中国复杂难选铁矿资源及选矿技术概述李根兴

　2012年9月内蒙古科技与经济September2012　第18期总第268期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.18T o tal N o.268中国复杂难选铁矿资源及选矿技术概述

李根兴,孙敬锋,马卫红,田优杰

(内蒙古自治区矿产实验研究所,内蒙古呼和浩特　010031)

摘　要:概述我国铁矿资源的分布状况及主要类型,列举国内褐铁矿石、菱铁矿石、高磷鲕状赤铁矿石以及多金属共生铁矿石的地理分布特点,并对其矿石性质、选矿工艺进行介绍,结合选矿实例介绍了国内复杂难选铁矿的选矿技术进展。

关键词:铁矿;选矿技术;铁矿石资源

中图分类号:GD92 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)18—0029—02

我国对铁矿石需求量大,进口依存度高,成为制约我国钢铁工业经济的重大安全隐患,因此,迫切需要依靠改进铁矿选矿技术来充分利用国内铁矿资源。对复杂难选铁矿石资源进行合理开发利用,对于缓解我国铁矿石供求矛盾及保障我国钢铁工业经济的安全具有重大意义。

1　铁矿石资源及复杂难选铁矿石开发利用状况铁是世界上发现最早、利用最广、用量最多的一种金属,其消耗量约占金属总耗量的95%左右。我国铁矿资源具有分布广泛,矿床类型齐全,贫矿多富矿少,矿石类型复杂,伴(共)生组分多等特点。我国铁矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”,并且复杂难选铁矿占的比例大。地质勘查和矿床研究结果表明,我国铁矿床类型齐全,世界上已发现的铁矿成因类型在我国均有发现。我国主要铁矿类型及储量分为: 沉积变质型铁矿,储量占57.8%,居各类型铁矿床之首。如鞍山——本溪地区沉积变质型铁矿,主要以磁铁矿石为主; 接触交代——热液型铁矿,储量占12.7%。如大冶式和邯邢式接触交代型铁矿,以磁铁矿石为主; 岩浆晚期型铁矿,储量占11.6%。如攀枝花——西昌地区铁矿,以磁铁矿、钛铁矿为主; 沉积型铁矿,储量占8.7%。例如:宣龙和宁乡沉积型铁矿,主要以赤铁矿石为主; 与火山——侵入活动有关型铁矿,储量占4.7%。如大红山式和蒙库式海相火山沉积变质型铁矿,以磁铁矿矿石为主,在铁矿中的共生和伴生铁矿多,共(伴)生组分主要有钒、钛、稀土、铜等; 风化淋滤型铁矿,储量占1.1%。由各类原生铁矿、硫化物矿床以及其他含铁岩石经风化淋滤富集而成,称风化壳矿床; 其他类型铁矿,储量占3.4%。

2　国内难选铁矿石资源分布及选矿技术进展处理铁矿石的目的有两个: 为了将优良的矿石选出,达到提高品位的目的; 为了把本来因为粒度太小而不适合使用的粉矿,以及因含有不易在鼓风炉中除去的杂质的不良矿石加以利用。铁矿的选矿方法主要有手选法、水洗法、浮选法、磁选法等。

含铁矿物种类繁多,但在当前技术条件下,具有工业利用价值的铁矿石种类有限,主要有赤铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿、菱铁矿、钛铁矿、褐铁矿等。其中,褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿等弱磁性含铁矿石属于较难选别铁矿石。

2.1　褐铁矿石

我国探明褐铁矿主要分布于广东、广西、云南、贵州、山东和福建等地。

褐铁矿中富含结晶水,焙烧后因烧损较大可以使铁精矿品位大幅度提高,而采用物理选矿方法很难使铁精矿品位达到60%。在破碎磨矿过程中,由于褐铁矿极易泥化,采用常规的强磁选、强磁选——正浮选工艺难以得到较高的回收率;而还原磁化焙烧——弱磁选工艺由于选矿成本较高,不适于大范围进行工业生产。因此,该类铁矿石未得到有效利用。

例如:对新疆某褐铁矿的选矿工艺进行研究,比较了正浮选、反浮选、摇床重选、弱磁——强磁、焙烧——磁选5种工艺的分选效果。结果表明焙烧——磁选法的分选指标远最佳,在原矿品位46.5%的情况下,该工艺获得的铁精矿品位为59.2%、回收率92.9%。而在其余4种工艺中,摇床重选法所得铁精矿品位最高,但回收率低;弱磁——强磁法的回收率最高,但精矿品位低;正浮选法的回收率和精矿品位都较高。因此,正浮选法是仅次于焙烧——磁选法的选矿方法。

根据褐铁矿特性,难选褐铁矿的工艺发展方向是除目前生产中采用的强磁——正浮选流程及试生产的强磁——正浮——强磁(或高梯度磁选机)及磁——反浮选流程外,还有今后应着重研究和完善的焙烧——磁选工艺,以完善褐铁矿选别工艺[1]。

