河北省某铁矿石制取超级铁精矿试验研究

王 素，唐平宇，李芬芳

（1.河北省地矿中心实验室，河北 保定 071051；2.国土资源部保定地质矿产资源监督检测中心，河北 保定 071051）

目前，生产超级铁精矿的原料为磁铁矿和赤铁矿，一般都是从商品精矿中提取，主要方法有浮选、磁选、电选和细筛等。其中，阳离子反浮选脱硅是提高铁精矿质量的有效方法之一，而且可不添加铁矿物抑制剂。超级铁精矿既是选矿的深加工产品，又是一种很有发展潜力的新型功能材料。不同的用途对超级铁精矿的质量要求也不同，主要分两类：①全铁品位高于69.00%、SiO2及其他杂质（酸不溶物）含量小于3.00%的磁铁矿精矿，主要用于生产海绵铁；②全铁品位高于71.50%、SiO2及其他杂质含量小于0.20%～3.00%的磁铁矿精矿，主要用于粉末冶金、磁性材料等领域。超级铁精矿用途广泛，近年来，随着钢铁工业和化学工业的发展，需求量越来越大。超级铁精矿附加值高，能显著提高矿山企业的经济效益，得到了铁矿企业的高度重视［1－3］。

本文针对河北省某铁矿成分简单，磁铁矿嵌布粒度粗，有害杂质含量低的特点，进行了详细系统的选矿试验研究，可生产两种规格的超级铁精矿产品，提高了产品的经济价值。

1 原矿性质

河北省某铁矿为变质型角闪斜长片麻岩磁铁矿矿石，矿石结构构造简单，结构为自形～它形晶粒状结构、包含结构；构造为浸染状构造。矿物成分简单，种类较少，金属矿物以磁铁矿为主，非金属矿物以石英、长石和角闪石为主，其他矿物少见。矿石中磁铁矿嵌布粒度粗，硫、磷杂质含量低。

1.1 原矿化学多元素分析

原矿化学多元素分析结果见表1。

表1 原矿化学多元素分析结果/%

1.2 原矿铁物相分析

原矿铁物相分析结果见表2。

表2 原矿铁物相分析结果/%

1.3 磁铁矿嵌存状态

磁铁矿在矿石中主要呈自形～它形晶粒状结构，粒度相对较粗，集合体粒度最大可达3mm，一般为1.00～0.05mm。磁铁矿绝大部分分布于石英、角闪石和长石粒间，且无定向、均匀分布，形成浸染状构造；只有极少量包含于角闪石、石英和长石颗粒中。磁铁矿颗粒结晶较好，和脉石矿物的关系相对简单，易于磁铁矿的回收和铁精矿品位的提高。

2 选矿试验研究

首先，按常规磁铁矿选矿流程制备普通铁精矿。经过详细的条件试验和流程试验，确定原矿采用 “一段磨矿－两次磁选”工艺流程，在磨矿细度－200目26.0%，粗、精选磁场强度均为120kA/m（kA/m）条件下，即可获得品位67.65%、回收率88.50%的铁精矿，二氧化硅含量4.86%。试验结果表明，该矿属于易磨易选矿石，是生产超级铁精矿的优质原料。

生产超级铁精矿的工艺有磨矿－磁选、磨矿－反浮选、磨矿－磁选－反浮选等工艺流程，本次试验按照磨矿－磁选－反浮选流程进行了研究，试验流程见图1。

2.1 再磨细度试验

细磨是制取超级铁精矿的关键，必须使磁铁矿充分达到单体解离。为确定合适的磨矿细度，按图1流程中再磨－磁选部分进行了试验，磁选场强为100kA/m，试验结果见图2。

从磨矿细度试验结果看，粗磨情况下进行磁选，即可有效脱除石英等脉石矿物，得到超级铁精矿；随着磨矿细度的提高，精矿中SiO2含量随之降低。当磨矿细度超过-200目56.4%后，SiO2含量降低并不明显。综合考虑成本因素，确定二段磨矿细度为-200目含量56.4%。

