自然界中褐鐵礦絕大部分以2Fe2O3.3H2O形態存在，呈非晶質、隱晶質或膠狀體，外表顏色呈黃褐色、暗褐至褐黑色，弱至中磁性。褐鐵礦的富礦很少，含鐵量低于磁鐵礦和赤鐵礦，并且多數含有大師礦泥，不經過選礦不能直接用于冶煉，屬于難選礦石。但是，隨著市場對鋼鐵需求量增加和價格上漲，對褐鐵礦進行選別研究顯得日益重要。目前褐鐵礦選礦工藝主要有：①單一重選工藝，因褐鐵礦礦物密度變化大，導致鐵回收率低，資源浪費嚴重。②單一濕式強磁選工藝，對細粒級礦泥選別效果較差。③單一浮選工藝，包括正浮選和反浮選，重點需解決的問題是細粒級礦泥的影響。④選擇性絮凝浮選，借助淀粉、腐殖酸鹽等對褐鐵礦選擇性絮凝，再通過脫泥或反浮選除硅酸鹽礦物。隨著褐鐵礦選礦工藝研究的發展，出現了眾多類型的聯合流程，包括強磁選-正浮選-強磁選流程，強磁選-胺反浮選流程，還原焙燒-磁選-浸出流程等。針對某地褐鐵礦礦石特性，采用強化分散-強磁選工藝獲得了品位的54.12%、回收率為62.16%的鐵精礦。

1、礦石性質

 礦樣工藝礦物學分析表明，原礦中含鐵礦物主要為褐鐵礦和赤鐵礦；脈石礦物主要為高嶺石、伊利云母，以及少量的方解石和鈣鎂礦物。該礦石多元素分析分析和鐵物相分析結果分別見表1和表2。

2、選別方案試驗

2.1、重選流程試驗

 原礦中硅酸鹽類礦物和含鐵礦物密度、硬度差異較大，應具備較好的重力分選條件，因此進行了重選試驗。將原礦磨至75%-0.074mm，采用刻槽搖床進行分選，調節好沖程、沖次、床面傾角、水量和給礦量等條件，得到的試驗結果見表3。

 從表3可見，重選工藝得到的鐵精礦品位和回收率都較低，表明礦石經重選難以達到較好的分選指標。其原因是原礦經磨礦后，鐵礦物的粒度兩極分化嚴重，部分細粒鐵礦物損失在尾礦中。

2.2、單一浮選試驗

 原礦中的含硅礦物主要是難浮的高嶺石和伊利云母，易泥化而對后續浮選影響較大，因此需經預先篩分脫除。本次試驗擬訂了預先篩分-磨礦-陽離子反浮選和預先篩分-磨礦-陰離子正浮選工藝。試驗結果表明，預先篩分-磨礦-陰離子正浮選工藝得到了較高品位的鐵精礦。試驗結果見表4，流程見圖1和圖2。

 從表4可知，兩種流程中陰、陽離子捕收劑的消耗量都很大，充分說明礦石容易泥化。經預先篩分脫泥后，仍有部分礦泥進入浮選作業，增加了藥劑的消耗。比較而言，預先篩分-磨礦-陰離子正浮選試驗達到了比較理想的指標，但其流程復雜，藥劑消耗量過大，鐵回收率較低，細粒鐵礦石經預先篩分隨礦泥損失較嚴重。而陽離子藥劑十二胺的捕收能力和分選性均較差，不能有效分離硅酸鹽礦物，可能是受到了礦泥的影響。總而言之，試驗結果表明，單一浮選方案難以得到理想綜合指標。

2.3、選擇性絮凝試驗

 為了減少硅酸鹽礦泥對后續試驗的影響，同時考查絮凝脫泥工藝的可行性，進行了選擇性絮凝試驗。通過初步確定的磨礦細度和碳酸鈉用量，逐個改變水玻璃、PD用量，最終確定了脫泥試驗的最佳條件。最佳試驗結果見表5，最佳工藝條件見流程圖3。

