一、概述 铁矿石选矿方法可分为单一的和联合的两类。
单一方法主要有磁选(弱磁选、强磁选)、磁化焙烧磁选、重选、浮选和电选等。 联合方法按各种方法联结方式的不同,分串联和并联两种。 前者是不同方法串联使用,以回收不同的有用成分;后者是不同方法并联使用,分别处理矿石的不同粒级物料。 铁矿石包括磁铁矿石、赤铁矿石,磁铁-赤(菱)铁矿石,褐铁矿石,菱铁矿石,复合铁矿石等。
二、磁铁矿石选矿方法及工艺流程 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,则采用两段磨矿磁选流程。 若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。 应用选矿方法虽可回收,但会大幅度降低铁精矿品位,在经济上不大合理。 一般来说,炉料中含有一定量硅酸铁,不会影响大、中型高炉冶炼过程的顺行,且硅酸铁中铁不会从炉渣中流失,但在小型高炉冶炼时,由于硅酸铁在冶炼过程中是吸热反应,且融点低,会降低炉温影响冶炼过程顺行,且随炉渣流失的铁分增加。 三、赤铁矿石选矿方法及工艺流程 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。 (一)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。 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回转窑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,且均有生产实践经验。 重选和强磁选主要用于选别粗粒(20~2mm)和中粒赤铁矿石。 由于近年来技术上有较大发展,已广泛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,所以常组成强磁选-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铁矿物主要是赤铁矿,脉石矿物主要是石英,沉积变质型镜铁-菱铁矿石,铁矿物主要是镜铁矿和菱铁矿,脉石矿物有石英、碧玉、重晶石和白云石等。
这些沉积变质型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,铁矿物主要是赤铁矿和菱铁矿,脉石矿物有鲕绿泥石、石英,有的还有方解石等;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。 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;至于较贫的鲕粒矿石,即使采用焙烧磁选,精矿品位也难以达到50%以上,因此常在剔除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。 对含铝较高的矿石应该注意铁精矿的硅铝比,对自熔性或碱性矿石应保持精矿的自溶性。 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。 电选法选别弱磁性铁矿石,具有选别效率高,适应粒度范围较大,矿石选别前不需要磁化焙烧,选别过程不消耗药剂,不需要水因而可无需浓缩过滤的脱水设备。 试验研究表明:采用小型圆筒电选机处理0.096~0.06mm赤铁矿,当原矿铁品位32.17%,可得产率44.20%,铁品位65.08%,二氧化硅4.60%,回收率89.40%的铁精矿。
对海南镜铁矿石,当给矿粒度>0.15mm,原矿铁品位29.67%,可得产率48.13%,铁品位60.49%,二氧化硅9.18%,回收率98.10%的铁精矿。 电选还可应用于铁尾矿的回收,当选别齐大山尾矿库中物料(-0.11mm),FGD型复合高压电选机可从铁品位33.70%的原矿中,选出精矿产率40.39%,精矿品位66.06%,回收率79.17%的铁精矿。 电选前需对矿石进行干燥与加热,并严格进行分级,当入选矿石中各种矿物的导电率相近,难于分选时,应对其表面进行擦洗和清洗处理。 粒铁法用来处理用机械选矿方法很难获得良好选矿指标的高硅贫铁矿石。 对湘西南微粒嵌布赤铁矿石,采用试验室碳阻炉,温度1300~1350℃,加无烟煤做还原剂可得粒铁,TFe96.21%,S0.261%,P0.81%,C2.54%,TFe回收率93.7%。
(二)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。