【正文】 不能很好利用，自產(chǎn)鐵精礦產(chǎn)量不能滿足包鋼 (集團 )公司形成產(chǎn)鋼 1 000 萬 t 能力的需求，這都有待于今后進一步去解決。還可根據(jù)需要對混合稀土精礦進行與獨居石的 氟碳鈰礦 浮選分離，得到單一的的氟碳鈰礦 稀土精礦和獨居石稀土精礦。 我國政府早已明確稀土作為國家控制開發(fā)的戰(zhàn)略資源，由此可見，白云鄂博礦床綜合回收稀土的研究極為 重要和迫切。螢石又是氟化學(xué)工業(yè)的基本原料，其產(chǎn)品廣泛用于 航天 、 航空 、 制冷 、 醫(yī)藥 、 農(nóng)藥 、 防腐 、 滅火 、 電子 、 電力 、 機械 和 原子能 等領(lǐng)域。鐵礦石中ω（ F）高達 7%，主要是以螢石和氟碳鈰礦的形式存在；在選礦和冶煉過程中，原內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 4 礦中氟的 %進入尾礦和高爐渣中，其余 %的氟在采、選、燒結(jié)、冶煉以及各儲運裝卸過程中，以含氟廢氣、粉塵、廢水及其他廢渣等形式進 入環(huán)境，使包鋼產(chǎn)生了與其他鋼鐵公司不同的氟污染問題。但是多年來，由于諸多原因，尤其是白云鄂博礦石鐵的選礦沒有過關(guān)，對螢石選礦的研究顯得支離破碎，生產(chǎn)上更未提上議事日程。白云鄂博礦石物質(zhì)成分極其復(fù)雜，應(yīng)綜合回收利用的礦物種類又多欲回收高質(zhì)量高收率的螢石精礦是相當(dāng)困難的，必須系統(tǒng)的進行科研工作。 綜上所述為當(dāng)今包鋼選礦廠氟資源的研究背景，其利用與研究還有待于進一步深化。美國鐵燧巖選礦為了能得到高鐵低硅鐵精礦，從 20世紀(jì) 6070年代開始， 選礦廠的工藝流程已不再只是階段磨選，先丟尾礦，粗精礦細磨磁選了，而開始研究在磁選流程中加細篩和陽離子反浮選工藝。 1980年又將該弱磁精礦細磨，陽離子反浮選得到含鐵 68％， SiO2． 7％的反浮選精礦。礦石平均品位 32． 67％，比世界鐵礦平均品位低 11個百分點，我國采出的原礦平均品位是：重點礦山為 31． 5％，地方中小礦山為 37． 37％，選后精礦品位52． 65~67． 5％， Si02含量 12～ 6． 5％，平均鐵品位 62％。下圖是 19802020年我國進口鐵礦石及其生產(chǎn)生鐵產(chǎn)量所占國內(nèi)生鐵總量的比重。 2020年我國選礦 工作者在研究我國鐵精礦質(zhì)量低、不能滿足煉鐵工業(yè)要求以及鐵礦資源全球化，大量進口國外優(yōu)質(zhì)鐵礦石等的基礎(chǔ)上，明確提出了我國鐵礦選礦今后應(yīng)以提高鐵精礦品位、降低 Si0A1203等有害雜質(zhì) (即提鐵降硅 )為發(fā)展方向的意見。一，海底噴流 (溢 )沉積型 (或海相火山沉積稀有金屬碳酸巖型 )，如內(nèi)蒙古白云鄂博礦床 。六，巖漿碳酸巖型，如湖北廟婭和寧賽馬等礦床。 內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 8 研究內(nèi)容及技術(shù)思路 鐵礦選礦研究內(nèi)容及技術(shù)思路 選礦有三種工藝流程，分別處理三種原料，一種是處理 氧化礦石的弱磁一強磁一反浮選工藝，其原則工藝流程見圖 1。 該工藝有以 以下 特點 : (1)連續(xù)磨礦至一 200 目 92%以上，有用礦物基本單體解離，通過分選可獲得鐵精礦、稀土精礦，同時，又能回收 鈮 礦物。