第4章　黑色金屬礦選礦

一、鐵礦選礦

1.什么是黑色金屬？

通常人們根據金屬的顏色和性質等特征，將金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬主要指鐵、錳、鉻及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。

實際上純凈的鐵與鉻都是銀白色的，而錳是銀灰色的。之所以把它們叫做黑色金屬，是因為鋼鐵表面常覆蓋一層黑色的四氧化三鐵，而錳和鉻又主要應用于冶煉合金鋼，所以人們把鐵、鉻、錳以及它們的合金叫做黑色金屬。

另外，人們專門把這三種金屬及其合金歸成一類，而把其余所有的金屬及合金歸成有色金屬，這是因為鋼鐵在國民經濟中占有極其重要的地位，是衡量一個國家國力的重要標志之一；它的產量約占世界上金屬總產量的95％。鉻是所有金屬中最硬的，又是難腐蝕的金屬。人們常把鉻摻進鋼里，制成又硬又耐腐蝕的鉻鋼。鉻鋼是建造機械、槍炮筒、坦克和裝甲車等的好材料。在煉鋼時摻入12％以上的鉻，再摻進一定量的鎳，可以煉成不銹鋼。鉻還是電鍍時（俗稱克羅米）的必用金屬。在煉鋼時摻入約13％的錳，可煉出堅硬、強韌的錳鋼。人們用錳鋼制造鋼磨、滾珠軸承、推土機與掘土機的鏟斗等易磨損部件。高錳鋼還用來制造鋼盔、坦克鋼甲和穿甲彈的彈頭等。

2.鐵礦石工業類型有哪些？

鐵是地殼中分布比較廣泛的元素之一，大多數呈鐵的氧化物、硫化物、含鐵碳酸鹽和含鐵硅酸鹽等礦物存在。在當前的技術經濟條件下，根據鐵礦物的不同，具有工業價值的鐵礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦和混合型鐵礦石（如赤鐵礦-磁鐵礦混合礦石、含鈦磁鐵礦石以及含稀土元素鐵礦石等）。

根據礦石中含鐵量分類可將礦山劃分為貧礦和富礦。富礦品位較高，可以直接冶煉，富礦又可分為高爐礦和平爐礦，前者用于煉鐵，后者用于煉鋼。貧礦必須經過選礦提高品位后才能進行冶煉。近年來為了提高高爐的入爐品位或其他專門用途，對含鐵量不到60％或65％的富礦也要經選礦處理。

根據礦石中脈石成分的不同，鐵礦石分為酸性礦石、半自溶性礦石、自溶性礦石、堿性礦石四類。對于自溶性礦石，由于冶煉時可不搭配熔劑，故礦石中含鐵量可低一些。酸性礦石冶煉時需配堿性礦石搭配使用。堿性礦石冶煉時需配酸性熔劑或酸性礦石搭配使用。半自溶性礦石冶煉時需配部分堿性熔劑或與堿性礦石搭配使用。

根據氧化程度不同，可將鐵礦石分為磁鐵礦石、氧化礦石和混合礦石三類。

根據礦石中所含應回收的有價成分，可將鐵礦石分為單一鐵礦石和復合鐵礦石兩類。

我國鐵礦資源，根據其成因可分為七大類：巖漿晚期鐵礦床（攀枝花地區，大廟鐵礦等），接觸交代-熱液鐵礦床（大冶、邯邢地區鐵礦等），受沉積變質鐵礦床（鞍山地區鐵礦等），與火山-侵入活動相關的鐵礦床（寧蕪地區鐵礦等），沉積鐵礦床（宜化、長陽等鐵礦），風化淋濾型鐵礦床（大寶山、鐵坑鐵礦等）以及其他成因未定論的鐵礦床（白云鄂博、海南石碌鐵礦等）。

根據選礦工藝特點可分為鞍山式鐵礦床、鏡鐵山式鐵礦床、大西溝式鐵礦床、攀枝花式鐵礦床、大冶式鐵礦床、白云鄂博式鐵礦床、寧蕪式鐵礦床、宣龍-寧鄉式鐵礦床、風化淋濾型鐵礦床、吉林羚羊鐵礦床等。

3.根據磁性率大小如何劃分鐵礦石？

我國一些鐵礦石選礦廠常采用磁性率來表示礦石的磁性。磁性率是礦石中氧化亞鐵的質量分數和礦石中全部鐵的質量分數的比值。

計算公式為：

理論上純磁鐵礦的磁性率為42.8％。一般將磁性率大于36％的鐵礦石劃為磁鐵礦石。磁性率介于28％～36％之間的鐵礦石劃為假象赤鐵礦石，磁性率小于28％的鐵礦石劃為赤鐵礦石。

值得注意的是：上面的公式是指純磁鐵礦和由磁鐵礦氧化為赤鐵礦這個氧化過程而言。實際上自然界中的鐵礦石大多數是以共生礦物的形式出現，所以影響磁性率這個指標的因素很多。對于含硅酸鐵、菱鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦及鏡鐵礦的礦石，用磁性率就不能正確地反映礦石的磁性。因此，磁性率的使用是有條件的，但對磁鐵礦和赤鐵礦完全可以應用。

4.鐵礦石常用標準是什么？

鐵礦石常用標準見表4-1。對含鐵較低或含鐵雖高，有害雜質含量超過規定的礦石，或含伴生有益組分的鐵礦石，均需選礦。選出精礦經配料燒結或球團處理后，才能入爐使用。在我國鐵礦資源中，約有95％以上的鐵礦石屬需選礦石，見表4-2。鐵礦石中伴生元素很多，其綜合利用指標及其允許含量見表4-3。

5.鐵礦石產品質量標準是什么？

鐵礦石產品指供鋼鐵冶煉所用含鐵原料的總稱，包括煉鋼富塊礦、高爐煉鐵富塊礦、燒結富礦粉、鐵精礦、高爐球團和直接還原球團。我國鐵礦石產品標準見表4-4～表4-8。

6.鐵礦石的化學組成有哪些？

鐵礦石的化學組成可分為鐵、有害雜質、有用成分和造渣成分四部分。

（1）鐵　在其他相同條件下，礦石中鐵品位越高，高爐冶煉指標越好。對進行冶金處理的原料，主要要求其質量穩定，特別是鐵品位，高爐冶煉的指標與礦石中和精礦中的鐵品位有關。

（2）有害雜質　S、P、As、Zn和Pb屬于有害雜質。有害雜質會影響生鐵、鋼的質量或生產效率。對直接入爐冶煉的富礦，需限制有害雜質的含量。當有害雜質超過要求時，礦石需經選礦后方能使用或供作配礦用料。鐵礦石和生鐵的有害雜質見表4-9，鐵礦原料有害雜質的允許含量見表4-10。

（3）有用成分　Mn、Ni、Co、V、Cu、Cr和Ti屬于礦石中的有用成分。Cu、Cr和Ti除了具有好的性質外還具有不良的作用，使冶金過程復雜化。

（4）造渣成分　脈石為造渣成分，一般分為堿性和酸性兩種。氧化鈣和氧化鎂屬于堿性的。二氧化硅和三氧化二鋁屬于酸性的。礦石中堿性成分總量與酸性成分總量比值越高，越能減少主要溶劑的消耗。

屬于造渣成分的還有K2O、Na2O、TiO2和BaO等。對提高直接入爐使用的礦石，需查明造渣組分的含量。當礦石中MgO、Al2O3都很低時，可以直接采用CaO/SiO2來確定酸堿度。

