随着高(gāo)品質和(hé)易選的鐵(tiě)礦資源逐漸減少，尤其是我國鋼鐵(tiě)工(gōng)業的快(kuài)速發展已凸顯鐵(tiě)礦資源極度緊張，因此赤、褐鐵(tiě)礦的高(gāo)效選礦技術已逐漸成爲研究的主要方向，近幾年已取得明(míng)顯的進步。由于近年來(lái)進口鐵(tiě)礦石價格不斷上(shàng)漲，造成鋼鐵(tiě)企業鐵(tiě)礦石供應緊張，生産成本大(dà)幅上(shàng)漲，嚴重地制約了(le)鋼鐵(tiě)生産企業的可持續發展。
爲有效地解決鐵(tiě)礦石資源問題，各大(dà)鋼鐵(tiě)企業都在尋求新的鐵(tiě)礦資源，以前難選、利用(yòng)率較低(dī)的赤、褐鐵(tiě)礦資源，現(xiàn)已成爲關注的焦點。目前，赤、褐鐵(tiě)礦主要用(yòng)重力選礦、磁化焙燒－磁選聯合、磁選－浮選聯合等方法處理(lǐ)。對(duì)于細粒弱磁性赤、褐鐵(tiě)礦，國外(wài)則以絮凝－磁選工(gōng)藝選别，獲得了(le)較高(gāo)的分選效率和(hé)選别指标。山西某赤、褐鐵(tiě)礦嵌布粒度很(hěn)細，呈膠結物狀與粘土礦物膠結在一起，單體解離困難，利用(yòng)單－磁選和(hé)浮選等工(gōng)藝流程都無法達到(dào)理(lǐ)想的指标。采用(yòng)鏡鐵(tiě)礦配礦，有利于強化磨礦與擦洗，具有明(míng)顯的作(zuò)用(yòng)，可獲得鐵(tiě)品位60.15%，回收率52.28%的良好(hǎo)技術指标。
一、礦石性質
試驗所用(yòng)礦樣由山西某公司提供，對(duì)該礦樣多元素化學分析，結果見表1，原礦中鐵(tiě)物相分析結果見表2。
從(cóng)表1可知(zhī)，礦石中的主要成分是Fe2O3，A12O3，SiO2，TFe含量爲41.80%。礦石中Al和(hé)Si的含量高(gāo)，尤其是A12O3 22.60%。少量的磷（P2O5）和(hé)SrO2，微量的K2O，CaO，MgO，TiO2，MnO和(hé)S。需選礦排除的物質是Al2O3，SiO2，P2O5。
從(cóng)表2可知(zhī)，礦樣中不含強磁性鐵(tiě)，鐵(tiě)主要是以赤、褐鐵(tiě)礦形式存在，其分布率占98.94%，少量是以黃鐵(tiě)礦、碳酸鹽及矽酸鹽的形式存在。理(lǐ)論上(shàng)分析認爲，用(yòng)強磁選和(hé)高(gāo)梯度磁選，回收率應在80%以上(shàng)。實際上(shàng)，由于赤、褐鐵(tiě)礦嵌布粒度太細，與脈石礦物共生關系複雜(zá)，試驗中回收率會(huì)受到(dào)很(hěn)大(dà)影響。
原礦工(gōng)藝礦物學研究表明(míng)，主要金(jīn)屬礦物爲褐鐵(tiě)礦和(hé)赤鐵(tiě)礦；脈石礦物主要爲高(gāo)嶺石、雲母、菱銘礦、膠磷礦等。鐵(tiě)礦物按粒度分爲兩部分，其中大(dà)部分鐵(tiě)礦物嵌布粒度細，一般在6一巧林(lín)m，呈膠結物狀将赤鐵(tiě)礦與鋁土礦或粘土礦物集合體膠結在一起，見圖l（照片中亮(liàng)的顆粒爲赤鐵(tiě)礦）。該類礦石單體解離困難，鐵(tiě)礦物含量30％～35%，用(yòng)常規的單一磁選和(hé)浮選工(gōng)藝很(hěn)難将其選别出來(lái)。另少部分鐵(tiě)礦物嵌布粒度較粗，一般在74～362林(lín)m。鐵(tiě)礦物和(hé)粘土礦物、鋁土礦接觸邊緣凹凸不平，部分赤鐵(tiě)礦内含10林(lín)m以下(xià)的脈石礦物，見圖2。這(zhè)部分赤、褐鐵(tiě)礦由于顆粒較大(dà)，相對(duì)來(lái)講，單體解離容易，夾雜(zá)嵌布粒度細的鐵(tiě)礦物則會(huì)影響最終精礦品位和(hé)回收率。