2.2　菱铁矿石

我国菱铁矿资源储量丰富,居世界前列,主要分布在新疆、陕西、广西、湖北、四川、云南、贵州、山东、吉林等地。

菱铁矿石包括单一菱铁矿石、含菱铁矿混合铁矿及其复合铁矿石。因为菱铁矿理论铁品位比较低,且经常与钙、镁、锰共生,所以采用普通物理选矿方法,很难使菱铁矿铁精矿品位达到45%以上;与褐铁矿类似,菱铁矿经过焙烧后可大幅度提高铁精矿品位,但由于烧损大,降低高炉利用系数,增加能耗,所以生产成本较高。

单一菱铁矿石的选矿工艺比较简单,对于粗粒

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收稿日期:2012-06-13

作者简介:李根兴(1955-),男,内蒙古察右中旗人,高级工程师,长期从事测试与湿法冶金研究。

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或粗粒嵌布的单一菱铁矿石,一般采用重选、粗粒强磁选、焙烧磁选及其联合流程;而对于细粒及细粒嵌布的菱铁矿石,最有效的方法是焙烧磁选,除此之外也可采用强磁选、浮选或磁浮联合流程。对于磁铁——菱铁矿石,矿石构造较复杂,一般需采用联合流程,如弱磁选与重选、浮选、焙烧磁选相串联。

例如:陕西某菱铁矿是我国最大的菱铁矿基地,采用“中性磁化焙烧——干式自然冷却——异地磁选”技术分选菱铁矿,获得精矿铁品位59.37%～59.56%、铁回收率72.23%～73.72%,选矿指标良好。

2.3　高磷鲕状赤铁矿石

我国的高磷鲕状赤铁矿主要分布在湖南、湖北、广西、江西、四川、云南、贵州和甘肃等省。该类铁矿储量占我国铁矿总储量的10%,矿石多具有块状、鲕状构造,少数具肾状、豆状构造。

由于鲕状赤铁矿嵌布粒度很细,且经常与鲕绿泥石、菱铁矿以及含磷矿物共生或者互相包裹,磷又是严重影响钢铁冶炼工艺和钢产品质量的有害元素,因此高磷鲕状赤铁矿石是目前国内外公认的最难选铁矿石之一。

相关初步研究结果表明,超细磨——选择性絮凝(聚团)——强磁选或浮选、还原焙烧——超细磨——选择性絮凝(聚团)——弱磁选或浮选等高效选矿工艺或选冶联合工艺已显现其优越性[2]。

例如:“宁乡式”高磷鲕状赤铁矿石,是我国分布最广、储量最多、最重要的沉积型铁矿床,矿石含磷偏高,主要金属矿物有鲕状赤铁矿,次有菱铁矿和褐铁矿,脉石矿物有鲕绿泥石等。采用“浮选脱泥——选择性聚团——反浮选脱磷”技术对该矿石进行分选,得到铁精矿品位54.11%,回收率为90.57%,原矿含磷0.57%,铁精矿产品含磷降到0.236%,降磷效果较显著。

由于选矿技术的限制,高磷鲕状赤铁矿资源基本没有得到利用。今后对于该类铁矿石的研究方向,重点应放在选择性细磨、精密分级、新型反浮选药剂、新的脱磷和选别工艺等方面,通过改进选矿技术使这部分铁矿资源得到充分利用。

2.4　多金属共生铁矿石

我国难选多金属共生铁矿石代表类型主要有内蒙古包头白云鄂博稀土铁矿和四川攀枝花钒钛磁铁矿等。

对于多金属共生铁矿石,由于矿物组成和共伴生关系都比较复杂,导致铁精矿选别指标低,共伴生有益组分回收率低。因此,对于该类铁矿石,不适合某种单一选矿流程,目前,国内大都采用磁选——浮选联合流程对该类矿石进行分选。

例如:内蒙古某锌铁多金属矿,采用“先浮后磁”原则工艺流程,首先采用浮选方法分选出合格锌精矿,并且将稀贵金属银、铟富集至锌精矿中,然后对浮锌尾矿进行弱磁选得到高质量铁精矿。通过大量条件试验及优化试验,最终获得了较好的分选指标:锌精矿品位为59.14%,回收率98.02%;有益组分银和铟主要富集在锌精矿中,回收率分别为96.18%和71.22%;铁精矿品位和回收率分别达到65.13%和66.32%。

3　结论

我国铁矿床类型齐全,世界上已发现的铁矿成因类型在我国均有发现,概述了我国主要铁矿类型及储量情况。

我国铁矿资源紧缺,发展复杂难选铁矿的选矿技术具有重要意义。通过生产实例,介绍了国内褐铁矿石、菱铁矿石、高磷鲕状赤铁矿石以及多金属共生铁矿石的资源分布状况及选矿技术进展,指出今后应加强贫铁矿资源、复杂难选铁矿资源分选方面的研究,以实现铁矿资源利用技术的整体提高。

[参考文献]

[1]　谢富良.褐铁矿选矿工艺研究[J].江西有色金

属,1996,10(4):20～24.

[2]　孙炳泉.我国复杂难选铁矿石选矿技术进展

[J].金属矿山,2005,(8):31～34.

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