铁矿石选矿(processing of iron ores)
从含铁矿石中分离与富集铁矿物的过程。选矿产品为铁精矿。
矿物与资源 自然界铁矿物有十余种。有工业意义的铁矿物主要是磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿；其次为菱铁矿、褐铁矿等。铁矿石的工业类型有：磁铁矿石，含钒钛磁铁矿石，含硫化物的多金属铁矿石，含硫化物、磷或稀土的多金属铁矿石，鲕状赤铁矿石，磁铁-赤铁矿石，磁铁-菱铁矿石以及镜铁-菱铁-赤铁矿石等。铁矿石的矿床类型有：沉积变质铁矿床；岩浆分异铁矿床；矽卡岩型铁矿床；热液型铁矿床；鲕热液型铁矿床；沉积铁矿床以及铁帽型矿床等。磁铁矿，除少数成分复杂的外，一般都易选且回收率高，其精矿容易达到高品位。赤铁矿属于弱磁性铁矿石，大体上可以分为两种情况，一种原矿品位高，成分简单，有害杂质含量低，易选；另一种则是原矿品位低，嵌布粒度细，成分复杂，有害杂质含量较高，难选。
世界铁矿资源较多，分布广泛。前苏联拥有迄今世界上最多的铁矿石资源，铁矿石储量较多的还有澳大利亚、加拿大、美国、巴西和南非等国。巴西、澳大利亚、南非等国的赤铁矿属优质矿，一般仅经破碎、筛分处理便可作为成品矿出售；中国、美国和前苏联的赤铁矿，储量虽大，但原矿品位较低，比较难选。
选矿工艺 铁矿石选矿，根据矿石的种类和性质，可以有多种不同的工艺流程。其中主要的有磁铁矿石选矿工艺流程、弱磁性铁矿石选矿流程、混合铁矿石(磁铁-赤铁矿石)选矿流程和钒钛磁铁矿选矿流程。
磁铁矿石选矿工艺流程 单一磁铁矿石以细粒嵌布为主。脉石矿物主要是石英和角闪石等硅酸盐矿物，有的含硅酸铁较多。此类铁矿石的选矿生产，常采用弱磁选方法。为了获得高品位精矿，分选出的磁铁矿精矿再用反浮选或击振细筛等方法加以处理。
含多金属的磁铁矿石主要是含硫化物的磁铁矿石和少数含磷灰石的磁铁矿石。矿石中磁铁矿呈中粒到细粒嵌布，脉石有硅酸盐或碳酸盐矿物，常伴生黄铁矿、钴黄铁矿或黄铜矿以及磷灰石等。一般采用弱磁选与浮选联合流程分选，即用弱磁选回收铁，浮选回收硫化物或磷灰石等。原则流程分为弱磁选浮选和浮选一弱磁选两种。这两种流程中的磁铁矿与硫化物连生体去向不同。弱磁选-浮选流程中，连生体主要进入铁精矿；浮选-弱磁选流程中，连生体主要进入硫化物精矿。所以，在同样磨矿粒度下，先浮选后磁选流程可以得到含硫化物较低的铁精矿和回收率较高的硫化物精矿。贫化矿石也可先用干式磁选剔除脉石，再细磨分选。此类矿石常有自熔性成分碱性脉石矿物，应该注意保持精矿的自熔性。
弱磁性铁矿石的选矿工艺流程 单一弱磁性铁矿石包括赤铁矿石、菱铁矿石、褐铁矿石和赤铁-菱铁矿石等。由于矿物种类多，嵌布粒度(见矿物粒度)范围广，所用的选矿方法也较多。常用的方法为磁化焙烧磁选或与重选、浮选、强磁选之一组成联合流程，也可以单独使用重选、浮选、强磁选，或者由它们组成联合流程。细粒到微细粒弱磁性铁矿石常用浮选方法，包括正浮选和反浮选两种流程；但当矿石中矿物成分较复杂，用其他方法难以得到良好指标时，用磁化焙烧-磁选法比较有效；20～75mm的块矿用竖炉还原焙烧；20mm以下的粉矿常用强磁选、重选、浮选等方法或联合流程分选；2～20mm粗粒和中粒弱磁性铁矿石主要用重选和强磁选；粗粒和大于20mm的极粗粒矿石的重选常用重介质选矿或跳汰选矿；中到细粒矿石则用螺旋溜槽、摇床、离心选矿等流膜重选方法；粗、中粒矿石强磁选常用干式感应辊式强磁选机；细粒矿石常用湿式感应介质强磁选机。由于细粒矿石的强磁选精矿品位不高，而重选的单位处理能力又较低，所以常使用强磁一重选联合流程。