圖1 呈膠結物狀分布的赤鐵(tiě)礦
照片中亮(liàng)的顆粒爲赤鐵(tiě)礦
圖2 與鋁土礦接觸邊緣凹凸不平的赤鐵(tiě)礦
照片中亮(liàng)的顆粒爲赤鐵(tiě)礦，顆粒0.486～0.1862mm；
白(bái)箭頭指空(kōng)洞，鋁土礦爲0.0528～0.092mm（黑箭頭所指礦物）
二、試驗方案的制訂
工(gōng)藝礦物學研究結果表明(míng)，大(dà)部分赤、褐鐵(tiě)礦嵌布粒度很(hěn)細，與脈石礦物膠結在一起。部分赤鐵(tiě)礦内含10μm以下(xià)的脈石礦物，粘土礦物内部總是含有微細粒級的赤鐵(tiě)礦。磨到(dào)－45μm，鐵(tiě)礦物難以完全解離。利用(yòng)重選、磁選和(hé)浮選工(gōng)藝都不能(néng)達到(dào)理(lǐ)想的鐵(tiě)精礦品位和(hé)回收率，并且尾礦的品位較高(gāo)。爲此，根據原礦性質的特點，拟采用(yòng)摻入其它礦石進行配礦，再進行搖床分選，以達到(dào)提高(gāo)鐵(tiě)品位和(hé)回收率的目的。
三、選别方案試驗
（一）摻入灰石、長石試驗
采用(yòng)硬度大(dà)的矽酸鹽灰石和(hé)長石對(duì)該赤、褐鐵(tiě)礦進行配礦，強化選擇性磨礦與擦洗作(zuò)用(yòng)，提高(gāo)精礦品位。将原礦與灰石、長石分别以7∶1和(hé)6∶1的比列混合配礦，采用(yòng)XMB－70型三輥四筒磨礦機進行球磨，分别球磨6min和(hé)8min，磨礦濃度60%，将磨礦産物中－0.097mm (160目）進行搖床試驗。搖床條件：橫向坡度0.5°，沖洗水(shuǐ)216kg/h，沖程16mm，沖次320 r/min。試驗結果見表3。
從(cóng)表3可知(zhī)，原礦摻入灰石和(hé)長石進行搖床試驗，鐵(tiě)精礦品位分别爲56.70%和(hé)55.14%，但(dàn)産率和(hé)回收率極低(dī)，隻有11.14%，12.74%和(hé)17.33%，19.68%，而尾礦的産率和(hé)回收率較高(gāo)。其原因是原礦中嵌布粒度細的鐵(tiě)礦物和(hé)脈石礦物共生關系複雜(zá)，摻入灰石和(hé)長石後仍然無法回收，同脈石礦物一起損失在尾礦中。
爲進一步提高(gāo)精礦品位，将摻入長石礦物的搖床精礦再進行一次搖床分選。搖床條件：沖洗水(shuǐ)288kg/h，其它條件不變。試驗結果見表4。
從(cóng)表4可看(kàn)出，經過兩次搖床分選後，精礦的品位達60.37%，作(zuò)業回收率和(hé)産率分别爲38.92%，35.56％，對(duì)原礦僅有7.66％和(hé)4.53％，選礦效果不理(lǐ)想。顯然對(duì)于該礦采用(yòng)摻人灰石和(hé)長石配礦工(gōng)藝是行不通的。
（二）摻入鏡鐵(tiě)礦試驗
鏡鐵(tiě)礦礦石礦物組成較單一，礦石磨至－0.074mm時(shí)，90%左右單體解離。目的礦物爲鏡鐵(tiě)礦（赤鐵(tiě)礦中結晶程度高(gāo)的變種），一般粒度在0.074～0.135 mm之間，屬易選礦石。
1、搖床試驗
将原礦與鏡鐵(tiě)礦以5∶2的比例混合進行配礦，鏡鐵(tiě)礦原礦品位44.60%，配礦後理(lǐ)論品位爲42.60%。磨礦8min，磨礦細度－0.097mm (160目）占83.67％。将－0.15mm産物進行搖床試驗，搖床條件同3.1。試驗結果見表5。
從(cóng)表5可知(zhī)，在原礦中摻入鏡鐵(tiě)礦進行搖床試驗，可獲得鐵(tiě)精礦品位61.79%，回收率32.68%的良好(hǎo)技術指标。