7.磁鐵礦有哪些選礦工藝？

（1）單一磁選流程　磁鐵礦是最早利用的礦石之一，磁鐵礦選礦是鐵礦石選礦工作的主體。磁鐵礦石主要是沉積變質型磁鐵礦石。礦石中鐵礦物絕大部分是磁鐵礦，以細粒嵌布為主；脈石礦物主要為石英或角閃石等硅酸鹽礦物，有的含硅酸鐵較多。由于磁鐵礦石是一種強磁性礦物，采用弱磁選方法選別即可獲得高品位、高回收率的鐵精礦。不少大、中型磁選廠在磨礦粒度大于0.2～0.3mm時，常采用一段磨礦磁選流程；小于0.2～0.3mm時，則采用兩段磁選流程。弱粗磨能分出合格尾礦時，則采用階段磨礦磁選流程。如果采礦時混入一定圍巖或礦石在各級破碎的產品中，有一定量的單體脈石礦物產生，則在磨礦前利用干式磁選機進行預選。對有些礦石為了獲得鐵品位66％～68％的高品位鐵精礦，可再用細篩、磁選柱、反浮選等方法處理。

目前，隨著入選的磁鐵礦粒度的逐漸細化，磁團聚在選別中的負面影響日益明顯，磁性夾雜和非磁性夾雜導致依靠單一的磁選法提高精礦品位越來越難。

（2）弱磁-陽離子反浮選工藝流程　弱磁-反浮選即把磁選法與反浮選結合起來，實現選別磁鐵礦石過程中的優勢互補，有利于提高磁鐵礦石選別精礦品位。反浮選工藝根據藥劑制度的不同，尤其是捕收劑的種類，分為陽離子反浮選和陰離子反浮選。陽離子反浮選以淀粉作為磁鐵礦的抑制劑，十二胺等胺類藥劑作為捕收劑。其優點是：藥劑制度單一，要求的礦漿溫度較低（25℃以上），中性礦漿。缺點是：浮選泡沫黏，不利于下道工序處理，分選的選擇性差，并且鐵精礦中SiO2含量較高，指標不太穩定，對橡膠有劇烈腐蝕作用等。如國內大型鐵礦鞍鋼弓長嶺選廠即采用弱磁-陽離子反浮選工藝，取得了較好效果。鞍鋼弓長嶺磁鐵礦選礦廠采用陽離子反浮選，可將含鐵64％～65％、SiO28％～10％的弱磁選鐵精礦提高到含鐵68.5％～69.5％、SiO2降低到3.5％～4％。

（3）弱磁-陰離子反浮選工藝　相對于陽離子反浮選來說，陰離子反浮選有其自身的優點，如浮選泡沫不黏，指標較穩定，對橡膠基本無腐蝕作用。但陰離子反浮選藥劑種類較多，要求的浮選礦漿溫度較高（30℃以上），堿性礦漿，對精礦管道輸送有利，有利于精礦直接過濾，過濾前需加酸處理。如尖山鐵礦為鞍山式磁鐵礦床，馬鞍山礦山研究院對其進行了弱磁-正浮選和弱磁-反浮選工藝的比較，結合尖山鐵礦的特點，確定尖山鐵礦選礦廠提鐵降硅工藝為陰離子反浮選工藝流程，取得較好指標。太鋼尖山磁鐵礦選礦廠采用陰離子反浮選法，可以將含鐵65.75％、SiO28.5％的弱磁選鐵精礦提高到含鐵69.08％、SiO2降低到3.5％～4％。

（4）全磁分選工藝流程　長期以來，大多數磁鐵礦選礦廠一直采用常規的筒式磁選機作為磁鐵礦精選設備，雖然在磁選機規格、給礦方式、槽體結構等方面作了大量的技術改造，但是由于強烈的“磁團聚”作用，使磁選過程選擇性降低，產生“磁性夾雜”和“非磁性夾雜”，造成最終磁鐵礦精礦中SiO2含量居高不下，高達6.5％以上。為了獲得高品質鐵精礦，一些選礦廠選擇各種全磁流程分選法，采用新型磁選設備在工業試驗中獲得鐵精礦品位大于69％，SiO2含量小于4％的先進指標。例如本鋼歪頭山和南芬選礦廠用磁選柱有效地將石英連生體從鐵精礦中分選出去。精礦鐵品位可提高至69.5％左右，精礦中的SiO2含量降至4％以下，尾礦品位和金屬回收率基本不變，新增加加工成本小于20元/t。

全磁流程分選法主要靠各種新型磁選設備的搭配組合實現對磁鐵礦的有效分選，其中比較典型的設備有磁選柱、高頻振動細篩、磁場篩選機、磁聚機、脫磁器等，這些設備與傳統弱磁選設備組合使用，極大地促進了磁選技術的進步。與反浮選提鐵降硅相比，全磁選流程分選法突出了流程簡單、工藝可靠、投資省、工期短、運行成本低、無環境污染等優勢。但全磁流程的推廣有一定的限制，對于微細粒嵌布的磁鐵礦往往不能得到良好的指標。

（5）超細碎-濕式磁選拋尾工藝　該工藝是將礦石細碎至5mm或3mm以下，然后用永磁中場強磁選機進行濕式磁選拋尾。該工藝對于節能降耗﹑有效利用極貧鐵礦石和提高最終鐵精礦質量具有特別重要的意義。馬鋼高村鐵礦為了開發利用品位20％以下鐵礦石，試驗研究采用高壓輥磨機將礦石細碎至3mm以下，中場強濕式磁選拋除40％粗粒尾礦，將入磨物料的鐵品位提高至40％左右，經再磨再選后獲最終鐵精礦，該工藝最終鐵精礦品位達65％以上，SiO2含量降至4％以下，尾礦品位10％以下。另外，山東萊蕪鐵礦﹑金嶺鐵礦等采用錘碎機-濕式永磁中場強磁選工藝，入選物料的粒度為-5mm占80％以上，可拋除產率30％～40％的粗粒尾礦。

8.請列舉國內選礦廠采用磁選-陽離子反浮選工藝處理磁鐵礦的實例。

弓長嶺礦業公司選礦廠是年處理超過1000萬噸的磁鐵礦選礦廠，原采用階段磨礦、單一磁選、細篩再磨流程處理磁鐵礦石，精礦品位65.50％，SiO2含量8％～9％。2001年對磁選精礦研究采用陽離子反浮選-磁選-中礦再磨流程，工藝流程如圖4-1所示。并開發了可在低溫（15℃）條件下應用的陽離子捕收劑，經工業改造，取得鐵精礦品位達到68.89％，比改造前提高了3.34個百分點；SiO2含量為4.09％，比改造前的8.31％降低了4.22個百分點。浮選尾礦品位10％～12％，浮選作業精礦產率92％，鐵回收率只由83％降低為80％的指標。2004年，在國內首次將微泡型浮選柱用于鐵礦石陽離子反浮選作業，簡化了流程，鐵精礦品位（69.15％）更高；此外，試驗使用新研制的GE-601陽離子捕收劑，它比十二胺產生的泡沫流動性好，具有良好的捕收性、選擇性和耐低溫性。

9.請列舉國內選礦廠采用磁選-陰離子反浮選工藝處理磁鐵礦的實例。

太鋼尖山鐵礦對磁選精礦采用陰離子反浮選工藝，并采用高效陰離子捕收劑MH-80，NaOH、玉米淀粉、CaO作調整劑，經一次粗選、一次精選、三次掃選，使鐵精礦品位從65.56％提高到69.12％，SiO2含量從8.35％降至3.56％以下，反浮選作業回收率達98.58％。

目前，酒鋼選廠進行了焙燒磁選精礦的陰離子反浮選改造實踐，魯南礦業公司、大孤山選廠也進行了磁鐵礦陰離子反浮選技術的研究，均取得了較好的效果，該工藝將逐漸在我國磁鐵礦礦山推廣。