沉积型鲕状赤铁矿石和赤铁一菱铁矿石中的铁矿物主要是赤铁矿和菱铁矿，脉石有鲕绿泥石、石英和方解石等。铁矿物常为微粒嵌布，与脉石紧密共生呈鲕状结构，不易单体解离，这种矿石比较难选。如果是富矿或自熔性矿石，用重介质选、跳汰选或干式强磁选等方法剔除脉石，得块状成品矿石；如果是较富的鲕状矿石，常用焙烧磁选法。较贫的鲕状矿石，即使采用焙烧磁选，精矿品位也难达到50％以上，可以与其他高品位精矿配矿或采用直接还原及选冶联合流程。
热液型石英质赤铁矿石和赤铁褐铁矿石常为不均匀嵌布，多采用重选、强磁选、浮选等组成的联合流程分选。含多金属的弱磁性铁矿石主要是热液型和沉积型含磷或硫化物的赤铁矿石或菱铁矿石。此类矿石一般用重选、浮选、强磁选，或其联合流程回收铁矿物，用浮选回收磷或硫化物。
磁铁-赤铁矿石的选矿工艺流程 单一的磁铁一赤铁矿石主要是沉积变质型赤铁一磁铁矿石和磁铁一菱铁矿石。矿石中，磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿多呈细粒嵌布；脉石主要是石英，有的含有较多的硅酸铁。磁铁矿在矿石中的比例是变化的，从矿床地表向深部逐渐增加。此类矿石通常采用弱磁选与重选、浮选、强磁选的联合流程或磁化焙烧磁选与其他方法的联合流程。采用弱磁选与重选、浮选、强磁选的联合流程时，用弱磁选回收磁铁矿，用重选、浮选或强磁选回收弱磁性铁矿物；采用磁化焙烧磁选与其他方法的联合流程时，将焙烧磁选的精矿再用浮选、重选或旋转磁场磁选等方法精选，进一步提高精矿品位。
微粒嵌布的磁铁一赤铁矿石用一般方法分选不易得到良好效果，可采用选择性絮凝脱泥和选择性絮凝一浮选等方法分选。含多金属磁铁一赤铁矿石有矽卡岩型含硫化物铁矿石和热液型含磷、硫或稀土铁矿石。矿石中的磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿呈中到细粒嵌布；脉石矿物有硅酸盐和碳酸盐矿物或萤石等；伴生成分有磷灰石、黄铁矿、黄铜矿和稀土矿物等。此类矿石的选矿方法是铁矿石选矿中最复杂的，一般采用弱磁选与其他方法的联合流程，如弱磁-强磁-浮选联合流程等，即用弱磁选回收磁铁矿，用浮选或强磁选回收弱磁性铁矿物，用浮选回收伴生成分。
典型选矿厂
东鞍山铁矿选矿厂 隶属中国鞍山钢铁公司。位于中国辽宁省鞍山市。1958年投产，年处理矿量500万t。处理的矿石中，铁矿物主要有赤铁矿和半假象赤铁矿。脉石矿物主要有石英，其次为角闪石和绿泥石。矿石经三段一闭路破碎、两段连续磨矿后进行阴离子正浮选。分选指标为铁精矿品位约为61％Fe，铁回收率约为68％。
