新疆尼勒克縣松湖鐵礦礦石加工技術(shù)性能探討

任 毅，趙 強，周昌平

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊，新疆烏蘇 833000)

新疆尼勒克縣松湖鐵礦礦石加工技術(shù)性能探討

任 毅，趙 強，周昌平

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊，新疆烏蘇 833000)

通過對新疆尼勒克縣松湖鐵礦礦石的選礦試驗，認為松湖鐵礦區(qū)的礦石工業(yè)開發(fā)利用性能較好，選礦工藝流程簡單，生產(chǎn)成本可有效控制，生成的成品符合鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量要求，礦石中的有益元素Co、S作為副產(chǎn)品，可綜合回收利用，實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)證實松湖鐵礦選礦試驗工藝流程合理、可靠。

礦石;原礦性質(zhì);選礦試驗;有益元素

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦多元素分析與物相分析

原礦石多元素分析顯示礦石中TFe含量為40.37%，伴生元素S含量為3.86%，Co含量為0.022%，S、Co可作為有益伴生元素，綜合回收利用。原礦石物相分析結(jié)果顯示，磁鐵礦中的鐵含量32.37%，占有率80.18%;赤鐵礦及褐鐵礦中鐵含量0.75%，占有率1.86%;黃鐵礦中鐵含量2.31%，占有率5.72%;菱鐵礦中鐵及其他含量 4.94%，占有率 12.24%，總鐵 40.37%，占有率 100%［1］。

1.2 原礦堆比重、真比重和堆積角、摩擦角

礦石－12 mm 堆比重為2.54，真比重為3.63;礦石 －12 mm 堆積角為35.25°，－12 mm 摩擦角32.28°。

1.3 原礦粒度分析

原礦磨至65% －200目后，混勻縮分取200 g進行原礦粒度分析，分析結(jié)果顯示粒級為+74 μm、－74～+53 μm 和 －44 ～ +30 μm 的礦石產(chǎn)率為 69.51%，TFe分布率為71.26%，S分布率為75.41%(見表1)。

1.4 礦石的礦物成分及主要礦物含量

原礦石中的主要礦物有磁鐵礦，其次有磁赤鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、銅藍等。脈石礦物主要有透閃石、陽起石、綠簾石、綠泥石、石榴石、石英、方解石等;礦石中主要礦物磁鐵礦赤鐵礦含量51.4%，石英、透閃石等硅酸鹽礦物含量為28.0%，方解石等碳酸鹽礦物含量13.9%，黃鐵礦含量6.3%，黃銅礦、銅藍含量0.4%。

1.5 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)以自形—半自形結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次有交代殘余結(jié)構(gòu)、反應邊結(jié)構(gòu)、不等粒壓碎結(jié)構(gòu)、內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)等。礦石的構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主，其次有脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造等。

1.6 礦石中主要金屬礦物的嵌布特征

(1)磁鐵礦Fe3O4礦石中磁鐵礦呈黑色，半金屬光澤。呈等軸粒狀晶體，或粒狀集合體產(chǎn)出。集合體最常見以他形粒狀、不規(guī)則粒狀浸染在脈石中，粒度大小不均勻，一般以中細粒多沿脈石礦物粒間，裂隙充填膠結(jié)，局部包裹細粒脈石、硫化物。

磁鐵礦分為粗粒、中粒及粗細混雜3個級別，分述如下：

①粗粒磁鐵礦：集合體粒徑＞0.25 mm。此類磁鐵礦自形程度較高，其粒狀集合體粒徑較粗，常可見到包裹有脈石及金屬硫化物如黃鐵礦、黃銅礦等，金屬硫化物與磁鐵礦接觸界線清楚平直，在選礦過程中容易解離，只須破碎粗選就可獲得合格產(chǎn)品。

粗粒磁鐵礦粒狀集合體裂隙也比較發(fā)育。由于結(jié)晶粗大，礦石空隙度也比較發(fā)育，礦體蝕變比較明顯，多表現(xiàn)為磁赤鐵礦化，蝕變強者呈赤鐵礦，蝕變?nèi)跽邉t為具假象赤鐵礦為主的磁鐵礦。磁赤鐵礦是后期熱液蝕變產(chǎn)物。

磁赤鐵礦化多呈粒狀集合體零星分布，多分布在裂隙兩側(cè)，空洞周圍，常具磁鐵礦假象。蝕變?nèi)跽邘缀跖c磁鐵礦相近，只是表面呈弱藍灰色，反射率比磁鐵礦略高，局部磁赤鐵礦化與磁鐵礦間呈漸變關(guān)系，沒有確切界線。

部分磁赤鐵礦呈浸染狀嵌布在脈石粒間，或磁鐵礦邊沿，尤其裂隙兩側(cè)分布，分布寬窄視蝕變強度而有所不同，蝕變強者可以很寬，弱者比較窄。其中還可見到磁鐵礦殘留體和黃鐵礦、黃銅礦包體。

