某赤鐵礦（kuàng）石（shí）中含4.7%左右的錳，錳礦物主要為褐（hè）錳礦，其物理（lǐ）化學性質與赤鐵礦較為接近，故（gù）難以通過強磁選或浮（fú）選與（yǔ）赤鐵礦有效分離。本試驗通過磁化焙燒將赤鐵礦還原為磁鐵礦，拉（lā）大其與褐錳礦的比磁化（huà）係數差距，然（rán）後通過弱磁選獲得鐵精礦，並對弱磁選尾礦中的錳礦物進行強磁選（xuǎn）富集，使鐵和錳（měng）得到（dào）了較好的綜合回收。

1、原礦性質

經鏡下鑒定、X射線（xiàn）衍射分析（xī）和掃描電（diàn）鏡分析綜合研究表明：礦石的礦物組成較為簡單，金屬礦物主要是赤鐵礦，其次為褐（hè）凶固話和磁鐵礦，偶見（jiàn）黃鐵礦零星分（fèn）布，脈石礦（kuàng）物以方解（jiě）石為主，其次是石英、玉髓、綠泥石和絹雲母等。表1、表2、表3分別為礦（kuàng）樣（yàng）的化學多元（yuán）素分析結果、鐵物相分（fèn）析結果及礦物定量分（fèn）析結果（guǒ）。

由表（biǎo）1和表2可知：礦石中可供選礦回收（shōu）的主要組分是鐵，其中呈赤褐鐵礦形式產出的高價氧化鐵所占比例為95.53%，加上分（fèn）布在磁鐵礦和假象赤鐵礦中的（de）鐵，可回收的（de）鐵合計占達98.49%；MnO的含量為6.07%，可作為綜合回收的對象；需要選礦排除的脈石組分主要是SiO2和CaO，次為Al2O3；有害雜質磷（lín）的（de）含量很低，但硫的含量略為偏高；礦石的亞（yà）鐵比（bǐ）57.31，堿性（xìng）係數0.50。綜合（hé）這（zhè）些特點，該礦石屬於低磷含硫含錳的半自熔性氧化鐵礦石。

磁鐵礦（kuàng）在礦石中分布零星，多呈形（xíng）態（tài）較（jiào）為規則的自形、半自形等（děng）軸粒狀，晶體粒度變化較大，一般0.03~0.4mm，團塊粒度可至0.8mm左右。由於氧化（huà）作用的影響，大部分磁鐵礦發生（shēng）了不同程度的假象赤鐵礦化；隨著（zhe）交代作（zuò）用的增強，磁鐵礦僅呈細小的殘餘產出，部分甚至發展為全交代假象赤鐵礦。

赤鐵礦以晶體形態多為微細的針狀或毛發狀而有別於假象赤鐵礦，部分（fèn）為隱（yǐn）晶（jīng）質。赤鐵礦按（àn）其產出形式大致或分（fèn）為致密狀集合體和浸染狀兩類：赤鐵礦（kuàng）集合體粒度粗者大於（yú）3.0mm；浸（jìn）染狀赤鐵礦粒度（dù）普遍細小，粗者僅0.1mm左右，細小者甚（shèn）至小於0.005mm，一般0.01~0.06mm。呈浸染狀產出（chū）的赤鐵（tiě）礦由於粒度過（guò）於細小、分散程度高、與脈石的嵌連關係極為複雜，因而即使細磨，可能仍有相當部分呈連生（shēng）體存在，這將在一（yī）定程度上影響鐵精礦品位的提高。

褐錳礦的嵌布特征是粒度極不均勻，與脈石礦物之間的交生關（guān）係十分複雜，接觸界線多為不平直的鋸齒狀或港（gǎng）灣（wān）狀。但未發現褐錳礦（kuàng）與赤鐵礦（kuàng）直接鑲嵌的現象，這是兩者分離的有利因素。

2、磁化（huà）焙燒條件試驗

以煤為還原（yuán）劑，按圖1流程，將原礦（-3mm）與煤（-1mm）混勻、裝盒，送（sòng）入箱式電阻爐進（jìn）行磁化焙燒，焙燒礦冷卻、磨（mó）至-0.075mm占85%，在（zài）鼓型（xíng）濕（shī）式弱磁選機上於119.4kA/m磁場強度下進行1次弱（ruò）磁粗選，根據所得鐵粗精礦的品（pǐn）位、回收率確定合適的煤種類、煤用量、焙燒溫度、焙燒時間。

