第4章　黑色金属矿选矿

一、铁矿选矿

1.什么是黑色金属？

通常人们根据金属的颜色和性质等特征，将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。

实际上纯净的铁与铬都是银白色的，而锰是银灰色的。之所以把它们叫做黑色金属，是因为钢铁表面常覆盖一层黑色的四氧化三铁，而锰和铬又主要应用于冶炼合金钢，所以人们把铁、铬、锰以及它们的合金叫做黑色金属。

另外，人们专门把这三种金属及其合金归成一类，而把其余所有的金属及合金归成有色金属，这是因为钢铁在国民经济中占有极其重要的地位，是衡量一个国家国力的重要标志之一；它的产量约占世界上金属总产量的95％。铬是所有金属中最硬的，又是难腐蚀的金属。人们常把铬掺进钢里，制成又硬又耐腐蚀的铬钢。铬钢是建造机械、枪炮筒、坦克和装甲车等的好材料。在炼钢时掺入12％以上的铬，再掺进一定量的镍，可以炼成不锈钢。铬还是电镀时（俗称克罗米）的必用金属。在炼钢时掺入约13％的锰，可炼出坚硬、强韧的锰钢。人们用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等易磨损部件。高锰钢还用来制造钢盔、坦克钢甲和穿甲弹的弹头等。

2.铁矿石工业类型有哪些？

铁是地壳中分布比较广泛的元素之一，大多数呈铁的氧化物、硫化物、含铁碳酸盐和含铁硅酸盐等矿物存在。在当前的技术经济条件下，根据铁矿物的不同，具有工业价值的铁矿石主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和混合型铁矿石（如赤铁矿-磁铁矿混合矿石、含钛磁铁矿石以及含稀土元素铁矿石等）。

根据矿石中含铁量分类可将矿山划分为贫矿和富矿。富矿品位较高，可以直接冶炼，富矿又可分为高炉矿和平炉矿，前者用于炼铁，后者用于炼钢。贫矿必须经过选矿提高品位后才能进行冶炼。近年来为了提高高炉的入炉品位或其他专门用途，对含铁量不到60％或65％的富矿也要经选矿处理。

根据矿石中脉石成分的不同，铁矿石分为酸性矿石、半自溶性矿石、自溶性矿石、碱性矿石四类。对于自溶性矿石，由于冶炼时可不搭配熔剂，故矿石中含铁量可低一些。酸性矿石冶炼时需配碱性矿石搭配使用。碱性矿石冶炼时需配酸性熔剂或酸性矿石搭配使用。半自溶性矿石冶炼时需配部分碱性熔剂或与碱性矿石搭配使用。

根据氧化程度不同，可将铁矿石分为磁铁矿石、氧化矿石和混合矿石三类。

根据矿石中所含应回收的有价成分，可将铁矿石分为单一铁矿石和复合铁矿石两类。

我国铁矿资源，根据其成因可分为七大类：岩浆晚期铁矿床（攀枝花地区，大庙铁矿等），接触交代-热液铁矿床（大冶、邯邢地区铁矿等），受沉积变质铁矿床（鞍山地区铁矿等），与火山-侵入活动相关的铁矿床（宁芜地区铁矿等），沉积铁矿床（宜化、长阳等铁矿），风化淋滤型铁矿床（大宝山、铁坑铁矿等）以及其他成因未定论的铁矿床（白云鄂博、海南石碌铁矿等）。

根据选矿工艺特点可分为鞍山式铁矿床、镜铁山式铁矿床、大西沟式铁矿床、攀枝花式铁矿床、大冶式铁矿床、白云鄂博式铁矿床、宁芜式铁矿床、宣龙-宁乡式铁矿床、风化淋滤型铁矿床、吉林羚羊铁矿床等。

3.根据磁性率大小如何划分铁矿石？

我国一些铁矿石选矿厂常采用磁性率来表示矿石的磁性。磁性率是矿石中氧化亚铁的质量分数和矿石中全部铁的质量分数的比值。

计算公式为：

理论上纯磁铁矿的磁性率为42.8％。一般将磁性率大于36％的铁矿石划为磁铁矿石。磁性率介于28％～36％之间的铁矿石划为假象赤铁矿石，磁性率小于28％的铁矿石划为赤铁矿石。

值得注意的是：上面的公式是指纯磁铁矿和由磁铁矿氧化为赤铁矿这个氧化过程而言。实际上自然界中的铁矿石大多数是以共生矿物的形式出现，所以影响磁性率这个指标的因素很多。对于含硅酸铁、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿及镜铁矿的矿石，用磁性率就不能正确地反映矿石的磁性。因此，磁性率的使用是有条件的，但对磁铁矿和赤铁矿完全可以应用。

4.铁矿石常用标准是什么？

铁矿石常用标准见表4-1。对含铁较低或含铁虽高，有害杂质含量超过规定的矿石，或含伴生有益组分的铁矿石，均需选矿。选出精矿经配料烧结或球团处理后，才能入炉使用。在我国铁矿资源中，约有95％以上的铁矿石属需选矿石，见表4-2。铁矿石中伴生元素很多，其综合利用指标及其允许含量见表4-3。

5.铁矿石产品质量标准是什么？

铁矿石产品指供钢铁冶炼所用含铁原料的总称，包括炼钢富块矿、高炉炼铁富块矿、烧结富矿粉、铁精矿、高炉球团和直接还原球团。我国铁矿石产品标准见表4-4～表4-8。

6.铁矿石的化学组成有哪些？

铁矿石的化学组成可分为铁、有害杂质、有用成分和造渣成分四部分。

（1）铁　在其他相同条件下，矿石中铁品位越高，高炉冶炼指标越好。对进行冶金处理的原料，主要要求其质量稳定，特别是铁品位，高炉冶炼的指标与矿石中和精矿中的铁品位有关。

（2）有害杂质　S、P、As、Zn和Pb属于有害杂质。有害杂质会影响生铁、钢的质量或生产效率。对直接入炉冶炼的富矿，需限制有害杂质的含量。当有害杂质超过要求时，矿石需经选矿后方能使用或供作配矿用料。铁矿石和生铁的有害杂质见表4-9，铁矿原料有害杂质的允许含量见表4-10。

（3）有用成分　Mn、Ni、Co、V、Cu、Cr和Ti属于矿石中的有用成分。Cu、Cr和Ti除了具有好的性质外还具有不良的作用，使冶金过程复杂化。

（4）造渣成分　脉石为造渣成分，一般分为碱性和酸性两种。氧化钙和氧化镁属于碱性的。二氧化硅和三氧化二铝属于酸性的。矿石中碱性成分总量与酸性成分总量比值越高，越能减少主要溶剂的消耗。

属于造渣成分的还有K2O、Na2O、TiO2和BaO等。对提高直接入炉使用的矿石，需查明造渣组分的含量。当矿石中MgO、Al2O3都很低时，可以直接采用CaO/SiO2来确定酸碱度。

