇ ｎ ｉ ｅ ａ ｓ ｕ ｃ ｓ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔ ｉ ｕ ｉ ｓ ｔ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｎ ｒ ｌＲｅ ｏ ｒ ｅ ｓ ａ ｃ ｏ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ２ １２ ． Ｊｎ ０ ｕ ．２ １１： ９２ ４ ２２ － ３
Ｆｕｌ 日 ｛ ｑ ＾￡ Ｃｔ ０ ００１ ｅ ¨ ３ ２７ｃ ｔＩ ＇ ｌＳ 刖 ｛ ０ ｆ ｋ Ｖ ７ ２ ｌ ｅ ｑ
ｒ ｌ ｃ ｉ １ ２ ｔ Ｃ ｒ ０ Ｏ Ｖ（ ９ ｕ ５ ￥ ４ｃ０ ０ ・０ １８ｋ ｝ ａ ｅ ｕ １０口ｓ ｋ ＇ ｛ ｅ Ｖ
状 态 存 在 ， 用 物 理 选 矿 方 法 很 难 将 磷 降 低 。研 究 中采 用 化 学 选 矿 方 法 ， 过 焙 烧 一 酸 浸 工 艺 取 采 通 得 了理 想 的铁 矿石 降磷 效果 。 关键 词 ： 高磷铁矿石 ； 降磷 工 艺 ； 学 选 矿 ； 烧 化 焙 中 图分 类 号 ： Ｔ ９ １ 文 献 标 识 码 ： Ａ Ｄ ５ 酸 浸 ； 大 利 亚 澳
图 ５ 铁 矿 石 抛 光 面 的 背 散 射 电子 图 象
Ｆｉ ５ Ｓｃ ｅ ｉ ｇ． ａｔｒｎｇ ＳＥＭ ｐ ｔ ｆｐｏ ｉｈ ｈｏ ｏ ｏ ｌｓ ｏｄ ｓｃｉ ｅ ｅ ｔｏｎ ｏｆＦｅｏｒ
铁矿硬度小 ， 易磨 细 ， 重选时容易进入尾矿部分 。
２ １ ２ 磁 选 试 验 ．．