菱铁矿和褐铁矿选矿技术.doc

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1、菱铁矿和褐铁矿选矿技术   一、菱铁矿和褐铁矿矿石特点   菱铁矿（Siderite）。纯菱铁矿（FeCO3）理论含铁品位48.27%，但由于经常与Mn2＋、Mg2＋等形成类质同象矿物（如镁菱铁矿、锰菱铁矿、镁锰菱铁矿），因此其纯矿物含铁品位常在43.47%～48.20%范围内波动；菱铁矿的比磁化系数为(35～150)×10－9m3/Kg，其磁性较镜铁矿和赤铁矿弱，较褐铁矿强；菱铁矿密度较小，常为（3.7～3.9）×103kg/m3，莫氏硬度3.5～4.5，易于泥化；其表面零电点为pH＝7.3，可浮性类似于赤铁矿；菱铁矿在不

2、通入空气的条件下采用中性焙烧，可分解为磁铁矿。由于铁品位低、分解耗热大、易粉化、强度差等特点，不宜直接供高炉炼铁或作为烧结用料。   褐铁矿（Limonite）。褐铁矿（mFe2O3·nH2O）是一系列含水的氢氧化铁及泥质物的统称，包括针铁矿（FeO（OH））、水针铁矿（FeO（OH）·nH2O）、纤铁矿（FeO(OH））、水纤铁矿（FeO（OH）·nH2O）、水赤铁矿（2Fe2O3·H2O）等。由于褐铁矿并不具有固定化学组成，而是若干种矿物的混合物，因此褐铁矿的含铁量并不固定，其范围为48%～62.9%。硬度1.0～5.5

3、，密度3.0～4.2g/cm3，比磁化系数（20～80）×10－6m3/kg。外表颜色一般为黄褐色、暗褐色或黑色。褐铁矿的密度、比磁化系数等物理性能与主要脉石矿物石英（密度2.65g/cm3，比磁化系数10×10－6m3/kg)非常接近，表面泥化严重，疏水性差。同时，由于褐铁矿成因复杂，磁性相对较弱、粒度粗细不均匀、磨矿过程中易泥化等特点，致使褐铁矿选矿难度相当大。由于褐铁矿中富含结晶水，理论品位低，因此采用物理选矿方法，铁精矿品位很难达到60%，但与菱铁矿相同，焙烧后因烧失较大而使铁精矿品位大幅度提高，但因褐铁矿在磨矿过程

4、中极易泥化，流失严重，难以获得较高的金属回收率。   二、菱铁矿和褐铁矿选矿方法典型的菱铁矿和褐铁矿选矿工艺包括：   （一）单－重选工艺。因褐铁矿矿物密度变化大，铁回收率低，资源浪费严重。   （二）单－湿式强磁选工艺。对细粒级矿泥选别效果较差。   （三）单－浮选工艺。包括正浮选和反浮选，重点需解决的问题是细粒级矿泥的影响。   （四）选择性絮凝浮选。借助淀粉、腐殖酸盐等对褐铁矿的选择性絮凝作用，再通过脱泥或反浮选除硅酸盐矿物。由于矿种复杂，资源品质差，虽然很多企业进行过各种菱铁矿、褐铁矿选矿的研究工作甚至生产尝试，但很

5、少有大规模工业应用的实例。少数褐铁矿矿山采用简单的洗矿作业后直接销售。如广东大宝山褐铁矿的选矿设计流程为破碎一筛洗一槽洗，原矿铁品位47%～48%，可获得铁品位55%左右的块矿（10～40mm）及铁品位46%左右的粉矿（10～0mm），水洗尾泥铁品位38%左右，损失产率18%左右。近年来，长沙矿冶研究院等单位开始进行菱铁矿、褐铁矿的深选工作，大量实践表明，对褐铁矿选矿而言，焙烧磁选和絮凝脱泥－浮选是回收褐铁矿的最有效的途径；对菱铁矿选矿而言，焙烧磁选是唯一适用的技术。如湖南祁东铁矿是典型的微细粒嵌布的赤褐铁矿，必须细磨到22

6、μm占80%铁矿物才能基本解离，长沙矿冶研究院采用絮凝脱泥－浮选工艺，在工业生产中取得了铁精矿品位63.02%，铁回收率68.59%的优良指标。陕西大西沟铁矿是典型的菱褐铁矿共生矿床，采用磁化焙烧－磁选－反浮选工艺流程，在工业生产中取得了铁精矿TFe品位60.63%，全铁回收率75.42%的技术指标。   三、菱铁矿和褐铁矿选矿关键技术难点   焙烧磁选是高效回收菱铁矿、褐铁矿最有效的方法，但一些制约生产顺行的关键技术问题必须引起拟开发该类型矿石的企业的重视。   （一）回转窑结圈的问题。回转窑结圈导致生产不顺行，劳动生产率

7、低。采用煤基回转窑对菱、褐铁矿进行磁化焙烧过程中，焙烧系统中FeO含量高，FeO很容易与大量来源于细粉料及煤灰中的硅、铝反应生成低熔点的硅（铝）酸铁（检测结果表明，煤的灰熔点1210℃，FeO存在时，灰熔点温度降幅甚至高达220℃），入窑粉料多的现实致使回转窑结圈的机率显著增加；而回转窑焙烧生产不顺行，劳动生产率低下是影响生产成本的主要因素。  （二）人工磁铁矿磁选的问题。人工磁铁矿虽然较赤褐铁矿磁性强，但因其比磁化系数低，矫顽力高（见表1），剩磁使得矿浆内产生大量絮团状、枝链状磁团聚颗粒，影响矿浆正常分级，相对于天然磁铁矿

8、，不仅磨矿分级效率低，而且磁选效果也较差，目前用于处理天然磁铁矿的磁选设备难以适应人工磁铁矿的分选，相对于开放式磁系的常规滚筒磁选机而言，闭合磁路的磁选设备更适用。表1 天然磁铁矿与焙烧矿的磁性比较矿石名称比磁化强度/（10－4t/g）矫顽力Hc/（kA/m）比磁化系数Xmax/（cm3/