10.請列舉國內選礦廠采用全磁分選工藝處理磁鐵礦的實例。

歪頭山的全磁分選流程是典型的新型磁選設備組合，工藝流程如圖4-2所示。原主廠房的三磁精礦由渣漿泵送至新廠房，經過高頻振動細篩-磁選機-磁選柱得到合格精礦Ⅰ，磁選的尾礦為最終尾礦，篩上及磁選柱中礦合并經濃縮磁選后進入球磨機與水力旋流器構成的閉路磨礦系統進行細磨至-0.076mm 85％后，進入磁選-細篩-磁選獲得合格精礦Ⅱ，磁選的尾礦為最終尾礦，細篩的篩上產品返回濃縮再磨再選。精礦Ⅰ和精礦Ⅱ合并給入過濾機，過濾濾液返回原廠房分級作業，過濾濾餅給入膠帶機轉運至精礦倉。

該流程為單一弱磁全磁選流程，無藥劑，無污染；流程切入點準確，開口少，對于優化整體工藝流程、達到降硅提鐵的最終目的，合理而經濟；工藝簡單可靠，設備成熟先進；鐵精礦由67％提高到69％以上，SiO2由6.5％降到4.5％以下，降硅提鐵效果顯著。

除此之外，南芬鐵礦選礦廠、大孤山鐵礦選礦廠、板石溝鐵礦選礦廠、峨口鐵礦選礦廠、硤口驛鐵礦選礦廠、水廠選礦廠均采用全磁流程處理磁鐵礦石。

11.赤鐵礦有哪些選礦工藝？

赤鐵礦石是一種弱磁性鐵礦石，所用選礦方法較多，包括重選、浮選、強磁選、焙燒磁選及幾種方法的聯合流程。近年來，普遍應用既有并聯又有串聯組合的聯合流程。如鞍山地區的貧赤鐵礦石采用重選、磁選及浮選聯合流程，獲得精礦鐵品位在65％～67％的高指標。

（1）單一赤鐵礦石　這類礦石包括沉積變質、沉積型、熱液型及風化型礦床的赤鐵礦石、菱鐵礦石、褐鐵礦石和赤（鏡鐵）-菱鐵礦石等。常用的選礦方法有兩種：磁化焙燒磁選和重選、浮選、強磁選及其聯合流程。

①磁化焙燒磁選　焙燒磁選是選別細粒到微粒（<0.02mm）赤鐵礦的有效方法之一。當礦物組成比較復雜，而其他選礦方法難以獲得良好的選別指標時，往往采用磁化焙燒磁選法。75～20mm塊礦的豎爐還原焙燒工藝成熟，有長期生產實踐經驗，20～0mm回轉爐磁化焙燒生產實踐較少。對于粉礦常用強磁選、重選、浮選等方法及其聯合流程進行選別。

②重選、浮選、強磁選及其聯合流程　浮選是選別細粒到微粒赤鐵礦石的常用方法之一，分正浮選和反浮選兩種。重選和強磁選主要用于選別粗粒（20～2mm）和中粒赤鐵礦石，隨著技術上的發展，也用來選別細粒赤鐵礦石。塊狀（>20mm）和粗粒礦石的重選，常用重介質或跳汰選礦法；中、細粒礦石的重選，則用螺旋選礦機、搖床和離心選礦機等流膜選礦法。

粗、中粒礦石的強磁選常用感應輥式強磁選機，細粒礦石的強磁選常用濕式感應介質立環、平環強磁選機和脈動高梯度磁選機。目前由于細粒礦石的強磁精礦品位不高，而重選處理能力又低，所以長組成強磁選-重選和強磁選-浮選聯合流程，強磁選丟棄大量合格尾礦，重選和浮選進一步處理強磁選精礦，以進一步提高鐵品位。

各種選礦方法及其聯合流程的應用，隨礦石類型而異。沉積變質型赤鐵礦石和沉積變質型鏡鐵-菱鐵礦石都呈細粒嵌布，生產上幾乎采用了所有的選礦方法。沉積型鮞狀赤鐵礦石和赤鐵-菱鐵礦石，鐵礦物常為細粒嵌布，且與脈石礦物緊密共生呈鮞狀結構，不易單體解離，此類較難選。如果是富礦或自熔性礦石，常用重介質、跳汰或干式強磁選等方法剔除脈石礦物，得到塊狀成品鐵礦石。如果是較富的鮞狀礦石，常用焙燒磁選法，有時在焙燒磁選前先預選除去塊狀脈石礦物。對于較貧的鮞粒礦石，即使采用焙燒磁選，精礦品位也難以達到50％以上，因此常在提出圍巖后與其他高品位精礦配礦使用或采用直接還原等選冶聯合方法。熱液型石英質赤鐵礦石和赤鐵-褐鐵礦石，常為不均勻嵌布，多采用重選、強磁選、浮選等方法的聯合流程。

赤鐵礦可選性差，一直是我國選礦界的一大難題。近年來，赤鐵礦選礦技術取得了重大突破，我國“貧赤鐵礦選礦工藝技術”居國際領先水平，以鞍鋼集團礦業公司赤鐵礦選礦工藝最為成功，代表了國內赤鐵礦選礦工藝發展的最高水平。目前鞍山地區的貧赤鐵礦選礦廠主要采用階段磨礦，粗細分選，重選-磁選-反浮選流程。

（2）含多金屬赤鐵礦石　它主要是熱液型和沉積型含磷或含硫化物的赤鐵礦石和菱鐵礦石。此類礦石一般用重選、浮選、強磁選或其他聯合流程回收鐵礦物，用浮選回收磷或硫化物。熱液型含磷灰石赤鐵礦石和含銅、硫菱鐵礦石可以用浮選法處理。沉積型含磷鮞狀赤鐵礦石，磷呈膠磷礦狀態，雖然可用浮選法使之與鐵礦物分離，但往往難以富集成磷精礦，使鐵回收率降低甚多。沉積型含磷鮞狀赤鐵礦石的開發，可以考慮采用重選或磁選對礦石進行粗粒預選，剔除大粒度圍巖、夾石，恢復礦石的地質品位，然后全燒結入爐冶煉，生產高磷生鐵，再以轉爐煉鋼，同時生產鋼渣磷肥。該方法的優點在于選礦方法簡單，避免了細磨深選降磷、除硅、鋁的復雜工藝，而且保持了礦石的自熔性，使磷得到充分利用。

（3）磁鐵-赤（菱）鐵礦石混合礦石

①單一磁鐵-赤（菱）鐵礦石　單一磁鐵-赤（菱）鐵礦石主要是沉積變質型磁鐵礦石和磁鐵-菱鐵礦石。此類礦石常用的選礦方法有兩種：一是弱磁選與重選、浮選、強磁選聯合流程，用弱磁選回收磁鐵礦，用重選、浮選或強磁選回收弱磁性鐵礦物的聯合流程。該流程用得較多。二是磁化焙燒磁選法或其他選礦方法的聯合流程，該磁化焙燒磁選與單一赤鐵礦石的磁化焙燒磁選流程相似，但它在與其他選礦方法的并聯流程中，粉礦是采用弱磁選聯合其他選礦方法處理。此外也有焙燒磁選與其他選礦方法的串聯流程，即焙燒磁選精礦再用浮選或重選精選，以進一步提高精礦品位。微粒嵌布的磁鐵-赤鐵礦石，用一般選礦方法難于得到良好效果，應采用選擇性絮凝脫泥、絮凝浮選、絮凝強磁選和絮凝重選等方法。