②中粒磁鐵礦：集合體粒級區(qū)間在0.25～0.025 mm之間。此類磁鐵礦多呈等軸粒狀集合體，部分為不規(guī)則粒狀集合體，其中常包裹黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物。包體一般粒度較粗，但還有部分較細粒金屬硫化物，和磁鐵礦粗粒包裹接觸，界線比較圓滑，這部分粒度較粗，在磨礦過程中易解離，粒度較細的(指0.015～0.005 mm)則難以解離。細粒金屬硫化物含量較少，但必將導致鐵礦含硫，影響到鐵精礦的品級。但磨礦過程中不必考慮磁赤鐵礦和磁鐵礦二者解離問題，同為鐵礦石，可一并進入鐵精礦。

③粗細混雜磁鐵礦：次粒級中見到磁鐵礦分為粗細兩類：一類磁鐵礦自形程度略高，粒度粗—略粗;另一類磁鐵礦呈粒狀集合體，粗細差別比較大，此類混雜磁鐵礦中還可見混進金屬硫化物黃鐵礦、黃銅礦。粗細混雜不僅局限于磁鐵礦，在金屬硫化物中粗細混雜也可見到粗細混雜磁鐵礦這一粒級中。

(2)褐鐵礦2Fe2O3·3H2O 褐鐵礦為針鐵礦、水針鐵礦、纖鐵礦等礦物的集合體。本類礦石中的褐鐵礦以針鐵礦為主，水針鐵礦、纖鐵礦相對較少，由于本組礦物理化學性質(zhì)及在選礦過程中行為相近。褐鐵礦在此類礦石中分布局限，但嵌布關(guān)系比較復雜，多呈不規(guī)則粒狀集合體，呈脈狀、網(wǎng)脈狀分布在各種類型礦石中，局部富集成片狀集合體出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)疏松，孔洞比較發(fā)育部分呈脈狀沿磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦脈石粒間分布，少量呈不規(guī)則粒狀、細脈狀充填在脈石、硫化物碎裂空隙中，褐鐵礦形態(tài)比較復雜，單體解離比較難。

(3)黃銅礦CuFeS2黃銅礦呈亮黃色，與磁鐵礦、黃鐵礦共生。黃銅礦多沿磁鐵礦、黃鐵礦顆粒間隙和裂隙充填膠結(jié)，并在黃銅礦邊緣形成銅藍(褐鐵礦)反應邊結(jié)構(gòu)。在黃鐵礦碎裂裂隙中，常有黃銅礦沿裂隙充填膠結(jié)。

(4)黃鐵礦FeS2黃鐵礦為本礦石中主要金屬硫化物，分布比較普遍，主要嵌布在磁鐵礦中;部分嵌布在脈石中。鐵精礦含硫量成為影響鐵精礦質(zhì)量的主要因素。礦石中黃鐵礦的顆粒狀態(tài)可以劃分如下幾種：①黃鐵礦呈粗粒他形不規(guī)則狀充填于鐵礦物或脈石礦物之間間隙，粒度多為0.20～0.05 mm;②黃鐵礦呈不規(guī)則狀交代鐵礦物或脈石礦物，粒度極不均勻;③黃鐵礦呈細小包體(5～15 μm)稀疏分布于鐵礦物，或脈石礦物之中。上述第③種對脫硫效果是舉足輕重的。這是由于在磨礦作業(yè)中沿其不規(guī)則接觸界面碎裂幾率很小，因其初始階段大部分呈連生體，須深度磨礦，當黃鐵礦進入呈細小包體時，黃鐵礦極難解離，也必然隨著載體一起進入鐵精礦之中，成為影響鐵精礦質(zhì)量的主要原因。

1.7 小結(jié)

此礦石有價金屬礦物種類簡單，主要有磁鐵礦，次為磁赤鐵礦。金屬硫化物有黃鐵礦、黃銅礦。脈石礦物主要為石榴子石、閃石類、石英、方解石等。

此磁鐵礦以中細粒為主。其中部分細粒將造成該礦石難選因素之一，礦石中磁鐵礦與脈石礦物嵌布關(guān)系非常密切。同時金屬硫化物與磁鐵礦相互包裹，嵌布關(guān)系十分緊密。這也是影響磁鐵礦與金屬硫化物、脈石間難以解離的原因。

2 選礦試驗

2.1 原則流程的確定

由于該礦石中主要鐵礦物磁鐵礦與脈石礦物嵌布關(guān)系緊密，并與金屬硫化礦如黃鐵礦、黃銅礦的嵌布關(guān)系也較為緊密，故需對原礦進行細磨后有利于回收。通過探索試驗發(fā)現(xiàn)，該礦石磁鐵礦含量高，進行單一弱磁選就可以獲得合格的鐵精礦。故針對磁選尾礦采用常規(guī)藥劑進行了選鈷硫浮選試驗。

