辽宁某普通铁精矿深加工制备超纯铁精矿试验

盖 壮 宫贵臣 齐双飞 李艳军 刘永强

(1.鞍钢集团弓长岭矿业公司选矿厂；2.东北大学资源与土木工程学院)



辽宁某普通铁精矿深加工制备超纯铁精矿试验

盖 壮1宫贵臣2齐双飞1李艳军2刘永强1

(1.鞍钢集团弓长岭矿业公司选矿厂；2.东北大学资源与土木工程学院)

以某铁品位为64.48%的普通铁精矿作为原料进行了超纯铁精矿的制取试验，原矿经预选可抛除部分单体脉石，预选精矿细磨至-0.030 mm 90%后，经弱磁选—电磁精选—反浮选提纯可获得铁品位为71.91%、SiO2含量为0.23%、酸不溶物为0.21%的超纯铁精矿；且该生产工艺可用于大规模工业生产，得到的产品满足粉末冶金、磁性材料、化工、环保、保鲜等领域的质量要求。

超纯铁精矿 预选 细磨 磁选 反浮选

我国辽宁、河北、山东、山西等地拥有丰富的优质磁铁矿资源，长期以来此类优质资源的开发利用均是经选矿提质到铁品位为63%～67%后入高炉炼铁，这种资源的利用方式在行业形势低迷的情况下已经面临严峻的考验，国内众多矿山企业，尤其是中小型矿山企业，急需开辟新的生产方向和高质量产品。

超纯铁精矿又称为超级铁精矿，是普通铁精矿经深加工后得到的产品[1]，具有更高的技术含量和产品附加值，其售价一般为普通铁精矿的4～5倍[2]，可广泛应用于直接还原铁、永磁材料、化工、环保、保鲜和医疗等行业[3]，在未来极具市场价值。生产超纯铁精矿已成为选矿研究者的热门课题和企业增长效益的重要途径。

辽宁某选厂以全铁品位为65%左右的普通铁精矿为原矿进行了超纯铁精矿制取试验，根据原矿性质确定了预选—阶磨阶选—反浮选的生产工艺，成功获得了全铁品位大于71.5%、SiO2含量低于0.25%的超纯铁精矿，且该工艺流程简单，产品质量优异，适用于大规模工业生产。

1 原矿性质

1.1 化学多元素分析

对作为原料的普通铁精矿(以下简称原矿)进行化学多元素分析，其结果见表1。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

由表1可知，原矿中主要回收元素铁品位为64.48%，FeO含量为27.64%，主要脉石矿物SiO2的含量为8.54%，有害杂质P、S等含量微量。

1.2 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 %

由表2可知，原矿中铁元素主要赋存于磁铁矿中，分布率达98.17%；菱铁矿、赤褐铁矿、硫化铁、硅酸铁的含量相对很少。

1.3主要矿物的解离情况

磁铁矿为原矿中的主要金属矿物，非金属矿物为铁矿粉中的主要杂质矿物，这两种矿物的单体解离度和连生情况的考查结果对下一步的提纯除杂工作具有重要的指导意义，为此对其进行解离情况考查，结果见表3。

注：Mt—磁铁矿；Py—黄铁矿；G—脉石矿物

由表3可知，磁铁矿的单体解离度为88.82%，磁铁矿的连生体主要为磁铁矿与脉石矿物结合形成的连生体，含量为11.05%，有少量磁铁矿与黄铁矿结合形成的连生体；脉石矿物的单体解离度很低为34.91%，脉石矿物与磁铁矿结合形成的连生体含量为65.09%，若要除去脉石矿物必须进一步细磨。

2 试验流程

原矿经DFJX-Ⅱ型电磁精选机预选后给入QHJM-2型搅拌磨细磨，预选磁场强度为15.92 kA/m；细磨产品给入RK/CRSφ400 mm×300 mm弱磁选机进行弱磁选，磁场强度为99.52 kA/m；弱磁选精矿经电磁精选机进一步精选后得到精选精矿，精选磁场强度为23.88 kA/m；精选精矿给入XFD-1.5 L单槽浮选机内反浮选脱硅后最终获得合格的超纯铁精矿。试验工艺流程见图1。

图1 制备超纯铁精矿工艺流程

3 试验结果及分析

3.1 预选试验

由原矿主要矿物解离情况可知，原矿中34.91%的脉石矿物呈单体存在，进行预选抛尾可以避免单体脉石在细磨过程中造成进一步污染。预选在DFJX-Ⅱ型电磁精选机中进行，试验结果见表4。

表4 原矿预选抛尾试验结果 %

由表4可知，经过预选后，精矿中的SiO2含量由原来的8.54%降低至5.75%，而精矿回收率可达到98.76%，表明预选作业可以有效地预先抛除一部分呈单体存在的脉石和贫连生体。

3.2 磨矿细度试验

细磨的目的是使物料中的脉石矿物实现单体解离，以便在后续的分选中得以抛除，是超纯铁精矿制取成功的前提条件[4]。为确定合理的磨矿细度，按图1中的预选—细磨—弱磁选—电磁精选部分进行了磨矿细度试验，所得精选精矿质量见图2。

