一、前言
随着国家经济建设的发展，钢铁需求量越来越大，铁矿资源不足的矛盾日益突出，开发和利用地方铁矿资源势在必行。安徽某地区沉积变质型铁矿点较多具有一定规模，尚未开采利用。为了使矿山资源得到充分开发利用，更好地为当地的经济建设发展服务，为此某矿业有限公司委托中钢集团马鞍山矿山研究院进行铁矿石选矿工艺试验。选矿试验最终结果为精矿品位63.18%时，精矿产率20.15%，回收率29.97%。铁精矿品位时60.87%，精矿产率29.39%，回收率42.12%。
二、矿样选矿工艺矿物学特性研究
（一）原矿性质
原矿多元素分析结果见表1，2～0mm原矿粒度筛析结果见表2。
（二）矿石结构、构造及自然类型
矿石构造：有致密块状构造,根据矿石的矿物成分、结构和构造特征，本矿石经矿物磨片检测证实该矿物属鲕状及致密块状赤铁矿。本次试验矿样主要是后者。
表1 原矿多元素分析结果
元 素 | TFe | SFe | FeO | Al2O3 | CaO | MgO | SiO2 | P | S | 烧损 |
含量（%） | 42.46 | 41.93 | 0.92 | 5.62 | 0.16 | 0.28 | 28.53 | 0.018 | 0.019 | 1.82 |
由表1可知，本矿样以铁为主，其次为二氧化硅和三氧化二铝及少量硫磷等。经化验该矿物铁品位42.46%。
表2 原矿0～2mm粒度筛析结果
粒级（mm） | 产率（%） | 铁品位（%） | 回收率（%） |
+0.355 | 68.84 | 43.30 | 70.14 |
-0.355+0.125 | 18.59 | 38.20 | 16.71 |
-0.125+0.098 | 2.02 | 41.65 | 1.98 |
-0.098+0.076 | 1.51 | 44.37 | 1.57 |
-0.076+0.0385 | 4.52 | 44.56 | 4.73 |
-0.0385 | 4.52 | 45.89 | 4.87 |
合计 | 100.00 | 42.50 | 100.00 |
表2原矿粒度筛析结果表明，在0～2mm范围内，铁品位分布比较均匀。
三、选矿工艺试验研究
根据矿石性质，本次选矿试验以单一重选、磁选—重选、磁选—浮选联合选别工艺流程进行试验。首先进行磨矿细度试验，确定适合的粒度范围，依据粒度条件试验结果，对三种流程的工艺条件进行了一系列的试验。
（一）重选磨矿细度试验
重选磨矿细度试验结果见表3
表3 重选磨矿细度试验结果
-0.076mm（%） | 产品名称 | 产率（%） | 铁品位（%） | 回收率（%） |
65 | 精 矿 中 矿 尾 矿 原 矿 | 47.15 23.80 29.05 100.00 | 52.70 21.72 42.84 42.47 | 58.51 12.18 29.31 100.00 |
78 | 精 矿 中 矿 尾 矿 原 矿 | 45.30 22.30 32.40 100.00 | 52.34 22.02 42.94 42.53 | 55.26 12.03 32.71 100.00 |
87 | 精 矿 中 矿 尾 矿 原 矿 | 34.71 22.11 35.76 | 55.32 36.00 42.58 42.58 | 45.09 19.31 35.60 100.00 |
92 | 精 矿 中 矿 尾 矿 原 矿 | 11.80 46.40 41.80 100.00 | 64.65 39.86 35.91 42.47 | 17.97 39.22 42.81 100.00 |
表3试验结果表明：随着磨矿细度的提高，精矿品位逐步上升，回收率明显降低，当细度-0.076mm占65%时，精矿品位52.70%，回收率58.51%。在细度-0.076mm占92%时，精矿品位达64.65%，回收率仅为17.97%，因此，为保证精矿品位适宜的磨矿粒度为-0.076mm大于90%。
（二）磁—浮工艺流程试验研究
矿样为弱磁性矿物，用磁选法选别无法得到最终合格铁精矿，采用磁选选别的目的：一是使铁矿物得到富集，二是脱除部分矿泥。试验在磨矿细度0.076mm占92%时，磁选采用高梯度强磁选机，场强875.8KA/m，流程为一粗一扫，得到部分粗精磁砂和尾矿，粗精矿作为浮选的给矿，磁选尾矿作为最终尾矿，磁选试验分别结果见表4。
表4 磁选试验结果
磁场强度KA/m | 产品名称 | 产率（%） | 铁品位（%） | 回收率（%） |
875.8 | 精 矿 尾 矿 原 矿 | 56.75 43.25 100.00 | 56.91 23.82 42.60 | 75.82 24.18 100.00 |
浮选试验给矿品位为56.91%时进行，浮选药剂包括矿调整剂NaOH，抑制剂淀粉，活化剂CaO，捕收剂阴离子型MZ-21 。浮选试验结果见表5。
表5 浮选试验结果
药剂及用量g/t | 产品名称 | 产率（%） | 铁品位（%） | 回收率（%） |
NaOH 1000，淀粉 1500，CaO 500 MZ-21 400 | 精 矿 尾 矿 原 矿 | 79.52 20.48 100.00 | 57.80 53.46 56.91 | 80.76 19.24 100.00 |