②含多金屬磁鐵-赤（菱）鐵礦石　屬于此類礦石的有矽卡巖型含硫化物的混合鐵礦石和熱液型含磷、硫或稀土的混合鐵礦石。此類礦石的選礦方法是鐵礦石中最為復雜的。一般都用弱磁選與其他選礦方法的聯合流程，即用弱磁選回收磁鐵礦；重選、浮選或強磁選回收率弱磁性赤（菱）鐵礦物；用浮選回收伴生組分。流程包括：弱磁選-浮選-強磁選、弱磁選-強磁選-浮選和弱磁選-重選-浮選等。對于含稀土的混合鐵礦石，如果鐵礦物以大量赤鐵礦為主時，也有采用還原焙燒磁選-浮選流程，即用還原焙燒回收赤鐵礦礦物，用浮選回收稀土礦物。稀土礦物在還原焙燒后進行浮選，有利于提高選別指標。此外，浮選-選擇性絮凝流程也可獲得高指標。

12.赤鐵礦分選實踐中典型的工藝流程有哪些？

赤鐵礦是一種弱磁性鐵礦石，所用的選礦方法較多，包括重選、浮選、強磁選、焙燒磁選及幾種方法的聯合流程。目前，赤鐵礦典型的選礦工藝流程有三種：連續磨礦、弱磁-強磁-陰離子反浮選、階段磨礦-粗細分選-重-磁-陰離子反浮選和階段磨礦-粗細分選-磁-重-陰離子反浮選工藝流程。

13.赤鐵礦連續磨礦-弱磁-強磁-陰離子反浮選工藝有何特點？

鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠原來采用“連續磨礦-弱磁-強磁-陰離子反浮選”工藝流程，如圖4-3所示。其工藝流程具有以下特點。

①強磁選與陰離子反浮選的結合有利于實現工藝流程的優勢互補，這不僅表現在兩個工藝本身提質降尾上，也表現在強磁選能為反浮選提供良好的選別條件上。

②該工藝流程便于生產穩定操作。據鐵礦石嵌布粒度細的特點，連續磨礦工藝直接將礦石磨至單體解離度較高的水平，避免了階段磨礦中礦再磨量的波動較大和效率不高給流程帶來負面影響的問題；另外，用強磁機脫泥拋尾，既為陰離子反浮選工藝準備了較高品位的入選物料，也消除了原生礦泥和次生礦泥對陰離子反浮選工藝的影響，且強磁選本身具有較好的穩定性。陰離子反浮選本身由于強磁選為其提供了較好入選物料，故也具有較好的穩定性。因此，“連續磨礦、弱磁-強磁-陰離子反浮選”工藝控制好最終磨礦粒度后，工藝具有較好的穩定性，對礦石具有較強的適應性，便于生產穩定操作。

③該工藝流程具有較好的工藝操作特點。由于該工藝具有精礦品位高、浮選溫度低、適于管道運輸、分選效果好、浮選泡沫穩定性好流動性好等工藝特點，在生產操作上易于控制，有利于生產指標的穩定。

④該工藝流程存在因為磨礦粒度細而導致選礦成本高的問題。

14.赤鐵礦階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝有何特點？

目前鞍山地區的貧赤鐵礦選礦廠主要采用階段磨礦，粗細分級，重選-磁選-反浮選流程，即原礦經一段磨礦分級后，一次溢流經水力旋流器粗細分級，粗粒產品由重選處理，細粒經弱磁和強磁選別，混合磁精礦反浮選，粗、細粒兩者均產出最終精礦。重選精螺尾與掃螺精經掃中磁后的掃中磁精再磨返回水力旋流器。掃中磁尾、強磁尾和反浮選尾礦合并為綜合尾礦。鞍鋼齊大山、東鞍山燒結廠階段磨礦、粗細分選、重-磁-陰離子反浮選工藝流程如圖4-4所示。其工藝流程具有以下特點。

①鞍鋼齊大山鐵礦、東鞍山燒結廠和弓長嶺鐵礦三選車間的階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝流程，由于采用了階段磨選的工藝，使得該工藝流程具有較為經濟的選礦成本。一段磨礦后，在較粗的粒度下實現分級入選，一般情況下可提取60％左右的粗粒級精礦和尾礦，這大大地減輕了進入二段磨礦的量，有利于降低成本。同時，粗粒級鐵精礦有利于過濾。

②該工藝選別針對性強。礦物在磨礦過程中解離是隨機的，這種過程使得磨礦粒度不等的礦物顆粒均存在解離的條件，這是粗細分級入選工藝具有較強生命力的重要基礎之一。階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝一次分級后的粗粒級相對好選，采用簡單的重選工藝，及時選出合格粗粒精礦，拋掉粗粒尾礦；分級后的細粒級相對難選，采用選礦效率高相對復雜的強磁-陰離子反浮選工藝獲得最終精礦，并拋除最終尾礦。粗粒級選礦方法和細粒級選礦方法的有效組合使得該工藝流程具有經濟上合理，技術上先進的雙重特點。同時，重選工藝獲得含量較大、粒度較粗的精礦有利于精礦過濾。

③該工藝實現了窄級別入選的合理過程。在礦物的選別過程中，礦物的可選程度既與礦物本身特性有關，也與礦物顆粒比表面積大小有關，這種作用在浮選過程中表現得更為突出。因為在浮選過程中，浮選藥劑和礦物之間的作用與氣泡間作用力的最小值有關，與礦物比表面積大小有關，與藥劑跟礦物作用面積的比率有關。這使得影響礦物可浮性的因素是雙重的，容易導致比表面積大而相對難浮的礦物與比表面積小而相對易浮的礦物具有相對一致的可浮性，有時前者甚至具有更好的可浮性。實現窄級別入選的選礦過程，能在較大程度上杜絕上述容易導致浮選過程混亂度的現象的發生，提高了選礦效率。

④該工藝對細粒級選別效率有很大的提高。階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝應用前，紅鐵礦選礦應用的階段磨選工藝細粒級采用的工藝是磁-酸性正浮選工藝，選礦效率很低，影響了階段磨選工藝技術指標的提高。而將細粒選別工藝由磁-酸性正浮選改為磁-陰離子反浮選工藝形成現在的階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝后，細粒級的選別指標得到了空前的提高。

以鞍鋼齊大山選礦廠工藝改造前后考查為例，細粒級應用磁-酸性正浮選的技術指標為：入選品位23.77％，精礦品位60.65％，尾礦品位13.30％；細粒級應用磁-陰離子反浮選的技術指標為：入選品位23.83％，精礦品位65.72％，尾礦品位13.16％。顯然，在階段磨選工藝中細粒級應用磁選-陰離子反浮選工藝比應用磁選-酸性正浮選工藝使細粒級選別效率得到了空前的提高。

⑤階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝也存在工藝流程線長、二段磨礦效率低等問題。

15.赤鐵礦階段磨礦、粗細分選、磁選-重選-陰離子反浮選工藝有何特點？

安鋼舞陽鐵山廟鐵礦階段磨礦、粗細分選、磁-重-陰離子反浮選工藝流程如圖4-5所示。其工藝流程具有以下特點。

①階段磨礦、粗細分選、磁選-重選-陰離子反浮選工藝，其階段磨選工藝與階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝一致，由于采用了階段磨選工藝，減少了二段磨礦量，比較經濟。

②與階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝不同的是：該工藝將使得二段磨礦量比階段磨礦、粗細分級、重選-磁選-陰離子反浮選工藝明顯增加。這是因為采用階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝，粗粒部分和細粒部分分別用中磁機和強磁機拋尾。中磁機與強磁機的場強差別較大表明，粗粒礦物比細粒礦物在磁場中具有較好的磁選效果。這樣，在應用階段磨礦、粗細分選、磁選-重選-陰離子反浮選工藝中，由于粗粒尾礦和細粒尾礦和在一起用強磁機拋尾，相對粗粒級來講，拋尾場強過高，使得粗粒級貧連生體難以拋掉。