图2 磨矿细度试验结果

由图2可见，随着磨矿细度的增加，精矿铁品位小幅上升，SiO2含量降低；综合考虑确定适宜的磨矿细度为-0.030 mm 90%，此时得到的精矿铁品位为71.25%，SiO2含量为0.93%，铁回收率为95.97%。

3.3 反浮选试验

众多研究成果表明，反浮选脱硅是降低超纯铁精矿中SiO2含量的有效方法[5-6]。试验将获得的精选精矿进行了反浮选脱硅试验，以求进一步降低SiO2的含量。试验在XFD-0.5L单槽浮选机内进行，浮选矿浆质量浓度为30%，浮选温度为常温25 ℃，矿浆pH值为自然pH值，所用捕收剂为自制阳离子捕收剂YS-31，捕收剂不同用量下的试验结果见图3。

图3 反浮选捕收剂用量试验结果

由图3可见，随着YS-31用量从225 g/t增加到300 g/t，得到的超纯铁精矿的品位几乎不变，稳定在71.9%左右，SiO2含量则从0.32%降低至0.21%，但回收率从58.22%降低到40.28%；当YS-31用量为275 g/t时，超纯铁精矿铁品位为71.91%，SiO2含量为0.23%，铁回收率为45.68%，均满足初始目标要求；综合考虑，确定反浮选的最佳捕收剂用量为275 g/t。

4 产品质量检测

由上述试验结果可知，预选—磨矿—磁选—反浮选流程可成功制得符合目标要求的超纯铁精矿，所得超纯铁精矿的产品质量分析结果见表5。

由表5可知，全铁品位为71.91%表明得到的超纯铁精矿中磁铁矿含量达到99.30%，已经满足粉末冶金、磁性材料、化工、环保、保鲜等领域的标准要求[7]，具有相当的市场价值。

表5 超纯铁精矿化学成分分析结果 %

注：K、Na、Mn含量单位为g/t。

5 结 论

(1)试验所用普通磁铁精矿铁品位为64.48%，磁铁矿中铁分布率为98.17%，其他含铁矿物极少；主要脉石矿物为石英。呈单体存在的磁铁矿占88.82%，磁铁矿与脉石矿物结合形成的连生体占11.05%；脉石矿物单体解离度为34.91%，脉石矿物与磁铁矿结合形成的连生体含量为65.09%。

(2)选矿试验表明，预选可提前抛出单体脉石。预选精矿细磨至-0.030 mm 90%后经弱磁选—电磁精选—反浮选深度提纯，可获得铁品位为71.91%，SiO2含量为0.23%，酸不溶物含量为0.21%的超纯铁精矿。

(3)试验提出的预选—磨矿—磁选—反浮选工艺流程简单，可用于大规模工业生产。所得超纯铁精矿产品满足高端技术领域应用标准，具有较高的技术含量和附加值，可明显改善选矿厂的经济效益。

[1] 张晋霞，牛福生，徐之帅，等.用某铁精矿粉制取超纯铁精矿的选矿试验研究[J].金属矿山，2009(5):73-74，87.

[2] 蔡正鹏.生产超级铁精矿试验研究及应用[G]∥王运敏.中国矿业科技文汇—2014.北京：冶金工业出版社，2014:585-586.

[3] 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): 5-7，16.

[4] 王 素，唐平宇，李芬芳.河北省某铁矿石制取超级铁精矿试验研究[J].中国矿业，2013，22(5):96-98.

[5] 杜 新，石 磊，余 成，等.从四川黑水铁矿中提取超级铁精矿的研究[J].四川地质学报，2012，32(s):205-208.

[6] 付刚华，宋晓雷，郭宇峰，等.提高某超级铁精矿制备过程中的反浮选回收率[J].金属矿山，2013(2):72-76.

[7] 李艳军，袁致涛，韩跃新.高品位铁精矿的制备技术及其应用[J].金属矿山，2006(8):270-273.

Ultra Pure Iron Concentrate Preparation Tests with a Rough Concentrate from Liaoning

Gai Zhuang1Gong Guichen2Qi Shuangfei1Li Yanjun2Liu Yongqiang1

(1.Gongchangling Mining Company, Anshan Iron & Steel Co. Ltd.;2.College of Resources and Civil Engineering, Northeastern University)

A rough concentrate containing 64.48% Fe was used to produce ultra pure iron concentrate.Preconcentration could discard most of the free gangue mineral particles,the primary concentrate obtained was finely ground to 90% passing 0.030 mm, and ulteriorly purified by low intensity magnetic separation-electromagnetism concentration-reverse flotation,a ultra pure iron concentrate containing 71.91% Fe,0.23% SiO2,and acid insoluble matter 0.21% was obtained. The production process is available for large scale industry production,and the product will meet the quality requirements in powder metallurgy, magnetic materials, chemical industry, environmental protection and preservation.

Ultra pure iron concentrate, Preconcentration, Fine grinding, Magnetic separation, Reverse flotation

2016-09-05)

盖 壮(1982—)，男，工程师，111008 辽宁省辽阳市弓长岭区选矿路1号。