第３１卷第６期　２０１１年１２月　矿　冶　工　程　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖ０１．３１　Ｎｏ６　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１　ｌ　

云南某褐铁矿磁化焙烧一磁选工艺试验研究①　

张茂，王　东，陈启平，黎红兵　

（长沙矿冶研究院，湖南长沙４１００１２）　

摘要：对云南某铁品位为３７．５４％的难选贫褐铁矿进行了工艺矿物学研究，并确定采用焙烧一磁选工艺进行选别，最终获得的精矿　铁品位达６２％以上，铁回收率８５％以上，尾矿铁品位下降到１３％以下。　关键词：磁化焙烧；磁选；褐铁矿；工艺矿物学　中图分类号：ＴＤ９２７　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３—６０９９（２０１１）０６—００５１—０３　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　Ｒｏａｓｔｉｎｇ－Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　

Ｌｉｍｏｎｉｔｅ　ｆｒｏｍ　Ｙｕｎｎａｎ　

ＺＨＡＮＧ　Ｍａｏ，ＷＡＮＧ　Ｄｏｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｑｉ—ｐｉｎｇ，ＬＩ　Ｈｏｎｇ—ｂｉｎｇ　（Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＭｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００１２，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ａ　Ｙｕｎｎａｎ　ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　ｉｒｏｎ　ｌｉｍｏｎｉｔｅ　ｗｉｔｈ　ａｎ　ｉｒｏｎ　ｇｒａｄｅ　ｏｆ　３７．５４％ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　

ａｎｄ　ａ　ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　ｒｏａｓｔｉｎｇ—ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ａ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　ｗｉｔｈ　ａｌｌ　

ｉｒｏｎ　ｇｒａｄｅ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｏｆ　ｏｖｅｒ　６２％ａｎｄ　８５％，：ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｃａｎ　ｂｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｉｒｏｎ　ｇｒａｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｍｌｉｎｇｓ　

ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｏ　ｎｏ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　１３％．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　ｒｏａｓｔｉｎｇ；ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｌｉｍｏｎｉｔｅ；ｐｒｏｃｅｓｓ　ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ　

自然界中褐铁矿绝大部分以２Ｆｅ　Ｏ　・３Ｈ　０形态　存在，呈非晶质、隐晶质或胶状体，外表颜色呈黄褐色、　暗褐至褐黑色，弱至中磁性¨　Ｊ。褐铁矿的富矿很少，　

含铁品位较低，并且多数含有大量矿泥，属于难选矿　石　Ｊ。目前，褐铁矿主要用重力选矿、磁选．浮选联　

合等方法处理，由于褐铁矿含有结晶水，通过普通选矿　方法很难得到较好的选矿指标　』，但采用焙烧一磁选　

工艺可获得较好的选矿指标。云南某公司为了更好的　

利用云南的褐铁矿资源，特委托长沙矿冶研究院对云　

南某地的褐铁矿进行工艺试验研究。经过试验确定采　用磁化焙烧一磁选工艺，最终可获得铁品位为６２．１９％、　

回收率为８６．９９％的铁精矿。　

１　原矿性质　

工艺矿物学研究表明：肉眼下样品呈黄褐色。经　

镜下鉴定、ｘ射线衍射分析和扫描电镜分析表明，样品　中金属矿物主要是褐铁矿，其次是硬锰矿、磁铁矿，偶　

见赤铁矿。脉石矿物样品中除石英和高岭石外，绢云　

母和方解石亦常见及。其它微量矿物包括磷灰石、锆　石、金红石和黄铁矿等。　褐铁矿分布广泛，是选矿回收的主要目的矿物。　概括起来，矿石中褐铁矿主要以两种形式产出：①呈　