由表5试验结果可知，在给矿品位56.91%时经浮选，精矿品位仅提高了0.59个百分点，尽管通过磁选脱除了大量的矿泥，磨矿细度-0.076mm已达92%，。浮选效果不明显。处理致密胶状和鲕状赤铁矿用浮选法是不适宜。阳离子反浮选与阴离子浮选结果基本相同。
（三）磁选—重选工艺流程试验研究
磁选：采用高梯度强磁选机、场强875.8KA/m，重选选用摇床。在磨矿细度-0.076mm90%时，磁选经一段粗选得到粗精矿和尾矿，粗精矿经再磨进入重选作业。磁选试验结果见表6。
表6 磁选试验结果
磁场强度KA/m | 产品名称 | 产率（%） | 铁品位（%） | 回收率（%） |
875.8 | 精 矿 尾 矿 原 矿 | 57.58 42.42 100.00 | 54.80 26.45 42.77 | 73.77 26.23 100.00 |
重选：重选设备采用摇床（下同）， 摇床试验结果见表7。
表7 摇床试验结果
产品名称 | 产率（%） | 铁品位（%） | 金属率（%） | 回收率（%） | ||||
γ | 累积 | β | 累积 | ρ | 累积 | ε | 累积 | |
精矿1 | 15.50 | 63.39 | 9.83 | 18.01 | ||||
精矿2 | 19.75 | 35.25 | 62.22 | 62.75 | 12.29 | 22.12 | 22.52 | 40.53 |
精矿3 | 22.68 | 57.93 | 56.13 | 60.16 | 12.73 | 34.85 | 23.33 | 63.86 |
中 矿 | 20.14 | 78.07 | 39.52 | 54.84 | 9.96 | 42.81 | 14.59 | 78.45 |
尾 矿 | 21.93 | 53.61 | 11.76 | 21.55 | ||||
给 矿 | 100.00 | 54.57 | 54.57 | 100.00 | ||||
由表7试验结果表明，在磨矿细度-0.076mm占90%时，经强磁选别后，粗精矿进入摇床，可获得铁精矿产率15.50%，品位63.39%，回收率18.01%的指标或精矿产率35.25%，精矿品位62.75%，回收率40.53%的指标。
表8 磁选—重选试验结果
铁品位（%） | 回收率（%） |
63.39 | 13.29 |
62.75 | 29.90 |
60.16 | 47.10 |
（四）重选（摇床）工艺流程试验研究
由磨矿细度试验可知，该矿采用一段磨矿达单体解离时，用重选选别时尾矿损失较大，为此宜采用阶段磨选。摇床试验在磨矿细度-0.076mm 占 65%的条件下进行，流程采用三段磨矿三段选别，即第一次摇床获得的精矿，作为精矿，中矿合并经磨矿后作为第二段选别给矿（磨矿细度-0.076mm 占 80%），尾矿作为最终尾矿，第二段选别得到的精矿作为精矿产品，中矿合并经磨矿作为第三段选别的给矿（磨矿细度-0.076mm 占 90%），第二次选别的中矿和第三次选别的中矿合并为总中矿，最终三次选别各作业的精矿合并为最终精矿，
重选工艺流程及重选数质量工艺流程分别见表8和图一。
表9 重选试验结果
最终产品 | 产品名称 | 产率（%） | 铁品位（%） | 回收率（%） | |||
γ | 累积 | β | 累积 | ε | 累积 | ||
精矿 | 精矿1 精矿2 精矿3 精矿4 | 7.58 10.20 2.37 9.24 | 20.15 | 63.72 62.89 62.69 55.88 | 63.18 | 11.37 15.09 3.51 | 29.97 |
合计 | 29.39 | 60.87 | 42.12 | ||||
中矿 | 中矿1 中矿2 | 11.77 6.00 | 17.77 | 35.60 46.17 | 9.87 6.52 | 16.39 | |
合计 | 17.77 | 41.50 | 16.39 | ||||
尾矿 | 尾矿 | 52.84 | 33.34 | 41.49 | |||
合计 | 100.00 | 42.47 | 100.00 | ||||
由表9结果可知，采用三段磨矿重选工艺流程，可获得铁精矿品位63.18%，精矿产率20.15%，回收率29.97%的指标或铁精矿品位60.87%，精矿产率29.39%，回收率42.12%的指标
四、结语
（一）采用三段磨矿三段重选流程可获得精矿产率20.15%，精矿品位63.18%，回收率29.97%指标或铁精矿品位60.87%，精矿产率29.39%，回收率42.12%的指标。但单一重选流程需经三段磨选流程长。
（二）“磁—重”选别流程，先磁后重可抛弃大量尾矿，对重选有利,流程简单，但投资大。
（三）采用“磁—浮” 选别结果，在磁精56.91%时经浮选铁品位仅提高0.89%，致密胶状和鲕状赤铁矿用浮选法分离不理想。
（四）鲕状及致密块状赤铁矿选别属难选矿，对该类矿选别还没有很好的方法，回收率都较低。选别该矿物，精矿品位应在60%，否则精矿回收率损失过大。
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