③強磁預先拋尾對后續作業影響較大。強磁預先拋掉的尾礦量一般在45％以上，大大減少了后續作業入選礦量，節約了設備。與此同時，經過強磁預先拋尾后，進入后續強磁作業的礦石入選品位較高，有利于重選作業提高精礦品位。但是，由于該工藝流程強磁預先拋尾后，使得相對較粗的貧連生體進入強精礦中，加劇了后續分級旋流器的反富集作用，對反浮選作業不利。

④二次磨礦控制比較重要。采用該工藝流程后，由于二段磨礦產品進入粗細分級旋流器，沒有進行脫泥拋尾直接給入重選及反浮選作業，容易對重選特別是反浮選效果產生不利的影響。

⑤粗細分級旋流器的控制比較關鍵。經過強磁預先拋尾后，強磁精礦的品位一般提高到45％以上。這樣高品位的物料進入粗細分級旋流器顯然沒有30％的原礦容易取得好的分級效果。因此，與階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝相比，該工藝應加強對粗細分級旋流器的控制。

16.褐鐵礦有哪些選礦工藝？

褐鐵礦不是一種礦物，主要含有針鐵礦、水針鐵礦，為弱磁性礦物，硬度變化大，破碎磨礦過程中極易泥化。褐鐵礦品位較低，可開發的一般含鐵35％～40％，個別達到50％，且有害雜質S、P較高。由于褐鐵礦中含有結晶水，因此采用物理選礦方法處理的鐵精礦品位很難達到60％，但經焙燒后因燒損較大可大幅度提高鐵精礦品位。此外，由于褐鐵礦在破磨過程中極易泥化，而難以獲得較高的金屬回收率。

目前，工業上褐鐵礦的分選流程主要為單一選別流程和聯合選別流程。單一選別流程包括重選、磁選、浮選（正、反浮選）；聯合選別流程包括選擇性絮凝浮選、絮凝-強磁選、強磁選-浮選、強磁選-正浮選-強磁選、還原焙燒-磁選、還原焙燒-弱磁選-反浮選等。

17.菱鐵礦有哪些選礦工藝？

菱鐵礦理論鐵品位較低，僅為48.2％，由于Mn2+、Mg2+、Ca2+與Fe2+的離子半徑相近，因此Fe2+經常被這些離子替代，形成錳菱鐵礦、鎂菱鐵礦。菱鐵礦用物理選礦方法鐵精礦品位很難達到45％以上，焙燒后因燒損鐵品位一般可提高10％～20％，且焙燒后的礦石具有強磁性，經弱磁選即可富集得到滿足鋼鐵冶煉要求的鐵精礦。因此，采用磁化焙燒-磁選技術處理菱鐵礦石是實現菱鐵礦資源工業化的有效途徑。

目前菱鐵礦的主要選礦方法除了焙燒-磁選外，還有重選、強磁選、強磁選-浮選聯合分選技術等。

18.鐵礦石有哪些浮選工藝？

鐵礦石中的主要脈石礦物為石英。浮選是富集細粒嵌布礦石的常用方法。目前鐵礦石浮選流程分為單一浮選和磁選-浮選聯合流程。前者單純處理赤鐵礦石，而后者處理磁鐵礦和赤鐵礦的混合礦種。浮選鐵礦石的流程主要有：用陽離子捕收劑反浮選石英；用陰離子捕收劑正浮選鐵礦物；用陰離子捕收劑反浮選活化后的石英。

19.鐵礦石浮選捕收劑有哪些？

鐵礦石的捕收劑主要分為陰離子捕收劑、陽離子捕收劑和螯合類捕收劑三大類。

（1）陰離子捕收劑　常用的陰離子捕收劑主要有脂肪酸類、石油磺酸鹽類等，最早廣泛應用的捕收劑是氧化石蠟皂和塔爾油。但氧化石蠟皂和塔爾油的選擇性不好，難使精礦達到理想的選礦指標，已經很少使用。近年來我國的選礦工作者主要對脂肪酸、石油磺酸鹽類進行改性和混合用藥，使其選擇性明顯提高，捕收能力增強。如長沙礦冶研究院研制的RA系列捕收劑（包括RA-315、RA-515、RA-715、RA-915、RA925和RA/B組合藥劑等）、馬鞍山礦山研究院研制的新型高效捕收劑SH-37和MZ-21、鞍鋼研發的LKY捕收劑、MH陰離子捕收劑等在紅鐵礦選礦廠應用均獲得了成功。

（2）陽離子捕收劑　工業應用的陽離子捕收劑主要是胺類捕收劑，用于浮選硅質礦物，包括脂肪胺和醚胺。國內采用胺類捕收劑的選礦廠較少，且藥劑種類較少，主要以十二碳脂肪胺和混合胺為主，對二元胺和醚胺類捕收劑研究較少。陽離子捕收劑主要有十二胺、醚胺、GE系列捕收劑（如武漢理工大學研制生產的GE-601和GE-609）、YS-73型捕收劑等。

醚胺（一元或多元胺）是在胺類的基礎上增加一個或多個醚基而生成的，是鐵礦反浮選最有效的捕收劑之一。由于分子中親水的RO—基團的存在，提高了藥劑在水中的溶解性，更易進入固-液和液-氣界面，同時還可提高氣泡周圍液膜的彈性，氣泡性能良好。

為了解決十二胺泡沫量大、黏，影響后續處理以及選擇性差等問題，鞍鋼弓長嶺選礦廠采用了新型陽離子捕收劑YS-73和GE-601，不僅可解決十二胺存在的問題，而且可不需通過磁選拋尾而直接拋尾，從而簡化了工藝流程。

（3）螯合類捕收劑　螯合類捕收劑是分子中含有兩個以上的O、N、P等具有螯合基團的捕收劑，如羥肟酸、雜原子有機物等。該類捕收劑能與礦物表面的金屬離子形成穩定的螯合物，其選擇性比脂肪酸類捕收劑好，如我國相關單位曾用Q-618（羥肟酸類）及RN-665捕收劑對東鞍山鐵礦石進行了浮選試驗，取得了較好的選礦指標。但該類藥劑對水質要求較高，且生產成本高，故一直沒有工業應用。

20.鐵礦物常用抑制劑有哪些？

在鐵礦浮選中，淀粉及其淀粉衍生物是目前所有陰離子反浮選工藝中普遍使用的鐵礦物抑制劑，淀粉可以從幾種植物，如玉米、木薯、馬鈴薯、小麥、大米和竹芋等中提取。在礦物工業中，玉米淀粉至今是應用最廣泛的一種。

淀粉對礦物的抑制機理，一般認為氫鍵的作用是最重要的。因為淀粉分子很大，每個葡萄糖單體有3個羥基，變性淀粉還帶有羧基或胺基，這些極性基團既能通過氫鍵的作用與水分子結合，又能在含有電負性大的元素（如氧）的礦物表面吸附，從而使礦物親水，或吸附在若干個礦粒表面，借助高分子橋聯，使細粒礦物絮凝。根據靜電作用原理，陽離子型變性淀粉因在溶液中荷正電，比較容易在荷負電的礦物表面吸附，使之受到抑制或絮凝。反之，陰離子變性淀粉在溶液中荷負電，較容易在荷正電的礦物表面吸附，使之受到抑制或絮凝；另外，由礦物表面電性與pH值的關系可知，隨著溶液pH值的增高，石英及金屬氧化物表面電性向負值方向增大，這時陽離子淀粉的吸附量增多，而陰離子型淀粉則因同性相斥，吸附量減少。石英的零電點pH值為2～3，在溶液中陽離子型淀粉較易在石英表面吸附，且吸附量隨pH值的升高而增加，而陰離子型淀粉則因同性相斥而影響吸附。反之，赤鐵礦的零電點pH值為6.5，這時陰離子型淀粉較易在赤鐵礦表面吸附，吸附量隨pH值的升高而增大，而陽離子型淀粉則因受同性相斥而影響吸附。