在目前反浮選工藝條件下，不能夠司時將碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物同時除掉，若進一步提高鐵精礦質(zhì)量，關(guān)鍵是去除鈉輝石、鈉閃石、云母及長石這四種硅酸鹽礦物，這些礦物本身含有硅酸鐵，還嵌布微細鐵礦物的包裹體。 稀土礦物選礦 亟待解決的問題是稀土礦物與鐵礦物、鈮礦物、硅酸鹽礦物以及含鈣、鋇等礦物的有效分離。 二 弱磁選強磁選浮選工藝 該工藝首先將原礦石磨至 0 . 074mm 占 90 ~92 % ,弱磁選選出磁鐵礦，其尾礦在強磁選機磁感應(yīng)強度 1. 4T 條件下粗選，將赤鐵礦及大部分稀土礦物料入強磁粗精礦中，粗精礦經(jīng)一次強磁精選 ((0. 6T~0. 7T)，強磁精選鐵精礦和弱磁鐵精礦合并送去反浮選脫除隨磁選帶的螢石、稀土等脈石礦物得到合格鐵精礦，工藝流程見圖 3 內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 11 從圖 3 中可以看出，在弱磁強磁浮選工藝中能夠從二處 (即強磁中礦、強磁尾礦和反浮泡沫尾礦 )回收稀土礦物，還有企業(yè)從選礦廠總尾礦中回收稀土精礦(選礦廠總尾礦溜槽取礦 )，強磁中礦、強磁尾礦反浮泡沫尾礦及總尾礦作為浮選稀土原料，采用 H205(鄰羥基荼羥肟酸 )、水玻璃 J102(起泡劑 )組合藥劑 ，在弱堿性(pH=9)礦漿中浮選稀上礦物，經(jīng)一次粗選、一次掃選、二次精選 (或二次精選 )得到于 50 %左右的混合稀土精礦及稀土次精礦 30 %REO，浮選作業(yè)回收率為 70 ~75 % 。包鋼選礦廠已完成了從鐵反浮泡沫尾礦中選別稀上礦物的試驗，根據(jù)市場需要可隨時生產(chǎn) 稀上精礦。偏光鏡下呈不同程度紫色，少量為紫黑色或微帶藍色的紫色。此外，螢石本身也可作為包裹體嵌布在鐵礦物集合體內(nèi)，或呈不規(guī)則狀充填在各礦物粒間。試驗首先浮選出稀土及其他易浮礦物，其沉沙進行脫泥脫藥后，采用氫氧化鈉，水玻璃，烤膠，檸檬酸， SLM藥劑組合，進行一次粗選四次精選，可以獲得含 CaF285%左右，回收率 30%的螢石精礦。 白云鄂博礦石特性 白云鄂博礦床屬沉積 — 巖漿期后高溫?zé)嵋航淮啻纬傻V作用的復(fù)雜礦床，礦產(chǎn)資源具有下列顯著特點 : (1)礦產(chǎn)儲量大。根據(jù)氧化程度可分為氧化礦石和磁鐵礦石兩種。 (6) 有用元素鐵、稀土和 鈮 有少量分散在其他礦物之中，鐵的分散量在螢石型礦石中為 5%左右，在鈉輝石型礦石中為 5一 15%。鐵的平衡計算見下表 結(jié)果表明，氧化礦石含鐵分布在磁鐵礦，半假象赤鐵礦，假象赤鐵礦，原生赤鐵礦中的鐵占 %，與化學(xué)物相分析結(jié)果基本相近。氟碳酸鹽中的氟碳鈰礦是主要的稀土礦物，磷酸鹽中的獨居石位于其次，氧化物和硅酸鹽稀土礦物含量很少。 氟的賦存狀態(tài)及分布 在礦區(qū)內(nèi)氟的一個很大特點是不分散，絕大部分氟形成螢石，其次是稀土氟碳酸鹽，在平衡系數(shù)為 的情況下，在主，東礦各種類型礦石中， 98%以上的氟分布在螢石和氟碳鈰礦中；在西礦白云石型鐵礦石中還出現(xiàn)氟鎂石。其次在 霓石和鈉閃石型礦石中氟的活動也很重要，螢石經(jīng)常以浸染狀或條帶狀產(chǎn)出在這些巖石中。因此，磨礦必須為選別作業(yè)提供合適的粒度。 磨礦產(chǎn)品的粒度組成及可選擇分析 氧化礦中的鐵礦物以赤鐵礦為主，其嵌布粒度比磁鐵礦更細，因此在與磁鐵礦相近的磨礦細度下鐵礦物的單體解離度更差。