7.磁铁矿有哪些选矿工艺？

（1）单一磁选流程　磁铁矿是最早利用的矿石之一，磁铁矿选矿是铁矿石选矿工作的主体。磁铁矿石主要是沉积变质型磁铁矿石。矿石中铁矿物绝大部分是磁铁矿，以细粒嵌布为主；脉石矿物主要为石英或角闪石等硅酸盐矿物，有的含硅酸铁较多。由于磁铁矿石是一种强磁性矿物，采用弱磁选方法选别即可获得高品位、高回收率的铁精矿。不少大、中型磁选厂在磨矿粒度大于0.2～0.3mm时，常采用一段磨矿磁选流程；小于0.2～0.3mm时，则采用两段磁选流程。弱粗磨能分出合格尾矿时，则采用阶段磨矿磁选流程。如果采矿时混入一定围岩或矿石在各级破碎的产品中，有一定量的单体脉石矿物产生，则在磨矿前利用干式磁选机进行预选。对有些矿石为了获得铁品位66％～68％的高品位铁精矿，可再用细筛、磁选柱、反浮选等方法处理。

目前，随着入选的磁铁矿粒度的逐渐细化，磁团聚在选别中的负面影响日益明显，磁性夹杂和非磁性夹杂导致依靠单一的磁选法提高精矿品位越来越难。

（2）弱磁-阳离子反浮选工艺流程　弱磁-反浮选即把磁选法与反浮选结合起来，实现选别磁铁矿石过程中的优势互补，有利于提高磁铁矿石选别精矿品位。反浮选工艺根据药剂制度的不同，尤其是捕收剂的种类，分为阳离子反浮选和阴离子反浮选。阳离子反浮选以淀粉作为磁铁矿的抑制剂，十二胺等胺类药剂作为捕收剂。其优点是：药剂制度单一，要求的矿浆温度较低（25℃以上），中性矿浆。缺点是：浮选泡沫黏，不利于下道工序处理，分选的选择性差，并且铁精矿中SiO2含量较高，指标不太稳定，对橡胶有剧烈腐蚀作用等。如国内大型铁矿鞍钢弓长岭选厂即采用弱磁-阳离子反浮选工艺，取得了较好效果。鞍钢弓长岭磁铁矿选矿厂采用阳离子反浮选，可将含铁64％～65％、SiO28％～10％的弱磁选铁精矿提高到含铁68.5％～69.5％、SiO2降低到3.5％～4％。

（3）弱磁-阴离子反浮选工艺　相对于阳离子反浮选来说，阴离子反浮选有其自身的优点，如浮选泡沫不黏，指标较稳定，对橡胶基本无腐蚀作用。但阴离子反浮选药剂种类较多，要求的浮选矿浆温度较高（30℃以上），碱性矿浆，对精矿管道输送有利，有利于精矿直接过滤，过滤前需加酸处理。如尖山铁矿为鞍山式磁铁矿床，马鞍山矿山研究院对其进行了弱磁-正浮选和弱磁-反浮选工艺的比较，结合尖山铁矿的特点，确定尖山铁矿选矿厂提铁降硅工艺为阴离子反浮选工艺流程，取得较好指标。太钢尖山磁铁矿选矿厂采用阴离子反浮选法，可以将含铁65.75％、SiO28.5％的弱磁选铁精矿提高到含铁69.08％、SiO2降低到3.5％～4％。

（4）全磁分选工艺流程　长期以来，大多数磁铁矿选矿厂一直采用常规的筒式磁选机作为磁铁矿精选设备，虽然在磁选机规格、给矿方式、槽体结构等方面作了大量的技术改造，但是由于强烈的“磁团聚”作用，使磁选过程选择性降低，产生“磁性夹杂”和“非磁性夹杂”，造成最终磁铁矿精矿中SiO2含量居高不下，高达6.5％以上。为了获得高品质铁精矿，一些选矿厂选择各种全磁流程分选法，采用新型磁选设备在工业试验中获得铁精矿品位大于69％，SiO2含量小于4％的先进指标。例如本钢歪头山和南芬选矿厂用磁选柱有效地将石英连生体从铁精矿中分选出去。精矿铁品位可提高至69.5％左右，精矿中的SiO2含量降至4％以下，尾矿品位和金属回收率基本不变，新增加加工成本小于20元/t。

全磁流程分选法主要靠各种新型磁选设备的搭配组合实现对磁铁矿的有效分选，其中比较典型的设备有磁选柱、高频振动细筛、磁场筛选机、磁聚机、脱磁器等，这些设备与传统弱磁选设备组合使用，极大地促进了磁选技术的进步。与反浮选提铁降硅相比，全磁选流程分选法突出了流程简单、工艺可靠、投资省、工期短、运行成本低、无环境污染等优势。但全磁流程的推广有一定的限制，对于微细粒嵌布的磁铁矿往往不能得到良好的指标。

（5）超细碎-湿式磁选抛尾工艺　该工艺是将矿石细碎至5mm或3mm以下，然后用永磁中场强磁选机进行湿式磁选抛尾。该工艺对于节能降耗﹑有效利用极贫铁矿石和提高最终铁精矿质量具有特别重要的意义。马钢高村铁矿为了开发利用品位20％以下铁矿石，试验研究采用高压辊磨机将矿石细碎至3mm以下，中场强湿式磁选抛除40％粗粒尾矿，将入磨物料的铁品位提高至40％左右，经再磨再选后获最终铁精矿，该工艺最终铁精矿品位达65％以上，SiO2含量降至4％以下，尾矿品位10％以下。另外，山东莱芜铁矿﹑金岭铁矿等采用锤碎机-湿式永磁中场强磁选工艺，入选物料的粒度为-5mm占80％以上，可抛除产率30％～40％的粗粒尾矿。

8.请列举国内选矿厂采用磁选-阳离子反浮选工艺处理磁铁矿的实例。

弓长岭矿业公司选矿厂是年处理超过1000万吨的磁铁矿选矿厂，原采用阶段磨矿、单一磁选、细筛再磨流程处理磁铁矿石，精矿品位65.50％，SiO2含量8％～9％。2001年对磁选精矿研究采用阳离子反浮选-磁选-中矿再磨流程，工艺流程如图4-1所示。并开发了可在低温（15℃）条件下应用的阳离子捕收剂，经工业改造，取得铁精矿品位达到68.89％，比改造前提高了3.34个百分点；SiO2含量为4.09％，比改造前的8.31％降低了4.22个百分点。浮选尾矿品位10％～12％，浮选作业精矿产率92％，铁回收率只由83％降低为80％的指标。2004年，在国内首次将微泡型浮选柱用于铁矿石阳离子反浮选作业，简化了流程，铁精矿品位（69.15％）更高；此外，试验使用新研制的GE-601阳离子捕收剂，它比十二胺产生的泡沫流动性好，具有良好的捕收性、选择性和耐低温性。

9.请列举国内选矿厂采用磁选-阴离子反浮选工艺处理磁铁矿的实例。

太钢尖山铁矿对磁选精矿采用阴离子反浮选工艺，并采用高效阴离子捕收剂MH-80，NaOH、玉米淀粉、CaO作调整剂，经一次粗选、一次精选、三次扫选，使铁精矿品位从65.56％提高到69.12％，SiO2含量从8.35％降至3.56％以下，反浮选作业回收率达98.58％。

目前，酒钢选厂进行了焙烧磁选精矿的阴离子反浮选改造实践，鲁南矿业公司、大孤山选厂也进行了磁铁矿阴离子反浮选技术的研究，均取得了较好的效果，该工艺将逐渐在我国磁铁矿矿山推广。

