黑色金属矿石的选矿试验

1.铁矿石的选矿试验

铁的物相分析很说明问题。以贫磁铁矿为例，其磁性铁的占有率

，实际上就是弱磁选选矿的回收率。将磁性铁分离出来以后，先烘干，称一下重量，然后再测定其Fe含量，即为精矿的最好铁品位指标。若干贫磁铁矿床的物相分析和弱磁选的铁回收率结果列于表6.2。

表6.2 若干贫磁铁矿床铁的物相分析和选矿回收率

从表6.2的磁性铁占有率，可即弱磁选可能达到的铁回收率与弱磁选实际的回收率结果看，两者间数值非常接近。

2.铁矿石除去有害组分的选矿试验

降低铁矿石中有害组分的选矿试验研究。用物相分析技术查明有害组分在铁矿石中的赋存状态，常可起到事半功倍的作用。

广东利山铁矿平均 Fe 品位为 55%，已属高炉富矿级。但矿石含 Sn 0.13%、Pb 0.13%、Zn 0.40%、Cu 0.19%。而高炉富矿对这些元素的要求是Sn不大于0.08%、Pb不大于0.10%、Zn不大于0.20%、Cu不大于0.2%。Sn、Pb、Zn均超过允许含量。

用物相分析方法查明了Fe、Sn、Pb、Zn、Cu的赋存状态，可简述如下：

铁：原矿含 Fe 为 54.95%，原生为磁铁矿，但已严重氧化，按矿物量计磁铁矿（Fe₃O₄）占6.7%，假象赤铁矿（Fe₂O₃）占24.1%，褐铁矿（组成为Fe₂O₃·1.66H₂O）占57.5%。

锡：原矿含Sn为0.123%，它以三种状态存在：①单体解离的锡石占总Sn的14%；②以微晶包裹体状态存在的占总Sn的49%；③胶态锡占总Sn的37%。以铁矿物作基准表述，磁铁矿单矿物含Sn为0.060%，Sn主要呈微晶包裹体状态存在。假象赤铁矿单矿物含Sn为0.066%，Sn也主要呈微晶包裹体状态存在。褐铁矿含Sn为0.150%。其中以微晶包裹体状态的Sn和胶态锡约各占一半。

铅：原矿含Pb为0.130%，它以三种状态存在：①以独立矿物状态存在的白铅矿和方铅矿分别占0.005%和0.020%；②锰土类矿物含Pb占0.037%，平均Pb/Mn=0.020；③褐铁矿含 Pb 占 0.075%，它主要呈胶体矿物状态存在，褐铁矿单矿物中含 Pb 为0.130%。

锌：原矿含Zn0.40%，它以三种状态存在：①以独立矿物状态存在的主要是菱锌矿，以Zn计占0.068%；②锰土类矿物含Zn占0.100%，平均Zn/Mn=0.050%；③褐铁矿含Zn占0.240%，它主要呈胶体矿物状态存在，褐铁矿单矿物含Zn为0.417%。

铜：原矿含Cu0.190%，它以三种状态存在：①以独立矿物状态存在的有黄铜矿和孔雀石，以Cu 计分别占0.007%和0.007%；②锰土类矿物含Cu占0.019%，平均Cu/Mn=0.010%；③褐铁矿含Cu占0.167%，褐铁矿单矿物含Cu为0.290%。

五个元素的赋存状态分析结果表明，用机械选矿的方法，只有弱磁选选取磁铁矿和假象赤铁矿，才能获得有害组分含量符合要求的铁精矿。选矿试验实践证明了这一点，获得的精矿含Fe 60.80%，含Sn 0.065%，Pb 0.080%，Zn 0.170%，Cu 0.080%。回收率为56.47%。弱磁选的尾矿即褐铁矿一般可作配矿使用。如要将有害组分降低至合格产品，只能用化学选矿方法，如氯化焙烧处理等。但经济指标能否合理是必须考虑的。

3.铬铁矿的选矿试验

铬铁矿的物相分析用选择保留获得铬尖晶石族矿物后，再测定其Cr₂O₃、Fe，这是预测选矿精矿的Cr₂O₃品位、铬铁比(w（Cr₂O₃）/w（TFe）)和回收率的最简单的方法。按第一章铬的物相分析工作，取铬尖晶石相烘干、称重。分别测定 Cr₂O₃和 Fe 的含量。Cr₂O₃的含量就是精矿的最高Cr₂O₃品位指标。w（Cr₂O₃）/w（TFe）此即产品的最好铬铁比指标。取铬尖晶石相的Cr₂O₃与全量Cr₂O₃比值，即为选矿最好回收率预测指标。如果铬尖晶石的嵌布粒度较粗，与脉石矿物连生不严重，则物相分析的预测指标与选矿产品达到的指标可以很接近。如果铬尖晶石呈浸染状存在，则实际的指标要比预测的低得多。若干铬铁矿的物相分析预测指标和选矿精矿的实际达到指标对比，结果列于表6.3。

4.锰矿石的选矿试验

陕西某地高磷锰矿的选矿试验，由物相分析查明了锰和磷的物相分布后，选矿试验人员据此较快地确定了工艺流程，并获得了符合要求的锰精矿。

该高磷锰矿原矿含Mn 10.92%，含P 1.10%。选矿指标要求精矿符合国家标准，即Mn不小于30%，P不大于0.2%，或P/Mn不大于0.006。

表6.3 若干铬铁矿床物相分析预测指标和选矿实际对比

在安排物相分析工作前，试验人员已对原矿样进行了强磁选和浮选试验。强磁选的锰精矿含Mn为18.41%，含P为0.310%，P/Mn为0.0168，回收率为71.16%。浮选的锰精矿含Mn 17.25%、P 0.390%，P/Mn为0.0225，回收率为57.20%，均距要求标准甚远。

物相分析查明，锰主要呈三种物相存在，软锰矿状态Mn为0.42%，钙菱锰矿状态Mn为4.00%，锰白云石状态Mn为6.50%。磷的物相表明，几乎全部的磷均呈磷灰石和胶磷矿状态存在，没有发现含锰的磷酸盐矿物。

根据物相分析资料，含锰的几种矿物要求用单一的机械选矿手段获得符合国标产品几乎是不可能的。根据含锰矿物和含磷矿物的物理化学性质，试验人员拟订了：强磁选—焙烧—酸浸工艺流程。焙烧，可使碳酸盐锰分解转化为Mn₃O₄和MnO₂，灼去CO₂，提高精矿Mn的品位。酸浸，用稀H₂SO₄处理可溶去磷灰石和胶磷矿达到降低精矿中P含量。采用这项工艺流程获得的锰精矿含Mn为32.94%，含P为0.192%，P/Mn为0.0058，回收率为63.90%。

当然，这样的锰矿石工业利用价值是很低的。但作为选矿试验研究，根据锰和磷的物相分析结果而设计的选矿工艺流程是合理的。