云南某难选褐铁矿选矿试验研究

针对云南某难选褐铁矿的性质和特点，通过探索试验确定采用还原焙烧—磁选工艺进行选别试验。试验中进行了条件优化试验和综合条件试验，最终获得铁品位57.68%、回收率67.83%的铁精矿。该试验研究为云南褐铁矿的开发利用奠定了基础，同时也为其他类似铁矿的开发利用提供参考和指导。

自然界中褐铁矿绝大部分以2Fe2O3.3H2O形态存在，呈陷晶质、非晶质或胶状体，外表颜色呈黄褐色、暗褐黑色，弱至中磁性。云南某褐铁矿原矿含铁45.63%，有豁元素硫和磷含量很低，该褐铁矿的嵌布粒度较细，与石英和黏土矿物相互混杂包裹，尤其是黏土含量很高，约20%~30%，且多呈细小鳞片状陷晶质集合体与褐铁矿相混，属较难分离矿石。采用重选时，铁精矿中TFe品位仅47.82%，且产率、回收率指标极差。采用磨矿-湿式强磁选工艺和原矿磨矿-湿式强磁选（高梯度磁选）-反浮选试验，其效果还是不太理想。为了更好地利用云南的褐铁矿资源，对试验样品进行了化学多元素分析与铁物相分析，并对试验样品进行探索性选别研究。

1、矿石性质

（1）原矿化学多元素分析与铁物相分析

矿石中可供选矿回收的主要组分是铁，TFe品位在45%左右，需要选矿排除的组分主要是SiO2，其次为Al2O3，二者合计含量为26.78%。有害杂质硫、磷的含量很低，矿石中的铁嵌存状态较为复杂，分布在褐、赤铁矿中的铁占99.01%。

2、岩矿鉴定

矿石为褐铁矿石，褐色、块状、较致密，主要由褐铁矿组成，另有部分黏土和少量石英。

（1）褐铁矿：含量75%~80%，呈土状、豆状集合体，其中呈豆状者硬度较高，粒度大小不一，多为0.01~5mm不等，主要为赤铁矿、针铁矿组成，呈土状者硬度较低，分布于豆状者四周；大集合体中多有少量10%的石英混杂其中，褐铁矿集合在矿石中分布较均匀，呈浸染状、次块状出现。另外，孔洞周围的褐铁矿集合体可见皮壳状、同心环带状构造。

（2）黏土：含量20%~30%，多呈细小鳞片状隐晶质集合体，与褐铁矿相混，较难区分。

（3）石英：含量少，粒度多小于0.1mm，少量大于0.1mm，多呈细小它形粒状，呈不规则集合体浸染状分布于褐铁矿基底中。集合体一般在0.05~0.3mm之间，可见少量褐铁矿分布于集合体中的石英粒间，石英晶粒中含微量尘点状褐铁矿包体的现象，局部区域的石英含量大于褐铁矿，区内褐铁矿集合体浸染状分布于石英基底中。

从岩矿鉴定、原矿化学多元素分析等研究结果可知，该铁矿为褐色、较致密的块状褐铁矿石，有用成分是铁，原矿铁品位较高为45.63%，有害元素硫和磷都很低。脉石以石英居多，其次为绢云母、方解石、绿泥石、胶磷矿、微量白云母、蛋白石和玉髓等。影响选矿的工艺矿物学因素，主要是铁的嵌布粒度较细，与石英及黏土矿物相互混杂包裹，尤其是黏土含量很高，约20%~30%，且多呈细小鳞片状隐晶质集合体，与褐铁矿相混。该矿石性质决定了其选别是比较困难的。

2、试验研究

通过大量探索试验，最终确定对于该类型难选铁矿，采用还原焙烧-磁选工艺可获得比较理想的技术指标，在技术上也是可行的。还原焙烧-磁选工艺由还原焙烧和弱磁选2部分工艺组成。还原焙烧是一种热化学处理该类型铁矿的有效方法，它能使弱磁性的氧化矿物（Fe2O3）转变为强磁性的氧化铁矿物（Fe3O4）。经过还原焙烧的矿石用的有效的弱磁场磁选法处理，使铁矿物和脉石矿物得到较有效的分享。其还原焙烧的化学反应式为：

3Fe2O3+C=2Fe3O4+CO↑

影响磁选的因素有：磨矿细度、磁场强度、流程结构；影响还原焙烧的因素有：还原焙烧温度、还原剂种类及用量、还原焙烧时间及矿石性质等。本试验将对影响还原焙烧-磁选效果的几个主要因素进行研究。

每次试验时，称取-2mm原矿500g装入石墨坩埚，待马费炉内温度升到设定温度时放入焙烧炉膛内。当炉温升到设定温度后，开始记录焙烧时间，进行还原焙烧。达到设定焙烧时间后取出坩埚，并迅速用水封冷却。当焙烧矿冷却后，再进行磨矿、磁选、磁选设备为实验室型鼓式弱磁选机。

（1）磨矿细度条件试验

试验样品用如下条件进行还原焙烧试验：焙烧温度750℃，焙烧时间为1.5h，还原剂（煤粉）用量15%。

（2）还原焙烧温度条件试验

在还原焙烧时间为1.5h、煤粉用量为10%、磨矿细度-0.074mm占68.5%的条件下进行还原焙烧温度条件试验。

（3）还原剂（煤粉）用量条件试验

在还原焙烧时间为1.5h、还原焙烧温度为800℃、磨矿细度-0.074mm占68.50%的条件下进行还原焙烧还原剂（煤粉）用量条件试验。

（4）还原焙烧时间条件人

在还原焙烧温度为800℃、还原焙烧还原剂（煤粉）用量比例为10%、磨矿细度-0.074mm占68.50%的条件下进行还原焙烧时间条件试验。

（5）还原焙烧综合条件试验

还原焙烧综合条件：温度800℃，时间1.5h，煤粉用量比例10%，湿式弱磁选粗选磁场强度1380Oe，精选磁场强度1000Oe，粗选尾矿增加一次再磨再选。

三、结论

1、云南某褐铁矿选矿试验样品有用成分铁品位较高为45.63%，有害元素硫和磷都很低，影响选矿的工艺矿物学因素主要是铁的嵌布粒度较细，与石英和黏土矿物相互混杂包裹，尤其是黏土含量很高，约占20%~30%，且多呈细小鳞片状隐晶质集合体，与褐铁矿相混，较难分离，属难选矿石。

2、通过对试样进行还原焙烧-磁选试验，在温度800℃，焙烧时间1.5h，煤粉用量比例10%，湿式弱磁选粗选磁场强度1380Oe，精选磁场强度1000Oe，粗选尾矿增加一次再磨再选流程下，精矿中TFe品位达57.68%，产率为53.66%，回收率为67.83%，对于该类型难选铁矿，采用还原焙烧-磁选工艺取得了较好的技术指标。

3、建议对该矿石还原焙烧-磁选工艺进行还原剂煤粉的适应性条件和优化试验。

转载请注明来源：.cn