致密状集合体，部分显微孔洞较为发育，胶状构造常　

见，少数孔洞中可充填微细粒石英或高岭石，集合体粒　度通常在０．５　ｍｍ以上，个别可至１～２　ｍｍ；②呈细脉　

状、网格状或不规则状沿石英等脉石矿物粒问充填，粒　

度变化较大，细小者小于０．００５　ｍｍ，粗者大于０．３　ｍｍ，一般０．０２—０．２　ｍｍ。根据集合体中褐铁矿所占　

比例，还可进一步分为稠密浸染状、中等稠密浸染状和　

稀疏浸染状等三种类型。其中稠密浸染状集合体中褐　铁矿的体积含量通常大于７０％，部分可过渡为致密状　

集合体；中等稠密浸染状集合体中褐铁矿的体积含量　

变化较大，大多在３０％～７０％之间，与脉石之间常构　成“水磨石”式镶嵌关系，褐铁矿基底中嵌布的脉石粒　

度粗细不一，一般０．０１～０．２　ｍｍ不等；稀疏浸染状褐　

铁矿多呈细脉状或星散状沿脉石粒间分布。在其出现　部位含量普遍小于１５％。总的来看，随着集合体中褐　

铁矿浸染程度的降低，脉石含量逐渐增多，而且褐铁矿　

与脉石的嵌连关系愈趋复杂。因此，此矿石属于氧化　

较严重的难选褐铁矿石，其化学成分和物相分析结果　

①收稿日期：２０１１－０６—１２　作者简介：张茂（１９７９一），男，云南宾川人，工程师，主要从事选矿工艺研究和选矿设计工作。

　第３１卷　

分别见表１和表２。　

表１　矿石的化学成分（质量分数）／％　

表２矿石铁物相分析结果　

由表ｌ和表２可以看出：矿石中可供选矿回收的　主要组分是铁，样品ＴＦｅ／ＦｅＯ的比值９３．９，碱性系数　

（Ｃａｏ＋ＭｇＯ）／（ＳｉＯ　＋Ａ１　Ｏ　）小于０．１。需要选矿排　除的造渣组分主要为ＳｉＯ：，有害杂质硫和磷的含量都　很低，对铁精矿的质量影响甚微。矿石中铁的赋存状　态较为简单，呈赤（褐）铁矿产出的铁为９５．１８％。如　

果选矿能将分布在赤（褐）铁矿、磁铁矿和碳酸盐中的　铁全部回收，选矿铁的最大理论回收率为９７．９５％。　综合化学成分特点，可以认为样品属低硫磷的单　

一酸性强氧化铁矿石。　

采用云南本地的两种褐煤作还原剂，煤质分析结　果见表３。　

表３还原剂分析结果　

褐煤　量鱼量　堕堕　编号　Ｃｄａｆ　Ｈｄ　Ｎｄ　Ｓｄａｆ　Ｏｄａｆ　ＤＴ　ＳＴ　ＨＴ　Ｆｒ　

注：其中Ｍｔ为全水分，Ｍａｄ为空气干燥基水分，Ａｄ为空气干燥基灰　分，Ｖｄａｆ为空气干燥基挥发分，Ｆｃａｄ为空气干燥基固定碳，Ｑ　为　干燥基高位发热量，Ｑ：为收到基低位发热量，Ｓｔａｄ为空气干燥基　全硫。两种褐煤的焦煤特征（１～８）均为２。　