2.1、煤種類試（shì）驗

固定煤用（yòng）量（與原礦的質量比，下同）為15%、焙燒溫（wēn）度為800℃、焙燒（shāo）時間為90min，分別采（cǎi）用1#煤、2#煤（méi）、3#煤按（àn）圖1流程進行試驗，結果見圖2。

圖2表明：采用1#煤與采用（yòng）2#煤（méi）相比，鐵粗精礦品（pǐn）位及（jí）回收率都略高；采用3#煤（méi）與采用1#煤相比，鐵粗精礦（kuàng）回收率雖然高了2.21個百（bǎi）分點（diǎn），但品位（wèi）低了1.71百分（fèn）點。綜（zōng）合考慮（lǜ），選擇1#煤作為原礦磁化（huà）焙燒的還原劑。

2.2、煤用量試驗

固定焙（bèi）燒溫度為800℃、焙燒時間為90min，進行1#煤用量試驗，結果見圖3。

圖3表明：煤（méi）的用量從2.5%增加至10%，鐵粗精礦品位從59.66%上升（shēng）至62.20%，回收率從82.09%提高（gāo）至95.49%；再（zài）增（zēng）加煤的（de）用量，鐵粗精礦回收（shōu）率（lǜ）呈下降趨勢，品位變化幅（fú）度不大。從（cóng）精礦品位、回收率（lǜ）及煤的成（chéng）本消耗綜合考慮，選擇（zé）煤用量為10%。

2.3、焙燒溫度試驗

在1#煤用量為10%、焙（bèi）燒時間（jiān）為90min的固定（dìng）條件下進（jìn）行（háng）焙燒溫度試驗，結果見圖4。

圖4表明：當焙燒（shāo）溫度由700℃上升至800℃時，鐵粗精礦品位由59.03%提（tí）高至62.12%，回收率由（yóu）82.10%提高（gāo）至95.38%；再（zài）提高焙燒溫度，鐵（tiě）粗精礦品位仍趨上升，但回收率開始（shǐ）下降，並且在焙燒溫度上升至（zhì）850℃後下降幅度極大。綜合考慮，選擇焙（bèi）燒溫度為800℃。

2.4、焙燒時間試驗

在1#煤用量為10%、焙燒溫度為800℃的固（gù）定條件下進行焙燒時間試驗，結（jié）果見圖5。

圖5表明：隨著焙燒時間由45min延長至105min，鐵粗精礦的品位由59.63%提（tí）高至62.98%，回（huí）收率由86.98%上升至（zhì）95.81%；再延長焙燒時間，鐵粗精礦的品位略有提高，但回收率開始下降。因此選擇焙燒時（shí）間為105min。

3、磨礦-弱（ruò）磁選條件試驗

通過以上試驗，得出了磁（cí）化（huà）焙燒的合適條件為1#煤用量10%、焙燒溫（wēn）度800℃、焙燒時間105min。對該（gāi）條件下獲得（dé）的焙燒礦進行磨（mó）礦和弱磁（cí）選條件試驗。

3.1、磨礦細度試（shì）驗

將（jiāng）焙燒（shāo）礦磨至不同細度，在119.4kA/m磁場（chǎng）強度進行1次弱磁粗選，試驗結果見（jiàn）圖6。

圖（tú）6表明，隨著焙燒磨礦細度的提高，鐵粗精礦的品（pǐn）位呈上升態勢，回收率呈下降（jiàng）態勢，但兩者分（fèn）別在62.15%~63.06%和95.07%~96.52%的（de）很小範圍（wéi）內變化，說明細磨的意（yì）義不（bú）大，因此（cǐ），選擇磨礦細度為-0.075mm占55%。

3.2、弱磁粗選磁場強度試驗

在-0.075mm占55%的磨礦細度（dù）下對焙燒礦進行弱（ruò）磁粗選磁場強度試驗，結果見圖7。

圖7表明，隨（suí）著磁場強（qiáng）度的提高，鐵粗精礦回收（shōu）率逐步小幅上升，品位略有降低。綜合考慮，選擇弱（ruò）磁粗選磁場強度為71.6kA/m。

3.3、弱磁（cí）精選試驗

在不同磁場強度下對弱（ruò）磁粗選精（jīng）礦進行了1次精選，試驗結果見圖8。

圖8表明，隨著磁場強（qiáng）度的提高，鐵精（jīng）礦品位上升（shēng）而回收率下（xià）降。綜合考慮，選擇弱磁精選1磁場強度為（wéi）71.6kA/m。