21.鐵礦石預選技術有哪些？

礦石進入磨礦作業之前用不同選礦方法拋棄圍巖和夾石，稱為預選。預選拋除廢棄夾石越多，節能和增產效果越好，經濟效益越高。鐵礦石預選采用的方法有（弱、強）磁選或重選。磁鐵礦石采用弱磁選的預選技術，多采用干式磁滑輪和大塊磁選機設備。

弱磁性鐵礦石采用重介質或跳汰重選或強磁選的預選技術，主要采用重選設備和強磁選設備。重介質預選設備種類較多，在鐵礦石預選中應用的主要是重介質振動溜槽。重介質振動溜槽的主要特點是槽體有振動，其次是槽內有上升水流，因此可以使用比較粗的加重劑（懸浮質），從而可以不受或少受懸浮液（重介質）黏度的限制，配置容積濃度相當高的懸浮液，也能應用密度較小的加重劑，例如密度為4.0g/cm3的赤鐵礦精礦，擴大加重劑的來源。而且配成的給入介質的密度還可以小于分選介質的密度，又降低了介質的濃度和黏度，即使分選的精確度提高，介質的回收也比較容易；跳汰機預選主要處理弱磁性鐵礦石和混合礦石。多年來相繼研制呈梯形跳汰機、矩形跳汰機、AM系列大粒度跳汰機和原形跳汰機等。由于這些設備具有結構簡單、處理量大、適應性強等優點而被廣泛采用；強磁選機是選別弱磁性鐵礦石的有效分選設備。處理粗粒的電磁感應輥式強磁選機的研制成功使強磁選機預選取得了進展。

22.復雜難選的鐵礦石有哪些？

含鐵礦物種類繁多，目前已發現的鐵礦物和含鐵礦物約300余種，其中常見的有170余種。但在當前技術條件下，具有工業利用價值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。其中褐鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦等弱磁性含鐵礦石為較難選別的鐵礦石。難選鐵礦石中弱磁性鐵礦物和脈石礦物的物理化學性質見表4-11和表4-12。我國各類難選鐵礦石的儲量見表4-13。

繼磁鐵礦、鞍山式單一石英型赤鐵礦的選礦技術取得重大進展后，以下儲量巨大的鐵礦石選礦技術還有待突破：微細粒嵌布的鞍山式貧磁鐵礦石選礦、微細粒嵌布的鞍山式赤鐵礦石選礦、菱鐵礦石選礦、褐鐵礦石選礦、細粒嵌布的高磷赤（褐）鐵礦石選礦、高磷鮞狀赤鐵礦石選礦、包頭白云鄂博式鐵礦石選礦、攀枝花式釩鈦磁鐵礦石選礦、含碳酸鹽鐵礦石選礦、吉林臨江羚羊石選礦等。

23.我國復雜難選鐵礦石的開發利用狀況如何？

我國鐵礦石的主要特點是“貧”、“細”、“雜”，平均鐵品位32％，比世界平均品位低11個百分點。其中97％的鐵礦石需要選礦處理，并且復雜難選的紅鐵礦占的比例大（約占鐵礦石儲量的20.8％）。鐵礦床成因類型多樣，礦石類型復雜。探明的鐵礦資源量380億～410億噸。主要鐵礦類型有：①鞍山式沉積變質型鐵礦，以磁鐵礦石為主，品位為30％～35％，資源量為200億噸。其中鞍本地區120億噸，冀東地區50億噸，山西、北京、冀西、安徽等省市區約30億噸；②攀枝花式巖漿釩鈦磁鐵礦，以磁鐵礦、鈦鐵礦為主，品位30％～35％，主要分布在四川省西昌到渡口一帶，資源量為70億噸；③大冶式和邯邢式接觸交代型鐵礦，以磁鐵礦石為主，品位35％～60％，主要分布在邯邢、萊蕪和長江中下游一帶，資源量為50億噸，鐵含量>45％的富礦較多；④梅山式玢巖型鐵礦，以磁鐵礦石為主，資源量10億噸，品位35％～60％；⑤宣龍式和寧鄉式沉積型鐵礦，以赤鐵礦石為主，品位低，含磷高，難處理，主要分布在河北宣化和湖北鄂西一帶，資源量30億～50億噸；⑥大紅山式和蒙庫式海相火山沉積變質型鐵礦，以磁鐵礦礦石為主，品位35％～60％，主要分布在云南、新疆一帶，資源量為20億噸。在鐵礦中共生和伴生鐵礦多，約占資源量17.9％，典型礦床有攀枝花鐵礦、白云鄂博鐵礦、大冶鐵礦等，共（伴）生組分有釩、鈦、稀土、銅等。

目前我國菱鐵礦石和褐鐵礦石資源的利用率極低，大部分沒有回收利用或根本沒有開采利用；我國最大量入選的礦石為鞍山式沉積變質鐵礦石，但其中也有部分礦石由于嵌布粒度微細，礦物組成復雜尚未得到有效的開發利用，如本鋼賈家堡子鐵礦，屬貧磁鐵礦石，儲量約1.5億噸，由于礦石嵌布粒度微細，結構較為復雜，目前尚未開發利用：山西太古嵐礦區的袁家村鐵礦，截至1990年年底，全區累計探明及保有儲量為89450萬噸，礦石類型分石英型和閃石型，有氧化礦和原生礦。礦石嵌布粒度微細，磁鐵、赤鐵礦石粒度75％～80％小于0.043mm，其中石英型鐵礦石有20％～0.010mm，閃石型鐵礦石有40％-0.010mm。原礦鐵品位又較低，實屬復雜難選的鐵礦石。昆鋼大紅山鐵礦，屬磁鐵礦-赤鐵礦混合礦石，儲量約為4.6億噸，其中有近2.0億噸赤鐵礦，由于礦石嵌布粒度微細，脈石礦物組成較復雜，選礦指標較低，也屬復雜難選的鐵礦石。宣龍式和寧鄉式鐵礦，約占我國鐵礦總儲量的12％，占我國紅鐵礦儲量的30％，由于礦石嵌布粒度微細，礦石結構為鮞狀，含有害雜質磷高，目前尚未開發利用。包頭白云鄂博鐵礦為大型多金屬共生復合鐵礦，除鐵外，尚有稀土、鈮等多種金屬，已發現有71種元素，170多種礦物，礦石類型多，其中稀土儲量居世界首位。對這種礦石的選礦研究從20世紀60年代開始，國內外多家科研院所與包鋼合作進行了大量的試驗研究工作，到目前采用弱磁-強磁-浮選回收鐵和稀土的工藝流程，這一工藝流程體現了“以鐵為主，綜合回收稀土礦物”的指導思想，使包鋼的白云鄂博鐵礦的選礦技術獲得了重大的突破。技術是在不斷地進步，目前從技術角度看，這種工藝獲得的鐵精礦品位低，其主要原因是鐵精礦中含有硅酸鹽類礦物，尤其是鉀鈉含量高，嚴重影響高爐冶煉效果。稀土礦物回收率低，總回收率不足20％，另外其他有價元素更沒有得到回收。

24.鞍鋼谷首峪鐵礦選礦工藝流程是什么？

鞍鋼谷首峪鐵礦石屬于微細嵌布的貧磁鐵礦，全鐵品位為31.90％，96.14％的鐵分布在磁鐵礦中，還有一部分以菱鐵礦、硅酸鐵和假象、半假象赤鐵礦形式存在。其礦石多元素分析、鐵物相分析分別見表4-14和表4-15。