10.请列举国内选矿厂采用全磁分选工艺处理磁铁矿的实例。

歪头山的全磁分选流程是典型的新型磁选设备组合，工艺流程如图4-2所示。原主厂房的三磁精矿由渣浆泵送至新厂房，经过高频振动细筛-磁选机-磁选柱得到合格精矿Ⅰ，磁选的尾矿为最终尾矿，筛上及磁选柱中矿合并经浓缩磁选后进入球磨机与水力旋流器构成的闭路磨矿系统进行细磨至-0.076mm 85％后，进入磁选-细筛-磁选获得合格精矿Ⅱ，磁选的尾矿为最终尾矿，细筛的筛上产品返回浓缩再磨再选。精矿Ⅰ和精矿Ⅱ合并给入过滤机，过滤滤液返回原厂房分级作业，过滤滤饼给入胶带机转运至精矿仓。

该流程为单一弱磁全磁选流程，无药剂，无污染；流程切入点准确，开口少，对于优化整体工艺流程、达到降硅提铁的最终目的，合理而经济；工艺简单可靠，设备成熟先进；铁精矿由67％提高到69％以上，SiO2由6.5％降到4.5％以下，降硅提铁效果显著。

除此之外，南芬铁矿选矿厂、大孤山铁矿选矿厂、板石沟铁矿选矿厂、峨口铁矿选矿厂、硖口驿铁矿选矿厂、水厂选矿厂均采用全磁流程处理磁铁矿石。

11.赤铁矿有哪些选矿工艺？

赤铁矿石是一种弱磁性铁矿石，所用选矿方法较多，包括重选、浮选、强磁选、焙烧磁选及几种方法的联合流程。近年来，普遍应用既有并联又有串联组合的联合流程。如鞍山地区的贫赤铁矿石采用重选、磁选及浮选联合流程，获得精矿铁品位在65％～67％的高指标。

（1）单一赤铁矿石　这类矿石包括沉积变质、沉积型、热液型及风化型矿床的赤铁矿石、菱铁矿石、褐铁矿石和赤（镜铁）-菱铁矿石等。常用的选矿方法有两种：磁化焙烧磁选和重选、浮选、强磁选及其联合流程。

①磁化焙烧磁选　焙烧磁选是选别细粒到微粒（<0.02mm）赤铁矿的有效方法之一。当矿物组成比较复杂，而其他选矿方法难以获得良好的选别指标时，往往采用磁化焙烧磁选法。75～20mm块矿的竖炉还原焙烧工艺成熟，有长期生产实践经验，20～0mm回转炉磁化焙烧生产实践较少。对于粉矿常用强磁选、重选、浮选等方法及其联合流程进行选别。

②重选、浮选、强磁选及其联合流程　浮选是选别细粒到微粒赤铁矿石的常用方法之一，分正浮选和反浮选两种。重选和强磁选主要用于选别粗粒（20～2mm）和中粒赤铁矿石，随着技术上的发展，也用来选别细粒赤铁矿石。块状（>20mm）和粗粒矿石的重选，常用重介质或跳汰选矿法；中、细粒矿石的重选，则用螺旋选矿机、摇床和离心选矿机等流膜选矿法。

粗、中粒矿石的强磁选常用感应辊式强磁选机，细粒矿石的强磁选常用湿式感应介质立环、平环强磁选机和脉动高梯度磁选机。目前由于细粒矿石的强磁精矿品位不高，而重选处理能力又低，所以长组成强磁选-重选和强磁选-浮选联合流程，强磁选丢弃大量合格尾矿，重选和浮选进一步处理强磁选精矿，以进一步提高铁品位。

各种选矿方法及其联合流程的应用，随矿石类型而异。沉积变质型赤铁矿石和沉积变质型镜铁-菱铁矿石都呈细粒嵌布，生产上几乎采用了所有的选矿方法。沉积型鲕状赤铁矿石和赤铁-菱铁矿石，铁矿物常为细粒嵌布，且与脉石矿物紧密共生呈鲕状结构，不易单体解离，此类较难选。如果是富矿或自熔性矿石，常用重介质、跳汰或干式强磁选等方法剔除脉石矿物，得到块状成品铁矿石。如果是较富的鲕状矿石，常用焙烧磁选法，有时在焙烧磁选前先预选除去块状脉石矿物。对于较贫的鲕粒矿石，即使采用焙烧磁选，精矿品位也难以达到50％以上，因此常在提出围岩后与其他高品位精矿配矿使用或采用直接还原等选冶联合方法。热液型石英质赤铁矿石和赤铁-褐铁矿石，常为不均匀嵌布，多采用重选、强磁选、浮选等方法的联合流程。

赤铁矿可选性差，一直是我国选矿界的一大难题。近年来，赤铁矿选矿技术取得了重大突破，我国“贫赤铁矿选矿工艺技术”居国际领先水平，以鞍钢集团矿业公司赤铁矿选矿工艺最为成功，代表了国内赤铁矿选矿工艺发展的最高水平。目前鞍山地区的贫赤铁矿选矿厂主要采用阶段磨矿，粗细分选，重选-磁选-反浮选流程。

（2）含多金属赤铁矿石　它主要是热液型和沉积型含磷或含硫化物的赤铁矿石和菱铁矿石。此类矿石一般用重选、浮选、强磁选或其他联合流程回收铁矿物，用浮选回收磷或硫化物。热液型含磷灰石赤铁矿石和含铜、硫菱铁矿石可以用浮选法处理。沉积型含磷鲕状赤铁矿石，磷呈胶磷矿状态，虽然可用浮选法使之与铁矿物分离，但往往难以富集成磷精矿，使铁回收率降低甚多。沉积型含磷鲕状赤铁矿石的开发，可以考虑采用重选或磁选对矿石进行粗粒预选，剔除大粒度围岩、夹石，恢复矿石的地质品位，然后全烧结入炉冶炼，生产高磷生铁，再以转炉炼钢，同时生产钢渣磷肥。该方法的优点在于选矿方法简单，避免了细磨深选降磷、除硅、铝的复杂工艺，而且保持了矿石的自熔性，使磷得到充分利用。

（3）磁铁-赤（菱）铁矿石混合矿石

①单一磁铁-赤（菱）铁矿石　单一磁铁-赤（菱）铁矿石主要是沉积变质型磁铁矿石和磁铁-菱铁矿石。此类矿石常用的选矿方法有两种：一是弱磁选与重选、浮选、强磁选联合流程，用弱磁选回收磁铁矿，用重选、浮选或强磁选回收弱磁性铁矿物的联合流程。该流程用得较多。二是磁化焙烧磁选法或其他选矿方法的联合流程，该磁化焙烧磁选与单一赤铁矿石的磁化焙烧磁选流程相似，但它在与其他选矿方法的并联流程中，粉矿是采用弱磁选联合其他选矿方法处理。此外也有焙烧磁选与其他选矿方法的串联流程，即焙烧磁选精矿再用浮选或重选精选，以进一步提高精矿品位。微粒嵌布的磁铁-赤铁矿石，用一般选矿方法难于得到良好效果，应采用选择性絮凝脱泥、絮凝浮选、絮凝强磁选和絮凝重选等方法。

