邢 軼 ，楊吉春 ，胡繼文

（1內(nèi)蒙古科技大學(xué) 內(nèi)蒙古 包頭 014010）

（2包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙 古包頭 014010）

1 引言

隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，高品位且易選別的鐵礦石資源瀕臨枯竭，合理開(kāi)發(fā)利用復(fù)雜難選別的鐵礦石資源可以緩解我國(guó)鐵礦石的供求矛盾，促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。由于近年來(lái)鐵礦資源的日益緊缺，褐鐵礦的選別受到越來(lái)越多的重視。

2 褐鐵礦的礦物學(xué)結(jié)構(gòu)及其特性

褐鐵礦為無(wú)定形的鐵的氧化物和氫氧化物，以針鐵礦(α-FeOOH)、水針鐵礦(α-FeOOH?nH2O)為主，還含有數(shù)量不等的纖鐵礦(γ-FeOOH)、水纖鐵礦(γ-FeOOH?nH2O)，多呈土狀、膠狀(腎狀、鐘乳狀等)、非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)，常發(fā)育于赤鐵礦-針鐵礦裂隙和晶洞中，充填交代和膠結(jié)，弱至中磁性。

褐鐵礦礦物種類大約有26種之多，基本可分為兩大類：矽卡巖型褐鐵礦和高硅型褐鐵礦。其中矽卡巖褐鐵礦主要由褐鐵礦、赤鐵礦和石英組成，占總儲(chǔ)量的66%，而高硅型褐鐵礦主要由褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦和石英組成，占總儲(chǔ)量的34%。

3 褐鐵礦選冶技術(shù)進(jìn)展

目前，對(duì)于褐鐵礦資源的選礦工藝有很多的研究，其選礦技術(shù)主要分為以下兩大類：?jiǎn)我贿x別流程和聯(lián)合選別流程[1]。單一選別流程包括重選、磁選、浮選(正、反浮選)。其中，單一重選工藝，由于褐鐵礦礦物密度變化大而導(dǎo)致鐵回收率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重；單一濕式強(qiáng)磁選工藝，對(duì)于細(xì)粒級(jí)礦泥選別效果較差；單一浮選工藝，包括正浮選和反浮選，主要是解決細(xì)粒礦泥的影響；而選擇性絮凝浮選，借助淀粉、腐殖酸鹽等對(duì)褐鐵礦的選擇性絮凝作用，再通過(guò)脫泥或反浮選除去硅酸鹽礦物。隨著褐鐵礦選礦工藝研究的發(fā)展，出現(xiàn)了很多類型的聯(lián)合選別流程，包括選擇性絮凝浮選、絮凝—強(qiáng)磁選、強(qiáng)磁選—正浮選—強(qiáng)磁選、強(qiáng)磁選—正(反)浮選、還原焙燒—磁選、還原焙燒—弱磁選—反浮選、還原焙燒—磁選—浸出、鈉化焙燒—浸出—浮選等。

其中，單一選別流程中，利用重選工藝處理褐鐵礦，工藝簡(jiǎn)單，但回收率低。主要工藝為：螺旋溜槽預(yù)先富集后用搖床進(jìn)行精選，也可采用離心機(jī)分選細(xì)粒褐鐵礦。而利用單一浮選法，鐵精礦品位可提高到高55%以上，鐵的回收率較重選提高很多，王毓華等[2]針對(duì)性質(zhì)較簡(jiǎn)單的褐鐵礦，采用陰陽(yáng)離子捕收劑反浮選褐鐵礦，脫泥后經(jīng)粗選和掃選，獲得鐵精礦品位為57%，回收率達(dá)到70%。

通過(guò)大量試驗(yàn)說(shuō)明，褐鐵礦選別流程以聯(lián)合流程較好，對(duì)粗、細(xì)粒級(jí)褐鐵礦能兼顧回收。但對(duì)不同性質(zhì)的礦石，宜采用不同的選別工藝。聯(lián)合選別流程中，“強(qiáng)磁選-浮選”聯(lián)合工藝應(yīng)用較為廣范，對(duì)于褐鐵礦強(qiáng)磁選后尾礦中的粗粒級(jí)品位低的狀況，也可以預(yù)先拋尾，來(lái)提高下一作業(yè)入選品位和減少入選量，然后進(jìn)行“強(qiáng)磁選-正浮選”、“強(qiáng)磁選—反浮選”、“強(qiáng)磁選—反浮選—反浮選尾礦再磨再選”工藝，均能取得比較好的指標(biāo)。

相比之下，“磁化焙燒—磁選”在選礦方式上能夠快速達(dá)到選礦效果?！按呕簾淮胚x”工藝是處理難選別鐵礦石比較有效的方法之一，采用熱化學(xué)處理方法，將弱磁性鐵礦物變成強(qiáng)磁性鐵礦物，然后用磁選方法回收。王中明等[3]對(duì)某俄羅斯褐鐵礦進(jìn)行了一系列的選礦試驗(yàn)，采用“磁化焙燒—磁選”工藝流程所獲試驗(yàn)指標(biāo)最好。焙燒后的產(chǎn)品細(xì)磨到粒度為-0.074mm（占90%）進(jìn)行磁選（磁感應(yīng)強(qiáng)度0.20T），可獲得精礦品位為64.65%，鐵回收率為86.05%。