2、條件試驗
（1）不同配礦比試驗。将原礦與鏡鐵(tiě)礦進行配礦，配比分别爲3∶1，4∶1，5∶1，6∶1，磨礦濃度60%，磨礦7min，磨礦細度爲－0.097mm占85.41%，将－0.15mm産物進行搖床試驗，搖床條件同3.2.1，在此條件下(xià)床面精礦産物分帶變寬。試驗結果見表6。
從(cóng)表6可知(zhī)，鏡鐵(tiě)礦的配比越高(gāo)，獲得的精礦品位和(hé)回收率也(yě)越高(gāo)。配比爲3:1時(shí)，品位和(hé)回收率達到(dào)了(le)59.86%和(hé)32.73%。
（2）不同磨礦細度試驗。按原礦與鏡鐵(tiě)礦的配比4：1進行不同磨礦細度試驗，磨礦濃度60%。不同磨礦時(shí)間的磨礦細度結果見表7。
從(cóng)表7可見，随着磨礦時(shí)間增加，磨礦細度也(yě)随之增加。但(dàn)7min之後增加緩慢，且磨礦時(shí)間越長礦石容易産生過粉碎，影響選礦指标。
将磨礦産物中－0.15mm進行搖床試驗，試驗結果見表8。
從(cóng)表8可知(zhī)，随着磨礦細度的增加，精礦的品位逐漸變高(gāo)，但(dàn)回收率逐漸降低(dī)。綜合考慮，選擇磨礦細度爲－0.097mm 85.41%，精礦品位和(hé)回收率達到(dào)57.58％和(hé)34.26％。
從(cóng)上(shàng)述試驗可知(zhī)，原礦與鏡鐵(tiě)礦的配比爲5∶2時(shí)，所得的鐵(tiě)精礦品位較高(gāo)，且回收率也(yě)較大(dà)。原因是鏡鐵(tiě)礦硬度大(dà)，可以更好(hǎo)地起到(dào)擦洗作(zuò)用(yòng)，使礦石單體解離度和(hé)回收率提高(gāo)，因此選擇原礦與鏡鐵(tiě)礦的配比爲5∶2進行流程試驗。
3、流程試驗
将配好(hǎo)的礦石磨至－0.097mm占85.41%，首先進行搖床粗選條件試驗，條件同3.2.1，對(duì)搖床最佳條件所得粗精礦進行精選，精選尾礦返回粗選。試驗流程見圖3，試驗結果見表9。
從(cóng)表9結果可知(zhī)，混合礦經過搖床粗選，粗選精礦再經搖床精選一次，鐵(tiě)精礦品位60.15%，回收率52.28%，回收率較其他(tā)方案有較大(dà)幅度的提高(gāo)。
四、結論
通過對(duì)山西某赤、褐鐵(tiě)礦進行礦物工(gōng)藝學研究及配礦試驗結果表明(míng)，該礦石嵌布粒度很(hěn)細，呈膠結物狀與粘土礦物膠結在一起，磨至－45μm，礦石仍不能(néng)單體解離完全，屬極難選礦石。采用(yòng)單一磁選和(hé)浮選等工(gōng)藝流程都無法達到(dào)理(lǐ)想的指标。采用(yòng)矽酸鹽灰石和(hé)長石礦石對(duì)該赤、褐鐵(tiě)礦進行配礦強化選擇性磨礦與擦洗作(zuò)用(yòng)，選礦指标仍不理(lǐ)想，精礦品位和(hé)回收率較低(dī)，同時(shí)也(yě)降低(dī)原礦的入選鐵(tiě)品位。
采用(yòng)鏡鐵(tiě)礦配礦，有利于強化磨礦與擦洗，具有明(míng)顯的作(zuò)用(yòng)，可獲得有意義的選礦指标。鏡鐵(tiě)礦與赤、褐鐵(tiě)礦比例爲2∶5時(shí)，磨礦細度－0.097mm占85.41％，搖床一次粗選、一次精選，能(néng)達到(dào)鐵(tiě)精礦品位60.15%，回收率52.28%的較好(hǎo)指标，爲該鐵(tiě)礦資源的開(kāi)發提供了(le)技術依據，并對(duì)其它類似鐵(tiě)礦的開(kāi)發利用(yòng)具有借鑒和(hé)參考價值。