②含多金属磁铁-赤（菱）铁矿石　属于此类矿石的有矽卡岩型含硫化物的混合铁矿石和热液型含磷、硫或稀土的混合铁矿石。此类矿石的选矿方法是铁矿石中最为复杂的。一般都用弱磁选与其他选矿方法的联合流程，即用弱磁选回收磁铁矿；重选、浮选或强磁选回收率弱磁性赤（菱）铁矿物；用浮选回收伴生组分。流程包括：弱磁选-浮选-强磁选、弱磁选-强磁选-浮选和弱磁选-重选-浮选等。对于含稀土的混合铁矿石，如果铁矿物以大量赤铁矿为主时，也有采用还原焙烧磁选-浮选流程，即用还原焙烧回收赤铁矿矿物，用浮选回收稀土矿物。稀土矿物在还原焙烧后进行浮选，有利于提高选别指标。此外，浮选-选择性絮凝流程也可获得高指标。

12.赤铁矿分选实践中典型的工艺流程有哪些？

赤铁矿是一种弱磁性铁矿石，所用的选矿方法较多，包括重选、浮选、强磁选、焙烧磁选及几种方法的联合流程。目前，赤铁矿典型的选矿工艺流程有三种：连续磨矿、弱磁-强磁-阴离子反浮选、阶段磨矿-粗细分选-重-磁-阴离子反浮选和阶段磨矿-粗细分选-磁-重-阴离子反浮选工艺流程。

13.赤铁矿连续磨矿-弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺有何特点？

鞍钢齐大山铁矿选矿分厂原来采用“连续磨矿-弱磁-强磁-阴离子反浮选”工艺流程，如图4-3所示。其工艺流程具有以下特点。

①强磁选与阴离子反浮选的结合有利于实现工艺流程的优势互补，这不仅表现在两个工艺本身提质降尾上，也表现在强磁选能为反浮选提供良好的选别条件上。

②该工艺流程便于生产稳定操作。据铁矿石嵌布粒度细的特点，连续磨矿工艺直接将矿石磨至单体解离度较高的水平，避免了阶段磨矿中矿再磨量的波动较大和效率不高给流程带来负面影响的问题；另外，用强磁机脱泥抛尾，既为阴离子反浮选工艺准备了较高品位的入选物料，也消除了原生矿泥和次生矿泥对阴离子反浮选工艺的影响，且强磁选本身具有较好的稳定性。阴离子反浮选本身由于强磁选为其提供了较好入选物料，故也具有较好的稳定性。因此，“连续磨矿、弱磁-强磁-阴离子反浮选”工艺控制好最终磨矿粒度后，工艺具有较好的稳定性，对矿石具有较强的适应性，便于生产稳定操作。

③该工艺流程具有较好的工艺操作特点。由于该工艺具有精矿品位高、浮选温度低、适于管道运输、分选效果好、浮选泡沫稳定性好流动性好等工艺特点，在生产操作上易于控制，有利于生产指标的稳定。

④该工艺流程存在因为磨矿粒度细而导致选矿成本高的问题。

14.赤铁矿阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺有何特点？

目前鞍山地区的贫赤铁矿选矿厂主要采用阶段磨矿，粗细分级，重选-磁选-反浮选流程，即原矿经一段磨矿分级后，一次溢流经水力旋流器粗细分级，粗粒产品由重选处理，细粒经弱磁和强磁选别，混合磁精矿反浮选，粗、细粒两者均产出最终精矿。重选精螺尾与扫螺精经扫中磁后的扫中磁精再磨返回水力旋流器。扫中磁尾、强磁尾和反浮选尾矿合并为综合尾矿。鞍钢齐大山、东鞍山烧结厂阶段磨矿、粗细分选、重-磁-阴离子反浮选工艺流程如图4-4所示。其工艺流程具有以下特点。

①鞍钢齐大山铁矿、东鞍山烧结厂和弓长岭铁矿三选车间的阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺流程，由于采用了阶段磨选的工艺，使得该工艺流程具有较为经济的选矿成本。一段磨矿后，在较粗的粒度下实现分级入选，一般情况下可提取60％左右的粗粒级精矿和尾矿，这大大地减轻了进入二段磨矿的量，有利于降低成本。同时，粗粒级铁精矿有利于过滤。

②该工艺选别针对性强。矿物在磨矿过程中解离是随机的，这种过程使得磨矿粒度不等的矿物颗粒均存在解离的条件，这是粗细分级入选工艺具有较强生命力的重要基础之一。阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺一次分级后的粗粒级相对好选，采用简单的重选工艺，及时选出合格粗粒精矿，抛掉粗粒尾矿；分级后的细粒级相对难选，采用选矿效率高相对复杂的强磁-阴离子反浮选工艺获得最终精矿，并抛除最终尾矿。粗粒级选矿方法和细粒级选矿方法的有效组合使得该工艺流程具有经济上合理，技术上先进的双重特点。同时，重选工艺获得含量较大、粒度较粗的精矿有利于精矿过滤。

③该工艺实现了窄级别入选的合理过程。在矿物的选别过程中，矿物的可选程度既与矿物本身特性有关，也与矿物颗粒比表面积大小有关，这种作用在浮选过程中表现得更为突出。因为在浮选过程中，浮选药剂和矿物之间的作用与气泡间作用力的最小值有关，与矿物比表面积大小有关，与药剂跟矿物作用面积的比率有关。这使得影响矿物可浮性的因素是双重的，容易导致比表面积大而相对难浮的矿物与比表面积小而相对易浮的矿物具有相对一致的可浮性，有时前者甚至具有更好的可浮性。实现窄级别入选的选矿过程，能在较大程度上杜绝上述容易导致浮选过程混乱度的现象的发生，提高了选矿效率。

④该工艺对细粒级选别效率有很大的提高。阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺应用前，红铁矿选矿应用的阶段磨选工艺细粒级采用的工艺是磁-酸性正浮选工艺，选矿效率很低，影响了阶段磨选工艺技术指标的提高。而将细粒选别工艺由磁-酸性正浮选改为磁-阴离子反浮选工艺形成现在的阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺后，细粒级的选别指标得到了空前的提高。

以鞍钢齐大山选矿厂工艺改造前后考查为例，细粒级应用磁-酸性正浮选的技术指标为：入选品位23.77％，精矿品位60.65％，尾矿品位13.30％；细粒级应用磁-阴离子反浮选的技术指标为：入选品位23.83％，精矿品位65.72％，尾矿品位13.16％。显然，在阶段磨选工艺中细粒级应用磁选-阴离子反浮选工艺比应用磁选-酸性正浮选工艺使细粒级选别效率得到了空前的提高。

⑤阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺也存在工艺流程线长、二段磨矿效率低等问题。

15.赤铁矿阶段磨矿、粗细分选、磁选-重选-阴离子反浮选工艺有何特点？

安钢舞阳铁山庙铁矿阶段磨矿、粗细分选、磁-重-阴离子反浮选工艺流程如图4-5所示。其工艺流程具有以下特点。

①阶段磨矿、粗细分选、磁选-重选-阴离子反浮选工艺，其阶段磨选工艺与阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺一致，由于采用了阶段磨选工艺，减少了二段磨矿量，比较经济。

②与阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺不同的是：该工艺将使得二段磨矿量比阶段磨矿、粗细分级、重选-磁选-阴离子反浮选工艺明显增加。这是因为采用阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺，粗粒部分和细粒部分分别用中磁机和强磁机抛尾。中磁机与强磁机的场强差别较大表明，粗粒矿物比细粒矿物在磁场中具有较好的磁选效果。这样，在应用阶段磨矿、粗细分选、磁选-重选-阴离子反浮选工艺中，由于粗粒尾矿和细粒尾矿和在一起用强磁机抛尾，相对粗粒级来讲，抛尾场强过高，使得粗粒级贫连生体难以抛掉。