２磁化焙烧试验　

２．１还原剂试验　在焙烧温度９００℃，焙烧时间为４０　ｍｉｎ时，分别对　

云南１　褐煤和２　褐煤进行了还原剂用量试验，在磨矿粒　度为一０．０７４　ｍｍ粒级占６１．９２％，磁场强度为０．１８　Ｔ　

条件下进行了磁选管选别试验，试验结果见表４。　

表４还原剂用置试验结果　

表４结果表明，用１　褐煤作固体还原剂时，最佳　

褐煤用量为５％。用２　褐煤作固体还原剂时，最佳褐　煤用量为６％。在试验条件下，１　褐煤比２　褐煤精矿　产率增加了３．２２个百分点，精矿品位高出１．５４个百　

分点，回收率高出３．２８个百分点，因此１　褐煤比２　褐　煤还原性能更好一些。　２．２焙烧温度与焙烧时间试验　根据还原焙烧试验一般规律，焙烧温度与时间之　

间有着互补关系，即温度高时，焙烧时间可缩短，温度　

低时需延长焙烧时间，故进行了不同焙烧温度下的系　

列焙烧时间试验。采用云南１　褐煤作为还原剂，用量　

为５％，焙烧给矿粒度一６　ｍｍ。焙烧矿磨矿粒度为　

一０．０７４　ｍｍ粒级占６０％～７０％时，场强０．１８　Ｔ条件　

下对焙烧矿进行了磁选管选别试验，不同焙烧温度下　

的焙烧时间试验结果见表５。　

表５

不同焙烧温度下的焙烧时间试验结果　第６期　张茂等：云南某褐铁矿磁化焙烧一磁选工艺试验研究　

续表５　

表５结果表明，高温９００　ｆ℃的结果与低温６５０　ｑＣ时　回收率变化不大，因此对本区矿石焙烧温度影响不大。　

３磁选试验　

３．１磁场强度试验　

为了确定磁选最佳的磁场强度，在ｌ　褐煤用量为　５％时，在焙烧温度９００℃下焙烧４０　ｍｉｎ，磨矿粒度为　

一０．０７４　ｍｍ粒级占６１．９２％时，对焙烧矿进行了磁选　

管磁场强度试验，结果见表６。　由表７可知，焙烧矿在磨矿粒度为一０．０７４　ｍｒｎ粒　

级含量６１．９２％～６８．７％之间时，铁精矿品位和回收　率基本没有大的变化，品位保持在６１．８９％左右，回收　

率保持在８７％左右。　

４流程试验　

在条件试验的基础上，对样品进行了流程试验。　ｌ　褐煤用量为５％，焙烧温度９００℃，焙烧时间为４０　ｍｉｎ，磨矿粒度为一０．０７４　ｍｍ粒级占６１．９２％，一次弱　磁粗选和两次精选的磁场强度依次为０．１７　Ｔ、０．１　１　Ｔ和　

０．０９　Ｔ，最终精矿ＴＦｅ品位６２．１９％，回收率８６．９９％。　焙烧－磁选流程试验结果见表８。　

表８流程试验结果　

表６磁场强度试验结果　５　结　语　

表６结果表明，焙烧矿磁选管选别时，场强只要在　

０．１２　Ｔ以上均可取得精矿品位６１％以上、回收率保持　

在８７％左右的良好指标。在较大范围内选择磁选场　强而又能取得稳定选别指标是本矿石的特点之一。　

３．２磨矿粒度试验　

１　褐煤用量为５％时，在焙烧温度９００℃下焙烧　

４０　ｍｉｎ，磁场强度为０．１８　Ｔ时，对焙烧矿进行了磨矿　粒度选别试验，结果列于表７。　

表７磨矿粒度试验结果　经工艺矿物学研究，云南某地褐铁矿石主要铁矿　

物为褐铁矿，褐铁矿多呈不规则状集合体产出，由其构　

成的基底中常嵌布粒度细小的石英、绢云母等脉石矿　物形成“水磨石”式的交生关系，其中部分随着杂质矿　

物的减少可过渡为致密状集合体。矿样加褐煤５％，　

焙烧温度９００℃，焙烧时间４０　ｍｉｎ条件下取得焙烧　矿，采用连续磨矿，磨至一０．０７４　ｍｍ粒级占６０％左　

右，经弱磁一次粗选和两次精选简单流程选别，取得精　

矿产率５２．５６％（对原矿）、精矿ＴＦｅ品位６２．１９％、回　收率８６．９９％的指标。　

参考文献：　

［１］刘卫强，张宗华．云南某褐铁矿的选矿工艺研究［Ｊ］．云南冶金，　２００６（３）：１８—２Ｏ．　［２］李永聪，孙福印．新疆某褐铁矿工艺研究［Ｊ］．金属矿山，２００２　（６）：２９—３１．　［３］孙炳泉．近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展［Ｊ］．金属矿　山，２００６（３）：１１—１３．　［４］　游达明，陈雯．菱、褐铁矿选矿研究成果产业化过程中的问题　与对策［Ｊ］．矿冶工程，２００７（１）：４０—４３．　［５］　王毓华，陈兴华，黄传兵，等．褐铁矿反浮选脱硅新工艺试验研究　［Ｊ］．金属矿山，２００５（７）：３７—３９．　［６］谢建宏，崔长征，宛鹤．新疆某难选复合铁矿选矿试验研究　［Ｊ］．矿冶工程，２００９（５）：３３—３６．　［７］　艾光华，余新阳，魏宗武．某难选高磷赤褐铁矿提铁降磷选矿试　验研究［Ｊ］．矿冶工程，２００９（２）：４３—４５．