礦石 中礦 物種類多，各礦物間嵌布 關(guān)系 復(fù)雜、 不 少礦物的 粒度 細小且物理化學(xué)性 質(zhì) 相近，因此，礦石難選。 試驗礦樣 擴大連選試驗所用的礦樣有兩類，一是混合型礦石，二是云母型礦石。上述三種礦樣化學(xué)成分及礦物組成表明 :工業(yè)分流試驗平均試樣中的磁鐵礦較混合型礦樣多。各礦物可浮性雖然有明顯差異，但有用礦物之間的可浮性亦十分相近，例 :赤鐵礦和鈉輝石、 氟碳鈰礦 與螢石、重晶石、方解石等。 二 強磁精選作業(yè)中，分選聚磁介質(zhì)板的選型采用強磁選分選比磁化系數(shù)相差不太大的礦物群比較難，而在保證一定磁場強度的條件下，其分選效果與所采用的強磁選設(shè)備及不同的分選介質(zhì)有關(guān)。表 列出了兩組齒板規(guī)格相 同，但組合形式不同的分選聚磁介質(zhì)齒板箱，分選弱磁選尾礦的結(jié)果， A 號分選齒板箱 (每時 5 齒純鐵齒板，尖一尖組合，齒板間隙 2毫米 )和 B號分選齒板箱 (每時 5齒純鐵齒板，尖一槽組合，齒板間隙 3毫米 )相比，在鐵精礦含鐵相近的情況下，回收率 A1 試驗較 B1試驗低近 8%； A2試驗較 B3 試驗低 10%。 三 磁選鐵精礦中反浮選螢石捕收劑的選擇磁選鐵精礦 (弱磁鐵精礦 +強磁鐵精礦 )鐵品位為 ，含氟 %，含稀土氧化物 %,磁選鐵精礦的化學(xué)成分見表 。較之用氧化石臘皂作浮選螢石捕收劑時，有明顯地降內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 26 低。三個磁選精礦合并一起脫水后進行鐵精礦反浮選降氟。云母型礦樣獲得了全鐵 %，回收率 %。 云母型礦樣的強磁中礦稀土氧化物含量 17%，富集 ，回 收 率 52 %，該產(chǎn)品為浮選回收稀土的原料。磨礦分級溢流細度為 200 目 90%， 強磁選的流程結(jié)構(gòu)，因考慮工業(yè)生的現(xiàn)實和可能性，在分流試驗時去掉了一段強磁掃選作業(yè)，并對強磁粗選及精 選作業(yè)的激磁電流作了調(diào)整。浮選采用碳酸鈉、水玻璃， SR ( SIM)分別作礦漿 pH 調(diào)整劑，鐵礦物的抑制劑及螢石等易浮礦物的捕收劑。而 1999 年選礦 廠 全年鐵精礦中氟含量為 0. 75%，離公司要求的標(biāo)有一定的差距，而對這一難題，從磨礦、浮選等兒個關(guān)鍵工序進行試驗和改進，取得了較效果。從可浮性看，含氟礦物可浮性遠比鐵礦物好，在以脂肪酸為捕收劑、硅酸鈉為抑制劑的條件下容易上浮與鐵礦物相分離。 內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 32 降低鐵精礦中氟含量的生產(chǎn)措施 穩(wěn)定并提高磨礦細度 不同磨礦粒度下鐵礦物、螢石和稀上礦物的單體解離度測定結(jié)果見表 。 選礦 廠 主要采取 “ 多破少磨 “ 分類破碎和磨礦 ” 等生產(chǎn)技術(shù)措施，在保證磨礦細度的情況下提高磨礦細度。表 3證實，磨礦粒度越細，越有利于提高鐵精礦品位，降低精礦中氟含量。在磁礦系列中，原礦含氟 5. 70% ,弱磁精礦含氟 1. 10%，若弱精進入反浮選作業(yè)，則浮精礦達 64%一 65 %，氟含量降至 0. 4%左右。 