將1次精（jīng）選所得鐵（tiě）精礦再（zài）在47.8kA/m的磁場（chǎng）強度下進行第（dì）2次精選，鐵精礦品位仍可（kě）以有效提高0.36個百分（fèn）點，達到64.18%。

4、弱磁選鐵（tiě）精礦提（tí）鐵降雜（zá）探索

為了給製定鐵精礦提鐵降雜試驗方案提供（gòng）依據，首先對（duì）兩次弱磁精選所得（dé）鐵精礦進行了粒度分析，結果見表4。

表4結果表明，弱磁選鐵精礦中0.20~0.075mm粒級的鐵品位較高，而-0.075mm粒級的鐵品位僅為63%左右。

根（gēn）據粒度分析結果，按以下3種方案進行（háng）了鐵（tiě）精礦提鐵降雜的探索試驗：①采用CTXφ100mm磁選柱，在磁場強度為4.46kA/m、上升水速為3.54cm/s條件下對兩次弱磁（cí）精選鐵（tiě）精礦進（jìn）行分級，對-0.10mm粒級在NaOH用量為1000g/t、澱（diàn）粉用量為800g/t、石灰總（zǒng）用量為400g/t、捕收（shōu）劑CY總用量為1000g/t條件下進行1粗1精脫矽反浮選，反浮（fú）選精礦與（yǔ）+0.10mm弱磁選鐵精礦合並；③將1次弱磁精選鐵精礦（kuàng）再磨至-0.075mm占95%，在（zài）47.8kA/m磁場強度下進行第2次弱磁精選。3種鐵精礦提鐵降雜（zá）方案的探索試驗（yàn）結果見圖（tú）9。

圖9表明，3種方案都能使鐵精礦品質有所提高，但（dàn）效果都不夠顯著。這印證了工藝礦物學研究的結論：“呈浸染狀產出的（de）赤鐵礦（kuàng）由於粒度過於細小、分（fèn）散程度（dù）高、與脈石的嵌（qiàn）連（lián）關（guān）係極為複雜，因而即使細磨，可能仍有相（xiàng）當部分呈連（lián）生體存在，這將會在一定（dìng）程度上影響鐵精礦品位（wèi）的提高”。

5、流程試驗

在以上試驗的基礎上，對原礦進行了磁化焙燒-弱磁選-弱磁選尾礦強磁選流程試驗，其中強磁（cí）選采用Shp-700強磁選機，其背（bèi）景磁感應強度根據以往對錳礦石的試驗經驗定為1.2T。試驗流程見圖10，試驗結果見（jiàn）表5。

表5表明，原礦經圖10流程處理，可以獲得產率為71.32%、鐵品位為64.18%、鐵回收率為94.79%的鐵精礦和產率為13.78%、錳品位（wèi）為27.98%、錳回收率為79.45%、錳鐵比（bǐ）為2.53、磷錳比為0.0026的錳精礦（kuàng），錳精礦達（dá）到四級品質量標準。

6、結論

（1）該含錳赤鐵礦石礦物組成較為簡單，金屬礦物主要是赤鐵礦，次為褐錳礦和磁鐵礦，偶（ǒu）見（jiàn）黃鐵礦（kuàng）零星（xīng）分布；脈石礦物以方解（jiě）石為主，其次是石英、玉髓、綠泥石和絹雲母等。

（2）赤鐵礦晶體（tǐ）形態多為（wéi）微細的針狀或毛發狀，部分為隱晶質。呈致密狀集合體產出的赤鐵礦（kuàng）在（zài）較粗的磨礦細（xì）度下絕大部分可獲得較好的解離，但呈浸染狀產出的赤欠缺礦因粒度過（guò）於細小、分散程度（dù）高、與脈石的嵌連（lián）關係極為複雜而難以充分解離，對鐵（tiě）精礦品位的（de）提高有不利影響。

（3）褐錳礦（kuàng）的物理化學性質與赤（chì）鐵礦較為接近，故褐錳礦難以通過強磁選和浮選與赤鐵礦有效分（fèn）離。本試驗采用磁化焙燒-弱磁選-強（qiáng）磁選工藝處理上述含褐錳礦的赤鐵礦石，取得了鐵精礦產率為（wéi）71.32%、鐵品位為64.18、鐵回收率為（wéi）94.79%，錳精礦產率為13.78%、錳（měng）品位為27.98%、錳（měng）金屬回收率79.45%、錳鐵比為2.53、磷錳比為0.0026的試驗指標，使鐵和（hé）錳得到了較好的綜合回（huí）收。

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