齐大山铁矿选矿厂 隶属中国鞍山钢铁公司，位于中国辽宁省鞍山市。1973年投产，年处理矿量800万t。处理的矿石中，铁矿物主要有赤铁矿、假象赤铁矿。脉石矿物主要有石英，其次为普通角闪石、透闪石、阳起石等。矿石经两段开路破碎。一选(齐大山北选厂)处理O～20mm粉矿。分选工艺为阶段磨矿、重选一磁选一浮选，分选指标为铁精矿品位63％～64％Fe，铁回收率70％。齐大山焙烧磁选厂处理20～75mm竖炉焙烧矿，分选工艺为连续磨矿、磁选和阶段磨矿、磁选一重选；分选指标为铁精矿品位62％Fe，回收率78％。
南芬选矿厂 隶属中国本溪钢铁公司。位于中国辽宁省本溪市，1919年建成投产。1984年全厂已正式投产22个系列，年处理矿石830万t。南芬露天铁矿为磁铁贫矿床。含铁矿物主要为磁铁矿，并有少量赤铁矿。非金属矿物为石英、有少量的普通角闪石、绿泥石、方解石、云母、绿帘石、金红石和磷灰石。选矿厂采用单一的湿式弱磁选流程：两段破碎，两段磨矿，四段分选，两段细筛。分选指标为：铁精矿品位67％～68％Fe，铁回收率80％～82％。
银湾(Silver bay) 选矿厂位于美国明尼苏达州苏必利尔湖畔。该厂于1955年投产，年处理量达3150万t。处理的矿石为低品位磁性铁燧岩，这是一种极硬的矿石，难碎难磨。矿石中的主要铁矿物为磁铁矿、其次是赤铁矿、假象赤铁矿和氢氧化铁，主要脉石矿物是石英，在结构上是一种细粒嵌布的矿石，为使铁矿物充分解离需要磨细至-0.1mm以下。矿石经四段开路破碎，细碎后用永磁筒干式磁选机预选抛尾，所得粗精矿给入棒磨机进行开路磨矿。磨矿产品进行湿式磁选。精矿经水力旋流器分级，沉砂给球磨机，最终磨矿粒度为-0.044mm占90％。磨矿产品返回粗选磁选机。旋流器溢流经浓缩后给入细筛，筛下产品再进行磁选精选，筛上产品返回进行球磨。磁选精矿经反浮选可得到品位为68.0％Fe，回收率为70％的优质铁精矿。反浮选使用胺或双胺为捕收剂，MIBC为起泡剂。
蒂尔登(Tilden)选矿厂 位于美国密执安州，1975年初投产，年处理矿量约2100万t。蒂尔登铁矿属中前寒武纪的内高尼铁系。铁矿物以假象赤铁矿为主，其次为赤铁矿，另外还有少量的土状赤铁矿、针铁矿和磁铁矿组成的氧化铁集合体。脉石除石英外还有少量钙、镁、铝等矿物。氧化铁矿物的粒度为0.001～0.1mm，一般平均为0.01～0.025mm。矿石需磨到85％-0.025mm。矿石为典型的条带状结构，平均含铁38％左右，含SiO246％～52％。原矿经一段破碎，一段自磨，两段砾磨，中间加破碎，最终达到的磨矿粒度为-0.025mm占80％。分选工艺采用絮凝浮选。为了进行絮凝一脱泥作业，经第一段自磨机中添加硅酸钠和氢氧化钠，用以分散硅酸盐矿泥和调节矿浆pH值。在pH为10.5～11的条件下，经旋流器溢流加入玉米淀粉絮凝剂，以选择絮凝和抑制铁的氧化物。分散的硅酸盐矿泥从艾姆科型脱泥浓密机溢流排出。脱泥浓密机给矿的铁品位为35％，溢流含铁12％～14％，产率为25％～30％。浓密机沉砂含铁44％左右，浓度为45％～60％，加入淀粉进行搅拌，调节后的矿浆用泵送至浮选回路，用胺类捕收剂进行脉石反浮选；原矿品位35.9％Fe时，最终铁精矿含铁65.6％，回收率70.2％。
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