 磨礦細度為75%-0.074mm，在磨礦過程中添加3000g/t碳酸鈉和2000g/t水玻璃時，礦漿可以良好分散。據已有研究文獻報道，褐鐵礦的零電點基本在6左右，而硅酸鹽礦物的零電點則在2~4，當pH值在4~6之間時，褐鐵礦和脈石礦物之間將產生異象凝聚現象。當3000g/t的碳酸鈉加入后，可以調整礦漿的pH值到8.5~10之間，導致不同礦物表面均帶負電，從而使其良好分散。PD是一種陰離子型淀粉，在礦漿中會優先吸附在表面負電性相對更低的鐵礦物表面形成選擇性絮團，從而達到分離鐵礦物的目的。但從表5可看出，采用選擇性絮凝仍難以顯著提高精礦鐵的品位，僅提高約3個百分點。

2.4、選擇性絮凝-強磁選流程試驗

 在磨礦細度75%-0.074mm、碳酸鈉3000g/t、水玻璃2000g/t、PD絮凝劑200g/t的條件下，擬定了選擇性絮凝-強磁選粗選-強磁選精選和選擇性絮凝-強磁選-反浮選試驗方案，試驗結果見表6，試驗流程見圖4、圖5和圖6。

 從表4看見，單一強磁選工藝明顯好于強磁選-浮選聯合工藝，原礦經絮凝脫泥后經過一次強磁選粗選（1.5T）一次強磁選精選（0.9T），可得到品位53.43%，回收率66.99%的鐵精礦。強磁選的富集效率和回收率遠遠好于浮選，說明鐵礦石中有用礦物和脈石礦物存在較大的磁性差異，強磁選是分離兩者的有效方法。選擇性絮凝-強磁選-反浮選試驗中，1231比十二胺表現出較好的分選性，仍但不能得到理想分選指標，說明這種礦石即便在脫泥后，進行陽離子反浮選，有用礦物（鐵礦物）也難以得到富集分離。鐵礦物嵌布粒度細、難解離，選擇性絮凝過程中加入的水玻璃水解后形成的HSiO3-、H2SiO3吸附在礦泥表面使其親水而受到抑制，這些原因可能導致了陽離子反浮選工藝的分選變差。因此，對于這種類型的褐鐵礦，采用單一強磁選應該是最有效的方法。

2.5、強化分散-磁選流程試驗

 上述試驗結果表明，單一磁選方案具有較大的優勢。為了進一步考察脫泥因素對單一強磁選的影響，進行了不脫泥，強化分散和強磁選流程試驗。

 試驗結果證明，通過強化礦漿分散、不脫泥，強磁選仍能得到理想的指標。為此，對強化礦漿分散-強磁選方案進行了進一步優化，試驗結果見表7，試驗流程分別見圖7和圖8。

 通過優化試驗，確定最佳的磨礦細度為85%-0.074mm，磁選給料濃度為20%，流程結構為一次粗選、一次掃選、兩次精選。試驗獲得了精礦品位54.12%、鐵回收率62.16%的良好指標。綜合以上試驗結果，對于試驗處理的褐鐵礦，最佳工藝為強化分散-強磁選工藝。

3、結論

 （1）該鐵礦石有用礦物為褐鐵礦和赤鐵礦，脈石礦物為高嶺石等硅酸鹽類礦物，屬于難選礦石。礦石中有用礦物和脈石礦物間存在較大磁性差異，通過強磁選方法可以得到較理想的分選指標。

 （2）原礦磨礦細度為85%-0.074mm時，采用碳酸鈉和水玻璃分散礦漿，采用一次粗選（H=1.25T）、一次掃選（H=1.25T）、兩次粗選（H=1.0T）的強磁選工藝流程，最終可獲得鐵品位54.12%、回收率62.16%的鐵精礦，分選指標良好。

（3）原礦磨礦過程中，添加碳酸鈉和水玻璃分散劑強化礦漿分散，是提高強磁選分離效率的關鍵技術。

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