2.2 磁场强度试验

在磨矿细度-200目56.4%条件下，考查了不同磁场强度下精矿中SiO2含量的变化。图3试验结果表明，单纯减小磁场强度，SiO2含量降低幅度不大，同时还会造成尾矿中铁品位偏高，精矿回收率下降。确定磁选场强为100kA/m（kA/m）。

图1 制取超级铁精矿试验流程

图2 再磨细度试验结果

图3 磁场强度试验结果

2.3 反浮选条件试验

在磨矿细度-200目占56.4%，磁选磁场强度100kA/m（kA/m）条件下，得到品位71.36%、回收率98.86%、二氧化硅含量0.42%的超级铁精矿。为进一步降低SiO2含量，对磁选后的超级铁精矿采用一粗一扫选的反浮选工艺。在弱碱性条件下，用十二胺作脉石的捕收剂和起泡剂，进行了反浮选试验，反浮选产品合并作为普通铁精矿。试验过程中，还发现可不使用淀粉等磁铁矿的抑制剂。

2.3.1 碳酸钠用量试验

反浮选一般在中性或弱碱性矿浆中脱硅效果较好。本次试验以碳酸钠调整矿浆pH值，十二胺用量50g/t，按图1流程进行试验，试验结果见图4。从试验结果看，碳酸钠用量以1000g/t为宜，矿浆pH值为8.0左右。

图4 碳酸钠用量试验结果

2.3.2 十二胺用量试验

阳离子捕收剂主要有醚胺、十二胺等脂肪胺及其盐酸盐，经过对比试验，十二胺的效果要好于其它药剂。按图1流程对粗选十二胺用量进行了试验，碳酸钠用量1000g/t，试验结果见图5。

图5 十二胺用量试验结果

从图5试验结果看出，十二胺用量对反浮选指标影响较大，随着用量增加，铁精矿品位逐渐升高。当十二胺用量为50g/t时，铁精矿品位71.82%，SiO2含量为0.14%，继续增加用量，铁精矿回收率（对粗精矿）降低明显，而SiO2含量变化不大。综合考虑，确定粗选用量为50g/t，扫选为30g/t。

2.4 流程试验

根据条件试验结果，进行了原矿生产超级铁精矿流程试验，进矿数质量流程见图6。

3 超级铁精矿质量分析

单一磁选和磁选－反浮选流程得到的超级铁精矿质量指标，分别见表3、表4。

表3 单一磁选精矿多元素分析结果/%

图6 选矿数质量流程图

表4 磁选－反浮选精矿多元素分析结果/%

4 结语

1）该铁矿在磨矿细度为-200目26.0%的条件下，经两次弱磁选，可获得品位67.65%的普通铁精矿。对精矿再磨再选，在磨矿细度为56.4%的条件下，经一次弱磁选，可得到品位71.36%、回收率87.48%、SiO2含量为0.42%的超级铁精矿。

2）对全磁选得到的超级铁精矿进行反浮选（一次粗选一次扫选），铁精矿品位进一步提高到71.82%，回收率78.87%，SiO2含量降至0.14%，同时获得品位67.48%、回收率8.61%的普通铁精矿。

3）磨矿－磁选和磨矿－磁选－反浮选流程均可制取超级铁精矿，生产工艺简单，指标理想，技术经济上可行，两种流程上下衔接，企业可根据市场需求，灵活掌握生产不同规格的超级铁精矿。

［1］李艳军，张兆元，袁致涛，等.高品位铁精矿的应用现状及前景展望［J］.金属矿山，2006（11）：5-7.

［2］李桂芹.超级铁精矿的应用与制取［J］.国外金属矿选矿，1997（8）：12-14.

［3］刘耀青.超级铁精矿生产技术的研究［J］.矿冶，1997（3）：38-41.