2.2 條件試驗結(jié)果

鐵粗選確定適宜的磨礦細度為65% －200目;粗選磁場強度以63 662安/m為宜;再磨細度為98%－200目;精選磁場強度以63 662安/m為宜;浮選試驗將鐵粗精礦再磨后進行兩次精選，產(chǎn)出鐵精礦，將兩次精選得到的中礦和磁選尾礦合并作為浮選給礦進行浮選試驗，試驗結(jié)果表明(見表2)，鈷硫礦物可浮性較好，采用該工藝就可得到較好回收;全流程試驗結(jié)果表明(見表3)，該礦石采用工藝方案獲得了較好的試驗指標，鐵、鈷、硫均得到綜合回收。該工藝流程結(jié)構(gòu)簡單，藥劑制度合理，試驗結(jié)果準確、可靠，可作為該礦山開發(fā)利用及建廠的技術(shù)設(shè)計依據(jù)?？紤]到尾礦運輸?shù)馁M用問題，對尾礦進行重選探索試驗，試驗結(jié)果表明：效果不佳，故最終對尾礦沒有采用物理方法處理。

表2 浮選鈷硫精礦試驗結(jié)果Table 2 Test results of flotation cobalt－sulphur concentrate

表3 全流程試驗結(jié)果Table 3 Test result of whole flow

3 結(jié)論

(1)松湖鐵礦礦石主要礦物有磁鐵礦，其次有磁赤鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、銅藍等。脈石礦物主要有透閃石、陽起石、綠簾石、綠泥石、石榴石、石英、方解石等。

(2)礦石采用先磁選后浮選的原則工藝流程。即將原礦磨至65% －200目，進行鐵粗選，鐵粗精礦再磨至98% －200目，兩次精選，產(chǎn)出鐵精礦，所得中礦及磁選尾礦合并作為給礦，通過添加丁基黃藥和2#油進行選鈷硫浮選，產(chǎn)出鈷硫精礦及尾礦的工藝流程。

(3)礦石采用先磁后浮的工藝方案獲得了較好的試驗指標，鐵礦原礦入選品位，含全鐵為40.37%，產(chǎn)出的鐵精礦品位為65.4%，回收率為81.57%，含硫 0.20%。磁選尾礦含全鐵15.09%，含硫7.66%，含銅0.17%，含鈷0.04%。綜合流程尾礦含全鐵10.11%，含硫0.35%。鈷硫精礦鈷品位為0.21%，回收率為 69.13%;硫品位為 41.24%，回收率為93.75%。

(4)2010年7月25日，松湖鐵礦試生產(chǎn)，日均產(chǎn)鐵精粉1 500 t/d，產(chǎn)出的鐵精礦品位為63.50%，回收率為77.56%。目前，松湖鐵礦正實行技改，預計2011年5月達產(chǎn)，實現(xiàn)日均產(chǎn)鐵精粉2 000 t/d，產(chǎn)出的鐵精粉品位預計達64%以上，回收率預計達80%以上，同時回收硫、鈷等副產(chǎn)品。

綜上所述，認為松湖鐵礦區(qū)的礦石工業(yè)開發(fā)利用性能較好，選礦工藝流程簡單，生產(chǎn)成本可有效控制，生成的成品符合鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量要求，礦石中的有益元素Co、S作為副產(chǎn)品，可綜合回收利用，實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)證實松湖鐵礦選礦試驗工藝流程合理、可靠。

［1］周昌平.新疆尼勒克縣松湖鐵礦詳查報告［R］.烏蘇：新疆地礦局第七地質(zhì)大隊，2007.

Discussion on Performance of Processing Technique of Songhu Iron Ore in Nilka County

REN Yi，ZHAO Qiang，ZHOU Changping
(The7th Brigade，Bureau of Geological Exploration of Xingjiang，Wusu，Xingjiang833000)

Through beneficiation test of Songhu iron ore in Nilka County，the authors believe that Songhu iron ore industry development and utilization performance is better，meanwhile beneficiation process is simple.The production cost can be effectively controlled.The finished products meet the quality of steel production requirements.The beneficial elements of the ore Co，S as a by－product can be integrated recycled，the actual production data confirm Songhu iron ore testing process is reasonable and reliable.

ore;raw ore proprety beneficiation test;beneficial elements

TD912

A

1671－1211(2011)03－0277－03

2011－03－03;改回日期：2011－03－29

任毅 (1982－)，男，助理工程師，地質(zhì)學專業(yè)，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。E－mail：83594024@qq.com

于繼紅)