③强磁预先抛尾对后续作业影响较大。强磁预先抛掉的尾矿量一般在45％以上，大大减少了后续作业入选矿量，节约了设备。与此同时，经过强磁预先抛尾后，进入后续强磁作业的矿石入选品位较高，有利于重选作业提高精矿品位。但是，由于该工艺流程强磁预先抛尾后，使得相对较粗的贫连生体进入强精矿中，加剧了后续分级旋流器的反富集作用，对反浮选作业不利。

④二次磨矿控制比较重要。采用该工艺流程后，由于二段磨矿产品进入粗细分级旋流器，没有进行脱泥抛尾直接给入重选及反浮选作业，容易对重选特别是反浮选效果产生不利的影响。

⑤粗细分级旋流器的控制比较关键。经过强磁预先抛尾后，强磁精矿的品位一般提高到45％以上。这样高品位的物料进入粗细分级旋流器显然没有30％的原矿容易取得好的分级效果。因此，与阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺相比，该工艺应加强对粗细分级旋流器的控制。

16.褐铁矿有哪些选矿工艺？

褐铁矿不是一种矿物，主要含有针铁矿、水针铁矿，为弱磁性矿物，硬度变化大，破碎磨矿过程中极易泥化。褐铁矿品位较低，可开发的一般含铁35％～40％，个别达到50％，且有害杂质S、P较高。由于褐铁矿中含有结晶水，因此采用物理选矿方法处理的铁精矿品位很难达到60％，但经焙烧后因烧损较大可大幅度提高铁精矿品位。此外，由于褐铁矿在破磨过程中极易泥化，而难以获得较高的金属回收率。

目前，工业上褐铁矿的分选流程主要为单一选别流程和联合选别流程。单一选别流程包括重选、磁选、浮选（正、反浮选）；联合选别流程包括选择性絮凝浮选、絮凝-强磁选、强磁选-浮选、强磁选-正浮选-强磁选、还原焙烧-磁选、还原焙烧-弱磁选-反浮选等。

17.菱铁矿有哪些选矿工艺？

菱铁矿理论铁品位较低，仅为48.2％，由于Mn2+、Mg2+、Ca2+与Fe2+的离子半径相近，因此Fe2+经常被这些离子替代，形成锰菱铁矿、镁菱铁矿。菱铁矿用物理选矿方法铁精矿品位很难达到45％以上，焙烧后因烧损铁品位一般可提高10％～20％，且焙烧后的矿石具有强磁性，经弱磁选即可富集得到满足钢铁冶炼要求的铁精矿。因此，采用磁化焙烧-磁选技术处理菱铁矿石是实现菱铁矿资源工业化的有效途径。

目前菱铁矿的主要选矿方法除了焙烧-磁选外，还有重选、强磁选、强磁选-浮选联合分选技术等。

18.铁矿石有哪些浮选工艺？

铁矿石中的主要脉石矿物为石英。浮选是富集细粒嵌布矿石的常用方法。目前铁矿石浮选流程分为单一浮选和磁选-浮选联合流程。前者单纯处理赤铁矿石，而后者处理磁铁矿和赤铁矿的混合矿种。浮选铁矿石的流程主要有：用阳离子捕收剂反浮选石英；用阴离子捕收剂正浮选铁矿物；用阴离子捕收剂反浮选活化后的石英。

19.铁矿石浮选捕收剂有哪些？

铁矿石的捕收剂主要分为阴离子捕收剂、阳离子捕收剂和螯合类捕收剂三大类。

（1）阴离子捕收剂　常用的阴离子捕收剂主要有脂肪酸类、石油磺酸盐类等，最早广泛应用的捕收剂是氧化石蜡皂和塔尔油。但氧化石蜡皂和塔尔油的选择性不好，难使精矿达到理想的选矿指标，已经很少使用。近年来我国的选矿工作者主要对脂肪酸、石油磺酸盐类进行改性和混合用药，使其选择性明显提高，捕收能力增强。如长沙矿冶研究院研制的RA系列捕收剂（包括RA-315、RA-515、RA-715、RA-915、RA925和RA/B组合药剂等）、马鞍山矿山研究院研制的新型高效捕收剂SH-37和MZ-21、鞍钢研发的LKY捕收剂、MH阴离子捕收剂等在红铁矿选矿厂应用均获得了成功。

（2）阳离子捕收剂　工业应用的阳离子捕收剂主要是胺类捕收剂，用于浮选硅质矿物，包括脂肪胺和醚胺。国内采用胺类捕收剂的选矿厂较少，且药剂种类较少，主要以十二碳脂肪胺和混合胺为主，对二元胺和醚胺类捕收剂研究较少。阳离子捕收剂主要有十二胺、醚胺、GE系列捕收剂（如武汉理工大学研制生产的GE-601和GE-609）、YS-73型捕收剂等。

醚胺（一元或多元胺）是在胺类的基础上增加一个或多个醚基而生成的，是铁矿反浮选最有效的捕收剂之一。由于分子中亲水的RO—基团的存在，提高了药剂在水中的溶解性，更易进入固-液和液-气界面，同时还可提高气泡周围液膜的弹性，气泡性能良好。

为了解决十二胺泡沫量大、黏，影响后续处理以及选择性差等问题，鞍钢弓长岭选矿厂采用了新型阳离子捕收剂YS-73和GE-601，不仅可解决十二胺存在的问题，而且可不需通过磁选抛尾而直接抛尾，从而简化了工艺流程。

（3）螯合类捕收剂　螯合类捕收剂是分子中含有两个以上的O、N、P等具有螯合基团的捕收剂，如羟肟酸、杂原子有机物等。该类捕收剂能与矿物表面的金属离子形成稳定的螯合物，其选择性比脂肪酸类捕收剂好，如我国相关单位曾用Q-618（羟肟酸类）及RN-665捕收剂对东鞍山铁矿石进行了浮选试验，取得了较好的选矿指标。但该类药剂对水质要求较高，且生产成本高，故一直没有工业应用。

20.铁矿物常用抑制剂有哪些？

在铁矿浮选中，淀粉及其淀粉衍生物是目前所有阴离子反浮选工艺中普遍使用的铁矿物抑制剂，淀粉可以从几种植物，如玉米、木薯、马铃薯、小麦、大米和竹芋等中提取。在矿物工业中，玉米淀粉至今是应用最广泛的一种。

淀粉对矿物的抑制机理，一般认为氢键的作用是最重要的。因为淀粉分子很大，每个葡萄糖单体有3个羟基，变性淀粉还带有羧基或胺基，这些极性基团既能通过氢键的作用与水分子结合，又能在含有电负性大的元素（如氧）的矿物表面吸附，从而使矿物亲水，或吸附在若干个矿粒表面，借助高分子桥联，使细粒矿物絮凝。根据静电作用原理，阳离子型变性淀粉因在溶液中荷正电，比较容易在荷负电的矿物表面吸附，使之受到抑制或絮凝。反之，阴离子变性淀粉在溶液中荷负电，较容易在荷正电的矿物表面吸附，使之受到抑制或絮凝；另外，由矿物表面电性与pH值的关系可知，随着溶液pH值的增高，石英及金属氧化物表面电性向负值方向增大，这时阳离子淀粉的吸附量增多，而阴离子型淀粉则因同性相斥，吸附量减少。石英的零电点pH值为2～3，在溶液中阳离子型淀粉较易在石英表面吸附，且吸附量随pH值的升高而增加，而阴离子型淀粉则因同性相斥而影响吸附。反之，赤铁矿的零电点pH值为6.5，这时阴离子型淀粉较易在赤铁矿表面吸附，吸附量随pH值的升高而增大，而阳离子型淀粉则因受同性相斥而影响吸附。