含氟礦物的性質(zhì) 包鋼選礦 廠 處理的主要是白云鄂博礦石，含氟礦物與鐵礦物的性質(zhì)見表 內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 30 表 主要含氟礦物與鐵礦物的性質(zhì) 礦物名稱 比 磁 化 系 數(shù)（ ） 密度（ ） 晶格能（ ） 磁鐵礦 46000 假象赤鐵礦 原生磁鐵礦 褐鐵礦 螢石 氟碳鈰礦 從礦物磁性看，含氟礦物比磁化系數(shù)遠遠小于磁鐵礦物，用弱磁選的方法可將含氟礦物與磁鐵礦分離，而含氟礦物比磁化系數(shù)與赤鐵礦、褐鐵礦較為接近，在強磁選中就會進入強磁精礦中 。工業(yè)分流試驗結(jié)果見表 。弱磁選尾礦脫水后經(jīng)強磁選 (一粗一精 )分別得到強磁鐵精礦，強磁中礦及強磁尾礦 (即最終尾礦 )。 表 弱磁 — 強磁 — 浮選流 程選鐵降氟擴大連選試驗結(jié)果， % 礦樣 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)率 品位 回收率 TFe F REO TFe F REO 浮選鐵精礦 內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 28 混合型 強磁選尾礦 強磁選中礦 礦 樣 反浮螢石泡沫 云母型 脫水溢流 原礦 浮選鐵精礦 強磁選尾礦 強磁選中礦 礦樣 反浮螢石泡沫 脫水溢流 原礦 弱磁一強磁一浮選綜合回收鐵、稀土工業(yè)分流試驗 包鋼選礦廠根據(jù)實驗室擴大連選試驗的工藝流程在包鋼選礦廠第三系列進行了弱磁一強磁一浮選綜合回收鐵、稀土的工業(yè)分流試驗。顯而易見，云母型礦石較混合型礦石難選。 掃 選 槽 內(nèi) 產(chǎn) 品 為 最 終 鐵 精 礦 。 擴大連選試驗工藝流程見附圖，原礦石磨礦分級至 200 目占 95%的細度后，用 φ 400 x 300mm 電磁弱磁選機 (天津礦山機械廠出品 )進行一次粗選一次精選，得到弱磁鐵精礦。因此，冶煉要求鐵精礦中含氟小于 %，所以磁選鐵精礦必須進行反浮選降 氟 。 內(nèi)蒙古科 技大學(xué)畢業(yè)論文 25 表 不同分選聚磁齒板箱強磁選試驗結(jié)果， % 式樣編號 背 景 場 強KA/m 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)率 鐵品位 鐵回收率 A1 鐵精礦 尾礦 給礦 A2 鐵精礦 尾礦 給礦 B1 鐵精礦 尾礦 給礦 100． 00 B2 鐵精礦 尾礦 給礦 B3 鐵精礦 尾礦 給礦 為了適應(yīng)強磁粗選的大處理量，并使分選區(qū)具有最高的磁場力，以保證粗選作業(yè)能夠把鐵及稀土等都選入粗選精礦中，強磁粗選的分選聚磁介質(zhì)采用 A號齒板箱，這種組合齒板箱的 分選區(qū)間具有高的磁場梯度及寬的間隙。 為了分選比磁化系數(shù)相近的礦物，應(yīng)該選擇使用分選區(qū)間的磁場力分布比較均勻的分選介質(zhì)及其組合形式。基于這種認識，我們首先將原礦石磨至 200 目占 95%的細度后，進行弱磁一強磁選別，在分選過程中將礦物按磁性強弱分為三部分，即以弱磁選回收強磁性鐵礦物，以強磁選回收假象赤鐵礦及原生赤鐵礦，并使稀土礦物在強磁中礦里得以初步富集，脈石及大量礦泥從強磁尾礦中排除。因此，對選鐵而言，云母型礦樣難選，工業(yè)分流試驗平均試樣次之。穩(wěn)定試驗期間曾處理過螢石型、鈉輝石、鈉閃石型、白云石型等礦石。長沙礦冶研究院根據(jù)礦石特性和各礦物的選礦行為，在實驗室試驗研究的基礎(chǔ)上，擬定了弱磁一強磁一浮選綜合回收鐵、稀土及降低鐵精礦中氟含量的工藝