褐鐵礦焙燒后因燒損較大會(huì)大幅度提高鐵精礦品位，因此褐鐵礦的高效選礦技術(shù)已逐漸成為研究的主要方向。李廣濤等針對(duì)四川某高磷鮞狀赤、褐鐵礦，采用了還原焙燒-弱磁選-反浮選工藝對(duì)其處理，實(shí)現(xiàn)了鐵礦與方解石、綠泥石、磷灰石等的分離，最終可得到鐵品位為60.92%，含磷量為0.225%，鐵回收率達(dá)到72.74%的合格精礦。繼而開(kāi)發(fā)的“還原焙燒-磁選-浸出”流程解決了褐鐵礦的綜合利用問(wèn)題。

除了上述工藝之外，還有學(xué)者提出了“風(fēng)選一焙燒一磁選”工藝。舒?zhèn)サ萚4]對(duì)某低品位褐鐵礦，采用“破碎-風(fēng)選-強(qiáng)磁選-焙燒-弱磁選”工藝流程，在原鐵品位為38%的情況下，可獲得精礦品位59.7%、回收率69%的指標(biāo)。

在還原焙燒基礎(chǔ)上，研究人員還開(kāi)發(fā)了“鈉化焙燒-浸出”和“鈉化焙燒-磁選”工藝，舒聰偉[5]采用“鈉鹽焙燒-酸浸”工藝處理某高鋁硅極難選褐鐵礦，發(fā)現(xiàn)在磨礦粒度為-200目占90.36%、碳酸鈉用量15%、焙燒溫度950℃、焙燒時(shí)間30min的焙燒條件和硫酸濃度7%、液固比為15∶1、酸浸溫度60℃、酸浸時(shí)間15min的浸出條件下，可獲得TFe品位60.21%、回收率93.49%、SiO2和Al2O3含量分別為3.28%和6.81%的鐵精礦。唐立靖[6]針對(duì)某高鋁高硅難選褐鐵礦(Al2O3含量為26.11%、SiO2含量為13.88%)進(jìn)行了“鈉化焙燒-磁選”試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，在焙燒溫度1050℃、焙燒時(shí)間40min、Na2CO3用量12%、煤粉用量20%的焙燒條件和磨礦細(xì)度-0.038mm占98.86%、磁場(chǎng)強(qiáng)度200kA/m的磁選條件下，可獲得鐵精礦的鐵品位為57.91%、鐵回收率為97.50%。鈉化焙燒后產(chǎn)品經(jīng)階磨階選后，可得到鐵品位62.04%、鐵回收率60.90%的鐵精礦。

褐鐵礦選別工藝中以還原焙燒為基礎(chǔ)的聯(lián)合工藝，雖然可以有效地利用褐鐵礦資源，但是這些工藝方法能耗較高，工藝過(guò)程復(fù)雜，建設(shè)投資較大，因此一直未能在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用。

在眾多的褐鐵礦選礦工藝中，聯(lián)合選別技術(shù)已經(jīng)取得顯著進(jìn)展。特別是“還原焙燒—磁選”技術(shù)在提高鐵品位及回收率方面凸顯優(yōu)勢(shì)，在選礦利用上能夠很快的滿足選礦工藝的需要。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)褐鐵礦礦產(chǎn)資源特點(diǎn)，首先對(duì)褐鐵礦礦產(chǎn)資源進(jìn)行較系統(tǒng)的分類，然后研究開(kāi)發(fā)出對(duì)特定類型褐鐵礦資源的有效選礦技術(shù)，是解決褐鐵礦選礦難題的有效途徑。我國(guó)有一定的褐鐵礦儲(chǔ)量，但利用率不高，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)褐鐵礦進(jìn)行了大量的研究工作，開(kāi)發(fā)了許多工藝流程，在選礦技術(shù)方面已取得重大突破。但長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，這些工藝仍存在一些亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

[1] 印萬(wàn)忠，丁亞卓.鐵礦選礦新技術(shù)與新設(shè)備[M].冶金工業(yè)出版社，2008.

[2] 王毓華，陳興華，黃傳兵,等.褐鐵礦反浮選脫硅新工藝試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2005(7)：37-39.

[3] 王中明，楊仕勇.俄羅斯某鐵礦的選礦工藝研究[J].國(guó)外金屬礦選礦，2005(9)：30-33.

[4] 霍杰,李名鳳,舒?zhèn)?等.低品位鱺狀褐鐵礦風(fēng)選試驗(yàn)研究.金屬礦山，2009(7)：50-52.

[5] 舒聰偉，唐云，王在謙.鈉鹽焙燒-酸浸處理高鋁高硅極難選褐鐵礦研究[J].礦冶工程，2012，32(6)：62-65，70.

[6] 唐立靖，唐云，梁居明.高鋁高硅褐鐵礦鈉化焙燒-磁選試驗(yàn)研究[J].礦冶工程，2015，35(2)：117-119，123.