21.铁矿石预选技术有哪些？

矿石进入磨矿作业之前用不同选矿方法抛弃围岩和夹石，称为预选。预选抛除废弃夹石越多，节能和增产效果越好，经济效益越高。铁矿石预选采用的方法有（弱、强）磁选或重选。磁铁矿石采用弱磁选的预选技术，多采用干式磁滑轮和大块磁选机设备。

弱磁性铁矿石采用重介质或跳汰重选或强磁选的预选技术，主要采用重选设备和强磁选设备。重介质预选设备种类较多，在铁矿石预选中应用的主要是重介质振动溜槽。重介质振动溜槽的主要特点是槽体有振动，其次是槽内有上升水流，因此可以使用比较粗的加重剂（悬浮质），从而可以不受或少受悬浮液（重介质）黏度的限制，配置容积浓度相当高的悬浮液，也能应用密度较小的加重剂，例如密度为4.0g/cm3的赤铁矿精矿，扩大加重剂的来源。而且配成的给入介质的密度还可以小于分选介质的密度，又降低了介质的浓度和黏度，即使分选的精确度提高，介质的回收也比较容易；跳汰机预选主要处理弱磁性铁矿石和混合矿石。多年来相继研制呈梯形跳汰机、矩形跳汰机、AM系列大粒度跳汰机和原形跳汰机等。由于这些设备具有结构简单、处理量大、适应性强等优点而被广泛采用；强磁选机是选别弱磁性铁矿石的有效分选设备。处理粗粒的电磁感应辊式强磁选机的研制成功使强磁选机预选取得了进展。

22.复杂难选的铁矿石有哪些？

含铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。其中褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。难选铁矿石中弱磁性铁矿物和脉石矿物的物理化学性质见表4-11和表4-12。我国各类难选铁矿石的储量见表4-13。

继磁铁矿、鞍山式单一石英型赤铁矿的选矿技术取得重大进展后，以下储量巨大的铁矿石选矿技术还有待突破：微细粒嵌布的鞍山式贫磁铁矿石选矿、微细粒嵌布的鞍山式赤铁矿石选矿、菱铁矿石选矿、褐铁矿石选矿、细粒嵌布的高磷赤（褐）铁矿石选矿、高磷鲕状赤铁矿石选矿、包头白云鄂博式铁矿石选矿、攀枝花式钒钛磁铁矿石选矿、含碳酸盐铁矿石选矿、吉林临江羚羊石选矿等。

23.我国复杂难选铁矿石的开发利用状况如何？

我国铁矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”，平均铁品位32％，比世界平均品位低11个百分点。其中97％的铁矿石需要选矿处理，并且复杂难选的红铁矿占的比例大（约占铁矿石储量的20.8％）。铁矿床成因类型多样，矿石类型复杂。探明的铁矿资源量380亿～410亿吨。主要铁矿类型有：①鞍山式沉积变质型铁矿，以磁铁矿石为主，品位为30％～35％，资源量为200亿吨。其中鞍本地区120亿吨，冀东地区50亿吨，山西、北京、冀西、安徽等省市区约30亿吨；②攀枝花式岩浆钒钛磁铁矿，以磁铁矿、钛铁矿为主，品位30％～35％，主要分布在四川省西昌到渡口一带，资源量为70亿吨；③大冶式和邯邢式接触交代型铁矿，以磁铁矿石为主，品位35％～60％，主要分布在邯邢、莱芜和长江中下游一带，资源量为50亿吨，铁含量>45％的富矿较多；④梅山式玢岩型铁矿，以磁铁矿石为主，资源量10亿吨，品位35％～60％；⑤宣龙式和宁乡式沉积型铁矿，以赤铁矿石为主，品位低，含磷高，难处理，主要分布在河北宣化和湖北鄂西一带，资源量30亿～50亿吨；⑥大红山式和蒙库式海相火山沉积变质型铁矿，以磁铁矿矿石为主，品位35％～60％，主要分布在云南、新疆一带，资源量为20亿吨。在铁矿中共生和伴生铁矿多，约占资源量17.9％，典型矿床有攀枝花铁矿、白云鄂博铁矿、大冶铁矿等，共（伴）生组分有钒、钛、稀土、铜等。

目前我国菱铁矿石和褐铁矿石资源的利用率极低，大部分没有回收利用或根本没有开采利用；我国最大量入选的矿石为鞍山式沉积变质铁矿石，但其中也有部分矿石由于嵌布粒度微细，矿物组成复杂尚未得到有效的开发利用，如本钢贾家堡子铁矿，属贫磁铁矿石，储量约1.5亿吨，由于矿石嵌布粒度微细，结构较为复杂，目前尚未开发利用：山西太古岚矿区的袁家村铁矿，截至1990年年底，全区累计探明及保有储量为89450万吨，矿石类型分石英型和闪石型，有氧化矿和原生矿。矿石嵌布粒度微细，磁铁、赤铁矿石粒度75％～80％小于0.043mm，其中石英型铁矿石有20％～0.010mm，闪石型铁矿石有40％-0.010mm。原矿铁品位又较低，实属复杂难选的铁矿石。昆钢大红山铁矿，属磁铁矿-赤铁矿混合矿石，储量约为4.6亿吨，其中有近2.0亿吨赤铁矿，由于矿石嵌布粒度微细，脉石矿物组成较复杂，选矿指标较低，也属复杂难选的铁矿石。宣龙式和宁乡式铁矿，约占我国铁矿总储量的12％，占我国红铁矿储量的30％，由于矿石嵌布粒度微细，矿石结构为鲕状，含有害杂质磷高，目前尚未开发利用。包头白云鄂博铁矿为大型多金属共生复合铁矿，除铁外，尚有稀土、铌等多种金属，已发现有71种元素，170多种矿物，矿石类型多，其中稀土储量居世界首位。对这种矿石的选矿研究从20世纪60年代开始，国内外多家科研院所与包钢合作进行了大量的试验研究工作，到目前采用弱磁-强磁-浮选回收铁和稀土的工艺流程，这一工艺流程体现了“以铁为主，综合回收稀土矿物”的指导思想，使包钢的白云鄂博铁矿的选矿技术获得了重大的突破。技术是在不断地进步，目前从技术角度看，这种工艺获得的铁精矿品位低，其主要原因是铁精矿中含有硅酸盐类矿物，尤其是钾钠含量高，严重影响高炉冶炼效果。稀土矿物回收率低，总回收率不足20％，另外其他有价元素更没有得到回收。

24.鞍钢谷首峪铁矿选矿工艺流程是什么？

鞍钢谷首峪铁矿石属于微细嵌布的贫磁铁矿，全铁品位为31.90％，96.14％的铁分布在磁铁矿中，还有一部分以菱铁矿、硅酸铁和假象、半假象赤铁矿形式存在。其矿石多元素分析、铁物相分析分别见表4-14和表4-15。