鞍鋼谷首峪鐵礦石采用階段磨選工藝（工藝流程如圖4-6所示），試驗的最終結果為原礦品位31.90％，精礦品位65.53％，精礦產率27.07％，中礦品位59.74％，中礦產率14.34％，尾礦品位9.55％，尾礦產率58.59％；對二段磨礦閉路，將三、四段細篩篩上返回三段磨礦進行連選試驗，結果表明，當原礦品位為31.72％時，精礦品位65.05％，尾礦品位10.21％，金屬回收率80.43％。

25.太鋼袁家村鐵礦選礦工藝流程是什么？

太鋼袁家村鐵礦屬于微細粒嵌布的鞍山式赤鐵礦石，屬大型鐵礦床，保有儲量有13多億噸。礦床中礦石有多種類型，主要可分為氧化鐵礦石和原生鐵礦石。氧化鐵礦石又可分為石英型、鏡（赤）鐵礦型、閃石型和礫巖型；原生鐵礦石又可分為石英型和閃石型。每種礦石依據鐵品位的不同，還有貧鐵礦石和次貧鐵礦石之分。由于袁家村鐵礦石類型較多，結構、構造復雜，各種礦物嵌布粒度微細，給選礦造成很大難度，致使到目前為止尚未全面開發利用。石英型和閃石型氧化鐵礦石的多元素分析和鐵物相分析分別見表4-16～表4-19。

兩種氧化礦石中的金屬礦物均以假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦為主，其次為磁鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦等。脈石礦物主要為石英、閃石類礦物（透閃石、鎂鐵閃石、少量鐵閃石）和方解石等。兩種氧化礦石均以條帶狀構造為主，在金屬礦物條帶中嵌布有細粒的脈石礦物，在脈石礦物條帶中嵌布有細粒的金屬礦物。金屬礦物和脈石礦物的結晶粒度均極細。石英型礦石中金屬礦物粒度多在0.045mm以下，有部分極細者粒度在0.01mm以下；脈石礦物粒度較金屬礦物稍粗，多在0.05mm以下，相當數量粒度在0.01mm以下。閃石型礦石的礦物粒度比石英型礦石粒度略粗，但閃石型礦物因纖維結構較多，且纖維直徑通常僅幾微米，造成解離困難。

2005年中鋼集團馬鞍山礦山研究院對石英型原生鐵礦石:石英型氧化鐵礦石:鏡（赤）鐵礦型氧化鐵礦石為3:1:1的礦樣，采用階段磨礦-弱磁-強磁-反浮選工藝（工藝流程如圖4-7所示），即礦樣先磨至-0.076mm占85％后進行1次弱磁選，其尾礦經強磁1次粗選1次掃選，弱磁選和強磁選的混合粗精礦再磨至-0.037mm占85％，通過陰離子反浮選1次粗選、1次精選、3次掃選得到最終精礦。該工藝采取了細磨、高效強磁選設備及高效陰離子反浮選捕收劑等手段，混合樣的選礦試驗獲得了精礦鐵品位65.36％、回收率82.03％的較好指標，為太鋼（集團）公司開發袁家村鐵礦石提供了重要技術依據。

26.陜西大西溝菱鐵礦選礦工藝流程是什么？

陜西柞水縣大西溝菱鐵礦是我國最大的菱鐵礦基地，礦床儲量超過3億噸，礦石屬沉積變質菱鐵礦類型。礦石組成簡單，鐵礦物以菱鐵礦為主，其次是褐鐵礦和少量的磁鐵礦，鐵礦物中還因類質同象作用含有一定數量的Mg2+和Mn2+，根據MgCO3分子百分含量較高的特征，可將其稱為鎂菱鐵礦。脈石礦物主要為石英和絹云母，其次是綠泥石、鐵白云石、白云母和重晶石等。陜西大西溝菱鐵礦原礦的多元素分析、鐵物相分析以及主要礦物組成分別見表4-20～表4-22。

2004年陜西大西溝菱鐵礦采用回轉窯焙燒-磁選-反浮選工藝，焙燒礦品位30.08％，最終精礦品位61.48％，總尾礦品位8.25％，金屬回收率83.83％的先進指標。目前陜西大西溝已建成二條回轉窯焙燒（以煤為燃料）焙燒-磁選-浮選的生產線（180萬噸/年），為低品位復雜菱鐵礦的工業應用奠定了堅實的技術基礎。目前該礦著手進行年產800萬菱鐵礦焙燒磁選生產線的建設。2009年獲冶金礦山科技進步一等獎。該廠目前選礦工藝流程如圖4-8所示。

長沙礦冶研究院針對菱鐵礦的磁化焙燒進行了系統的研究，針對細粒級物料，采用“多級循環旋流磁化焙燒-磁選-（浮選）”方案，以新型多級循環旋流磁化焙燒裝置、工藝參數人工智能控制和固體燃料氣化與磁化焙燒耦合工藝技術與設備為核心技術。目前已完成650kg/h的中試，可在30s內完成磁化反應，節能效果顯著，與傳統焙燒技術相比，節能30％以上。針對全粒級物料，采用“新型回轉窯磁化焙燒-磁選-（浮選）技術”方案，以兩段磁化、燃料與還原劑互補利用和工藝參數人工智能控制為核心技術。目前已完成35kg/h連續試驗，正在進行200萬噸/a選礦廠的建設，與傳統焙燒技術相比，回轉窯單位產能提高30％，能耗下降25％以上，生產順行。

27.含磷鐵礦石為什么難選？

磷是鋼鐵冶煉過程中主要的有害元素之一，嚴重影響煉鋼工藝和鋼材產品質量。鐵礦石中磷有的以磷灰石或碳氟磷灰石形態與其他礦物共生，鐵以磁鐵礦或磁鐵礦-赤鐵礦形式存在，含磷礦物浸染于氧化鐵礦物的顆粒邊緣，嵌布于石英或碳酸鹽礦物中，少量賦存于鐵礦物的晶格中。且磷灰石晶體主要呈柱狀、針狀或散粒狀嵌布于鐵礦物及脈石礦物中，粒度較細，有時甚至是在2μm以下，不易分離，屬于難選礦石。如梅山鐵礦、馬鋼姑山鐵礦等。還有的磷以膠磷礦或呈類質同象形式存在，鐵則以赤褐鐵礦為主，如鄂西地區的鮞狀赤鐵礦，云南會里、東川地區的高磷赤鐵礦，內蒙古溫都爾廟赤鐵礦等。該類礦石的選別難度較大，一直是選礦界的難題之一。

28.寧鄉式鮞狀鐵礦選礦工藝流程是什么？

“寧鄉式”鮞狀鐵礦石是高磷鮞狀鐵礦石較為典型的一類礦床，是我國分布最廣、儲量最多、最重要的沉積型鐵礦床，廣泛分布于鐵礦資源較貧的鄂、湘、贛、川、滇、黔、桂等華中、西南地和甘肅南部地區。礦石主要由鮞狀赤鐵礦組成，次有菱鐵礦、鮞綠泥石和褐鐵礦，含鐵品位為30％～45％，含磷常偏高，介于0.4％～1.1％之間，磷的含量通與礦床所處的地理位置有關。鮞狀赤鐵礦一般呈鈣質鮞狀赤鐵礦和砂質鮞狀赤鐵礦，在鐵礦層中常和菱鐵礦、鮞綠泥石共生或者互間；有的礦區層中礦相變化較大，例如云南寸田礦區主礦體東以氧化相鮞狀赤鐵礦為主，中部以氧化相-中性的菱鐵礦-鮞狀赤鐵礦-鮞綠泥石為主，西部以還原相的菱鐵礦、鮞綠泥石以及鮞綠泥-菱鐵礦為主。

