[科普中国]-复合铁矿

简介

复合铁矿是指伴生有多种有利用价值的元素的铁矿石。自然界中铁元素较为活泼，易与其他元素生成各种复杂的化合物。由于各种元素类质同象的特性及地质环境的变化，一些有用元素富集到铁矿石中，例如钒离子以类质同象代替铁离子赋存于钛铁矿中，铁及钛的氧化物在高温热液的地质条件作用下相互固溶而形成钛铁矿(FeO·TiO2)及钛铁晶石(2FeO·TiO2)，镍、钴离子能进入铁的硫化物或代替镁、铁离子进入硅酸盐晶格中，铜、铅、锌都具有铜型离子结构，它们与硫化物紧密共生形成复合矿体。铁矿石由于存在可利用的伴生元素，经济价值提高。世界上存在着许多大型复合铁矿，如俄罗斯和美国的钒钛磁铁矿，南非含铬铁矿及中国铁钒稀土复合矿等。

我国复合铁矿石主要分为磁铁矿-赤铁矿(菱铁矿)型铁矿石和多金属型铁矿石两大类，如鞍钢齐大山磁铁矿、赤铁矿石，武钢大冶铁矿磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铜矿矿石，包钢白云鄂博铁、稀土、妮矿石，攀枝花钒、钦磁铁矿及钦铁矿石等。这类矿山约占我国主要铁矿山的1/4。磁铁矿-赤铁矿(菱铁矿)型复合铁矿石存在着赤铁矿、菱铁矿难回收的问题;而多金属型复合铁矿石或存在赤铁矿(菱铁矿)难回收的问题，或存在与铁共生的其它多种金属矿物难回收的问题，或两种问题同时存在。上述问题的存在，严重制约了这些矿山的生产，因而影响了我国钢铁、稀土、钦等工业的发展。60年代初以来，针对上述难题，我国开展了多次科技攻关，取得了巨大成就，为我国国民经济建设提供了大量优质铁、稀土、钦、铜等金属矿产品，促进了我国钢铁，尤其是稀土及钦工业的迅猛发展1。

磁铁矿-赤铁矿(菱铁矿)型复合铁矿石磁铁矿是强磁性矿物，赤铁矿、菱铁矿是弱磁性矿物，磁铁矿采用弱磁选可以有效回收，赤铁矿、菱铁矿难以回收而存在于弱磁选尾矿中。为了有效回收赤铁矿、菱铁矿，曾广泛研究过各种不同的选矿工艺、设备及药剂。如还原焙烧磁选工艺，多种型号水磁或电磁强磁选机的研制及其强磁选工艺;跳汰机、重介质振动溜槽、螺旋选矿机、离心选矿机等多种设备的研制及其重选工艺;浮选-选择性絮凝脱泥工艺以及多种新型浮选药剂。经过长期试验考核对比，以新研制的SHP(仿琼斯)型电磁强磁选机为代表的强磁选技术效果较佳。因而，80- 90年代中期，SHP（仿琼斯）型电磁强磁选机在工业上得到了广泛应用。

该设备具有如下特点:

①磁场强度高（1. 2-1. 4 T）;

②聚磁介质为齿板型齿板，间隙无充填物，空间畅通，非磁性脉石矿物可顺利从齿板间隙排出，不易产生堵塞，分选性好;

③机械运转平稳，处理量大;

④弱磁性铁矿石精矿铁品位及回收率较高。随后，电磁立环强磁选机及SLON脉动高梯度强磁选机等新型设备也逐渐在工业上获得应用。到目前为止，磁铁矿一赤铁矿(菱铁矿)型复合铁矿石选矿厂基本上均采用了弱磁选一强磁选工艺流程。与此同时，我国研制并生产出了多种性能及型号的湿式强磁选机。

强磁选只是一种粗选作业，它可以丢掉大部分合格尾矿，精矿铁品位却不高。强磁选一次粗选的富集比约为1. 5-2. 2倍，且与脉石性质有关。若强磁选给矿铁品位为20%，则精矿铁品位为30%-44. 4%。因此，为获得高品位铁精矿，须对强磁选粗精矿进行深加工，如浮选、重选(粗粒赤铁矿)等。

1987年，齐大山选矿厂采用石油磺酸纳作捕收剂，在弱酸性矿浆中对强磁选粗精矿进行正浮选，获得铁品位65%以上的铁精矿。齐大山调军台选矿厂采用精制塔尔油氯化产品，在碱性矿浆中反浮选强磁粗精矿中的脉石矿物，精矿铁品位可提高至65%以上，反浮选作业回收率91. 72%。包钢选矿厂对弱磁选铁精矿和强磁选精矿合并的混合给矿，精矿铁品位可达61%以上，反浮选作业回收率94. 25%。1987年，弓长岭二选车间对强磁选粗精矿采用螺旋溜槽进行分级重选，精矿铁品位可提高到64. 5%以上。

值得提出的是太钢峨口磁铁矿-菱铁矿型复合铁矿石，磁铁矿易于回收。菱铁矿采用强磁选技术，虽然也能获得粗精矿，但由于尚未研制出可行的菱铁矿强磁精矿的精选工艺，强磁铁精矿铁品位低。目前，峨口铁矿只用弱磁选回收磁铁矿，菱铁矿不回收随尾矿排出，造成资源大量流失。峨口选矿厂的选矿比为3. 66，在当前全国选矿厂中最高。

多金属型复合铁矿石1.包头白云鄂博铁矿石

白云鄂博铁矿是一个以铁、稀上、妮为主的多金属大型共生矿，包含有71种元素,170种矿物。矿石分为磁铁矿石和氧化铁矿石两类。氧化铁矿石中FeO/TFe =17% -25%，因此该类型矿石实际上为磁铁矿-赤铁矿型复合铁矿石。磁铁矿石的选矿不存在问题。氧化铁矿石因矿物嵌布粒度细，共生关系复杂，有用矿物和脉石的物化性质相近而难以分选。

从60年代开始，国家对白云鄂博铁矿的铁、稀土、妮的选矿组织过多次科技攻关，曾详细研究过混合浮选、优先浮选、还原焙烧磁选、重选、强磁选、选择性絮凝脱泥以及上述各种选矿方法的组合方案。

详细研究过磨矿粒度与铁、萤石、稀土等主要共生矿物单体解离的关系及其矿物工艺学。数十个不同的选矿工艺流程进行过实验室试验、连选试验、半工业及工业试验。1988年，包钢选择在