鞍钢谷首峪铁矿石采用阶段磨选工艺（工艺流程如图4-6所示），试验的最终结果为原矿品位31.90％，精矿品位65.53％，精矿产率27.07％，中矿品位59.74％，中矿产率14.34％，尾矿品位9.55％，尾矿产率58.59％；对二段磨矿闭路，将三、四段细筛筛上返回三段磨矿进行连选试验，结果表明，当原矿品位为31.72％时，精矿品位65.05％，尾矿品位10.21％，金属回收率80.43％。

25.太钢袁家村铁矿选矿工艺流程是什么？

太钢袁家村铁矿属于微细粒嵌布的鞍山式赤铁矿石，属大型铁矿床，保有储量有13多亿吨。矿床中矿石有多种类型，主要可分为氧化铁矿石和原生铁矿石。氧化铁矿石又可分为石英型、镜（赤）铁矿型、闪石型和砾岩型；原生铁矿石又可分为石英型和闪石型。每种矿石依据铁品位的不同，还有贫铁矿石和次贫铁矿石之分。由于袁家村铁矿石类型较多，结构、构造复杂，各种矿物嵌布粒度微细，给选矿造成很大难度，致使到目前为止尚未全面开发利用。石英型和闪石型氧化铁矿石的多元素分析和铁物相分析分别见表4-16～表4-19。

两种氧化矿石中的金属矿物均以假象赤铁矿、半假象赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿为主，其次为磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿等。脉石矿物主要为石英、闪石类矿物（透闪石、镁铁闪石、少量铁闪石）和方解石等。两种氧化矿石均以条带状构造为主，在金属矿物条带中嵌布有细粒的脉石矿物，在脉石矿物条带中嵌布有细粒的金属矿物。金属矿物和脉石矿物的结晶粒度均极细。石英型矿石中金属矿物粒度多在0.045mm以下，有部分极细者粒度在0.01mm以下；脉石矿物粒度较金属矿物稍粗，多在0.05mm以下，相当数量粒度在0.01mm以下。闪石型矿石的矿物粒度比石英型矿石粒度略粗，但闪石型矿物因纤维结构较多，且纤维直径通常仅几微米，造成解离困难。

2005年中钢集团马鞍山矿山研究院对石英型原生铁矿石:石英型氧化铁矿石:镜（赤）铁矿型氧化铁矿石为3:1:1的矿样，采用阶段磨矿-弱磁-强磁-反浮选工艺（工艺流程如图4-7所示），即矿样先磨至-0.076mm占85％后进行1次弱磁选，其尾矿经强磁1次粗选1次扫选，弱磁选和强磁选的混合粗精矿再磨至-0.037mm占85％，通过阴离子反浮选1次粗选、1次精选、3次扫选得到最终精矿。该工艺采取了细磨、高效强磁选设备及高效阴离子反浮选捕收剂等手段，混合样的选矿试验获得了精矿铁品位65.36％、回收率82.03％的较好指标，为太钢（集团）公司开发袁家村铁矿石提供了重要技术依据。

26.陕西大西沟菱铁矿选矿工艺流程是什么？

陕西柞水县大西沟菱铁矿是我国最大的菱铁矿基地，矿床储量超过3亿吨，矿石属沉积变质菱铁矿类型。矿石组成简单，铁矿物以菱铁矿为主，其次是褐铁矿和少量的磁铁矿，铁矿物中还因类质同象作用含有一定数量的Mg2+和Mn2+，根据MgCO3分子百分含量较高的特征，可将其称为镁菱铁矿。脉石矿物主要为石英和绢云母，其次是绿泥石、铁白云石、白云母和重晶石等。陕西大西沟菱铁矿原矿的多元素分析、铁物相分析以及主要矿物组成分别见表4-20～表4-22。

2004年陕西大西沟菱铁矿采用回转窑焙烧-磁选-反浮选工艺，焙烧矿品位30.08％，最终精矿品位61.48％，总尾矿品位8.25％，金属回收率83.83％的先进指标。目前陕西大西沟已建成二条回转窑焙烧（以煤为燃料）焙烧-磁选-浮选的生产线（180万吨/年），为低品位复杂菱铁矿的工业应用奠定了坚实的技术基础。目前该矿着手进行年产800万菱铁矿焙烧磁选生产线的建设。2009年获冶金矿山科技进步一等奖。该厂目前选矿工艺流程如图4-8所示。

长沙矿冶研究院针对菱铁矿的磁化焙烧进行了系统的研究，针对细粒级物料，采用“多级循环旋流磁化焙烧-磁选-（浮选）”方案，以新型多级循环旋流磁化焙烧装置、工艺参数人工智能控制和固体燃料气化与磁化焙烧耦合工艺技术与设备为核心技术。目前已完成650kg/h的中试，可在30s内完成磁化反应，节能效果显著，与传统焙烧技术相比，节能30％以上。针对全粒级物料，采用“新型回转窑磁化焙烧-磁选-（浮选）技术”方案，以两段磁化、燃料与还原剂互补利用和工艺参数人工智能控制为核心技术。目前已完成35kg/h连续试验，正在进行200万吨/a选矿厂的建设，与传统焙烧技术相比，回转窑单位产能提高30％，能耗下降25％以上，生产顺行。

27.含磷铁矿石为什么难选？

磷是钢铁冶炼过程中主要的有害元素之一，严重影响炼钢工艺和钢材产品质量。铁矿石中磷有的以磷灰石或碳氟磷灰石形态与其他矿物共生，铁以磁铁矿或磁铁矿-赤铁矿形式存在，含磷矿物浸染于氧化铁矿物的颗粒边缘，嵌布于石英或碳酸盐矿物中，少量赋存于铁矿物的晶格中。且磷灰石晶体主要呈柱状、针状或散粒状嵌布于铁矿物及脉石矿物中，粒度较细，有时甚至是在2μm以下，不易分离，属于难选矿石。如梅山铁矿、马钢姑山铁矿等。还有的磷以胶磷矿或呈类质同象形式存在，铁则以赤褐铁矿为主，如鄂西地区的鲕状赤铁矿，云南会里、东川地区的高磷赤铁矿，内蒙古温都尔庙赤铁矿等。该类矿石的选别难度较大，一直是选矿界的难题之一。

28.宁乡式鲕状铁矿选矿工艺流程是什么？

“宁乡式”鲕状铁矿石是高磷鲕状铁矿石较为典型的一类矿床，是我国分布最广、储量最多、最重要的沉积型铁矿床，广泛分布于铁矿资源较贫的鄂、湘、赣、川、滇、黔、桂等华中、西南地和甘肃南部地区。矿石主要由鲕状赤铁矿组成，次有菱铁矿、鲕绿泥石和褐铁矿，含铁品位为30％～45％，含磷常偏高，介于0.4％～1.1％之间，磷的含量通与矿床所处的地理位置有关。鲕状赤铁矿一般呈钙质鲕状赤铁矿和砂质鲕状赤铁矿，在铁矿层中常和菱铁矿、鲕绿泥石共生或者互间；有的矿区层中矿相变化较大，例如云南寸田矿区主矿体东以氧化相鲕状赤铁矿为主，中部以氧化相-中性的菱铁矿-鲕状赤铁矿-鲕绿泥石为主，西部以还原相的菱铁矿、鲕绿泥石以及鲕绿泥-菱铁矿为主。