北京礦冶研究總院對“寧鄉式”鮞狀赤鐵礦進行了浮選脫泥-選擇性聚團-反浮選脫磷技術研究，其工藝流程如圖4-9所示。礦樣原礦的化學多元素分析和鐵物相分析分別見表4-23和表4-24。

29.包頭白云鄂博式鐵礦選礦工藝流程是什么？

包頭白云鄂博式鐵礦是我國獨特類犁的鐵礦床，系沉積-熱液交代變質礦床，是一個以鐵、稀土、鈮為主的多金屬大型共生礦。根據物質組成和礦石的可選性，礦石可劃分為富鐵礦、磁鐵礦、螢石型中貧氧化礦和混合型（包括鈉輝石、鈉閃石、云母、白云石型）中貧氧化礦。富鐵礦、磁鐵礦屬于易選礦石。氧化鐵礦石因礦物嵌布粒度細、共生關系復雜、有用礦物和脈石的物化性質相近而難以分選。在混合型氧化礦石中，含有較多的含鐵硅酸鹽礦物，如鈉輝石、鈉閃石、黑云母等。隨著鈉輝石等含鐵硅酸鹽礦物的增加，分散狀態的鐵的比例也隨之升高。以分散狀態存在于含鐵硅酸鹽礦物中的鐵是不可回收的，如這部分鐵礦物進入精礦，會降低精礦鐵品位，并使精礦中K2O、Na2O含量大幅度升高，因此在選礦過程中應有效地實現鐵礦物與含鐵硅酸鹽礦物的分離。

弱磁性鐵礦物在分選過程要實現與含鐵硅酸鹽礦物的分離是比較困難的，其主要原因是其物理化學性質決定的。兩者的密度、磁性、可浮性都比較接近，所以無論采用重選、強磁選、浮選實現上述兩類礦物分離都有一定困難。

包鋼選礦廠現處理氧化礦流程為弱磁-強磁-反浮選工藝流程。缺點是強磁精礦中大約占總礦物含量15.00％的含鐵硅酸鹽礦物量以及石英等與赤鐵礦可浮性相近，在反浮選作業中，很難與有用鐵礦物分離，致使生產中強磁精礦經反浮選選別的浮選精礦品位徘徊52％左右，很難再繼續提高。中鋼集團馬鞍山礦山研究院通過對礦石性質分析、選礦條件試驗、流程試驗，最終研究出弱磁精礦單獨反浮，強磁精礦-反浮選-正浮選（堿性反浮、酸性正浮）工藝處理白云鄂博氧化礦，其試驗工藝流程如圖4-10所示。

經過系統的試驗研究，取得了較好的指標。氧化礦采用新工藝即弱磁精礦單獨反浮，強磁精礦反浮-正浮的工藝可使鐵精礦品位達到66％，鐵精礦回收率為68.78％，鐵精礦中F、（K2O+Na2O）及SiO2的含量分別為0.482％、0.243％、3.25％。新工藝首先通過反浮選將螢石、稀土、重晶石、碳酸鹽等易浮礦物與弱磁性鐵礦物、硅酸鹽礦物分離，然后在弱酸條件下，改變礦物表面電性正浮選鐵，達到硅鐵分離的目的。

30.我國難選鐵礦石選礦工藝有哪些進步？

（1）在鐵礦石的選礦工藝方面　針對磁鐵礦選礦提出了弱磁-陰離子和陰離子浮選法、弱磁-磁選柱（全磁選工藝）分選法、弱磁-磁場篩選機分選法、弱磁選-高頻振動細篩分選法和超細碎-濕式磁選拋尾工藝，針對赤鐵礦選礦提出了磁選-陰離子反浮選工藝和強磁選-細篩工藝。

（2）在浮選藥劑方面　在赤鐵礦反浮選工藝流程中應用了新型高效陰離子捕收劑SH-37、MZ-21、RA系列捕收劑等；用于磁鐵精礦提質降雜的新型高效捕收劑MD-28、MH-80分別在魯南礦業公司和太鋼尖山鐵礦等推廣應用，磁鐵精礦品位提高至69％以上；新近研制的MH-88特效捕收劑用于選別舞陽鐵山廟貧赤鐵礦石，獲得鐵精礦品位65％以上，金屬回收率72.56％的良好指標；鞍鋼弓長嶺選廠采用新型陽離子捕收劑YS-73及武漢理工大學研制的新型陽離子捕收劑GE-601，不僅可解決十二胺存在的問題，而且可不需通過磁選而直接拋尾，從而簡化了工藝流程。GE-601具有耐低溫、效率高的特點。

（3）在細粒磁選深選設備方面　近年來開發了磁選柱、脈沖振動磁場磁選機、BX型弱磁選機、SLon立環高梯度脈動強磁選機、雙頻雙立環脈沖高梯度磁選機、DMG型電磁立環脈動高梯度磁選機、磁場篩選機、磁聚機、強磁輥等設備，這些對鐵精礦的“提鐵降硅”起到了重要的作用。

（4）在細篩設備方面　Derrick重疊式高頻細篩及我國長沙礦冶研究院、唐山陸凱公司研制的GPS高頻振動細篩和MVS振網篩在鐵礦石得到普遍采用。

（5）在浮選設備方面　國外一些大型鐵礦反浮選廠普遍采用浮選柱取代浮選機，生產含硅不大于2％的優質球團用鐵精礦。國內長沙礦冶研究院與中國礦業大學合作，將已在選煤行業成功應用的浮選柱引入鐵礦反浮選，在鞍鋼弓長嶺鐵礦完成了工業試驗；北京礦冶研究總院設計研制了磁浮選機，可明顯提高鐵精礦品位和回收率。

（6）在破碎、磨礦設備和工藝方面　近年發展起來的新型圓錐破碎機、高壓輥磨技術應用前景十分廣闊。Nordberg HP系列圓錐破碎機采用現代液壓和高能破碎技術，破碎能力強，破碎比大。鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠、齊大山選礦廠、太鋼尖山選礦廠、包鋼選礦廠、武鋼程潮選礦廠、馬鋼凹山選礦廠等紛紛引進使用了該設備，最終入磨礦石粒度達到-12mm粒級占95％，-9mm粒級占80％；德國洪堡公司研制的高壓輥磨機在智利洛斯科羅拉多斯鐵礦應用表明，輥壓機可替代兩段破碎。中國馬鋼南山鐵礦也引進了德國的Koppern公司的高壓輥磨機，取得了較好的應用效果；國內外大型液壓機械和自磨、半自磨技術正在逐漸推廣應用，這使粉碎流程簡化，效率提高。如美國皮馬和加拿大洛奈克斯選礦廠采用自磨后，將粗碎產品200mm左右的礦石直接給到9.6m大型自磨機，使傳統的二段破碎和兩段磨礦流程大為簡化；磁性襯板逐漸在鐵礦選礦廠一得到應用，我國處理赤鐵礦最大的5.5m×8.8m球磨機應用金屬磁性襯板具有無可比擬的優越性。與金屬型、非金屬型襯板相比較，金屬磁性襯板具有使用壽命長、質量輕、噪聲小、節球節電、作業率高、安裝方便和經濟效益極其顯著等優點。HM型大型磨機磁性襯板在包鋼選廠3.6m×6.0m二段溢流型球磨機的應用情況表明，該磁性襯板包括筒體襯板和端襯板，使用壽命可達高錳鋼襯板的5～6倍，減少了襯板消耗，提高了磨機作業率。對磨礦產品粒度、磁選精礦品位和回收率等選礦指標沒有不良影響。