北京矿冶研究总院对“宁乡式”鲕状赤铁矿进行了浮选脱泥-选择性聚团-反浮选脱磷技术研究，其工艺流程如图4-9所示。矿样原矿的化学多元素分析和铁物相分析分别见表4-23和表4-24。

29.包头白云鄂博式铁矿选矿工艺流程是什么？

包头白云鄂博式铁矿是我国独特类犁的铁矿床，系沉积-热液交代变质矿床，是一个以铁、稀土、铌为主的多金属大型共生矿。根据物质组成和矿石的可选性，矿石可划分为富铁矿、磁铁矿、萤石型中贫氧化矿和混合型（包括钠辉石、钠闪石、云母、白云石型）中贫氧化矿。富铁矿、磁铁矿属于易选矿石。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。在混合型氧化矿石中，含有较多的含铁硅酸盐矿物，如钠辉石、钠闪石、黑云母等。随着钠辉石等含铁硅酸盐矿物的增加，分散状态的铁的比例也随之升高。以分散状态存在于含铁硅酸盐矿物中的铁是不可回收的，如这部分铁矿物进入精矿，会降低精矿铁品位，并使精矿中K2O、Na2O含量大幅度升高，因此在选矿过程中应有效地实现铁矿物与含铁硅酸盐矿物的分离。

弱磁性铁矿物在分选过程要实现与含铁硅酸盐矿物的分离是比较困难的，其主要原因是其物理化学性质决定的。两者的密度、磁性、可浮性都比较接近，所以无论采用重选、强磁选、浮选实现上述两类矿物分离都有一定困难。

包钢选矿厂现处理氧化矿流程为弱磁-强磁-反浮选工艺流程。缺点是强磁精矿中大约占总矿物含量15.00％的含铁硅酸盐矿物量以及石英等与赤铁矿可浮性相近，在反浮选作业中，很难与有用铁矿物分离，致使生产中强磁精矿经反浮选选别的浮选精矿品位徘徊52％左右，很难再继续提高。中钢集团马鞍山矿山研究院通过对矿石性质分析、选矿条件试验、流程试验，最终研究出弱磁精矿单独反浮，强磁精矿-反浮选-正浮选（碱性反浮、酸性正浮）工艺处理白云鄂博氧化矿，其试验工艺流程如图4-10所示。

经过系统的试验研究，取得了较好的指标。氧化矿采用新工艺即弱磁精矿单独反浮，强磁精矿反浮-正浮的工艺可使铁精矿品位达到66％，铁精矿回收率为68.78％，铁精矿中F、（K2O+Na2O）及SiO2的含量分别为0.482％、0.243％、3.25％。新工艺首先通过反浮选将萤石、稀土、重晶石、碳酸盐等易浮矿物与弱磁性铁矿物、硅酸盐矿物分离，然后在弱酸条件下，改变矿物表面电性正浮选铁，达到硅铁分离的目的。

30.我国难选铁矿石选矿工艺有哪些进步？

（1）在铁矿石的选矿工艺方面　针对磁铁矿选矿提出了弱磁-阴离子和阴离子浮选法、弱磁-磁选柱（全磁选工艺）分选法、弱磁-磁场筛选机分选法、弱磁选-高频振动细筛分选法和超细碎-湿式磁选抛尾工艺，针对赤铁矿选矿提出了磁选-阴离子反浮选工艺和强磁选-细筛工艺。

（2）在浮选药剂方面　在赤铁矿反浮选工艺流程中应用了新型高效阴离子捕收剂SH-37、MZ-21、RA系列捕收剂等；用于磁铁精矿提质降杂的新型高效捕收剂MD-28、MH-80分别在鲁南矿业公司和太钢尖山铁矿等推广应用，磁铁精矿品位提高至69％以上；新近研制的MH-88特效捕收剂用于选别舞阳铁山庙贫赤铁矿石，获得铁精矿品位65％以上，金属回收率72.56％的良好指标；鞍钢弓长岭选厂采用新型阳离子捕收剂YS-73及武汉理工大学研制的新型阳离子捕收剂GE-601，不仅可解决十二胺存在的问题，而且可不需通过磁选而直接抛尾，从而简化了工艺流程。GE-601具有耐低温、效率高的特点。

（3）在细粒磁选深选设备方面　近年来开发了磁选柱、脉冲振动磁场磁选机、BX型弱磁选机、SLon立环高梯度脉动强磁选机、双频双立环脉冲高梯度磁选机、DMG型电磁立环脉动高梯度磁选机、磁场筛选机、磁聚机、强磁辊等设备，这些对铁精矿的“提铁降硅”起到了重要的作用。

（4）在细筛设备方面　Derrick重叠式高频细筛及我国长沙矿冶研究院、唐山陆凯公司研制的GPS高频振动细筛和MVS振网筛在铁矿石得到普遍采用。

（5）在浮选设备方面　国外一些大型铁矿反浮选厂普遍采用浮选柱取代浮选机，生产含硅不大于2％的优质球团用铁精矿。国内长沙矿冶研究院与中国矿业大学合作，将已在选煤行业成功应用的浮选柱引入铁矿反浮选，在鞍钢弓长岭铁矿完成了工业试验；北京矿冶研究总院设计研制了磁浮选机，可明显提高铁精矿品位和回收率。

（6）在破碎、磨矿设备和工艺方面　近年发展起来的新型圆锥破碎机、高压辊磨技术应用前景十分广阔。Nordberg HP系列圆锥破碎机采用现代液压和高能破碎技术，破碎能力强，破碎比大。鞍钢齐大山铁矿选矿分厂、齐大山选矿厂、太钢尖山选矿厂、包钢选矿厂、武钢程潮选矿厂、马钢凹山选矿厂等纷纷引进使用了该设备，最终入磨矿石粒度达到-12mm粒级占95％，-9mm粒级占80％；德国洪堡公司研制的高压辊磨机在智利洛斯科罗拉多斯铁矿应用表明，辊压机可替代两段破碎。中国马钢南山铁矿也引进了德国的Koppern公司的高压辊磨机，取得了较好的应用效果；国内外大型液压机械和自磨、半自磨技术正在逐渐推广应用，这使粉碎流程简化，效率提高。如美国皮马和加拿大洛奈克斯选矿厂采用自磨后，将粗碎产品200mm左右的矿石直接给到9.6m大型自磨机，使传统的二段破碎和两段磨矿流程大为简化；磁性衬板逐渐在铁矿选矿厂一得到应用，我国处理赤铁矿最大的5.5m×8.8m球磨机应用金属磁性衬板具有无可比拟的优越性。与金属型、非金属型衬板相比较，金属磁性衬板具有使用寿命长、质量轻、噪声小、节球节电、作业率高、安装方便和经济效益极其显著等优点。HM型大型磨机磁性衬板在包钢选厂3.6m×6.0m二段溢流型球磨机的应用情况表明，该磁性衬板包括筒体衬板和端衬板，使用寿命可达高锰钢衬板的5～6倍，减少了衬板消耗，提高了磨机作业率。对磨矿产品粒度、磁选精矿品位和回收率等选矿指标没有不良影响。