张瑞洋等：鞍山式贫赤铁矿不同种类分选尾矿中铁的赋存规律 1305· KEY WORDS Anshan-style iron ore:hematite;occurrence regularity;recyclability:metal distribution rate 鞍山式铁矿是一种沉积变质型铁矿，是自然 矿石进行了预富集，分选尾矿铁品位可降低至 界最重要的铁矿类型之一山具有以下显著特点： 6.94%,铁损失主要是因为部分所受磁性捕收力弱 (1)资源储量丰富，约占我国铁矿资源的50%叫： 的微细粒赤铁矿无法有效回收 (2)易于开采，矿床规模大，矿带延伸远，矿体埋藏 值得注意的是，鞍山式贫赤铁矿经重一磁一 不深，多数可直接露天开采：(3)组分较为单一，有 浮联合流程分选后，产出不同种类的铁尾矿，不同 用矿物主要为磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿，脉石 种类尾矿性质差异性很大，适宜的再选流程必然 矿物多为石英、绿泥石、角闪石和云母等，有害元 不同.了解各种尾矿中铁的赋存特性，才能有针对 素硫、磷等含量较低，伴生组分极少可供综合利 性地制定合理回收方案.为此，本文以典型鞍山式 用；(4)分布较广，主要集中在鞍山-本溪地区、冀 贫赤铁矿一一齐大山铁矿为例，通过研究尾矿的 东地区，山东、山西、江西、甘肃、安徽等地也有 组分特征、粒度特性、有价金属分布和微观形态 分布B)这些特征使得鞍山式铁矿在铁矿资源开 等规律，分析铁矿物流失形式，探讨尾矿中有价组 发利用过程中占有极大的优势.然而，鞍山式铁矿 分的赋存规律与可回收性的关系，为现场选别指 多为贫矿，含铁品位低、嵌布粒度细且不均匀、矿 标优化提供依据，同时也为尾矿中有价元素的回 石结构复杂易泥化，使得此类矿石难以分选6] 收提供努力方向920 实践中，鞍山式贫赤铁矿的分选主要采用阶 1试验材料与方法 段磨矿、粗细分级、重选一磁选一阴离子反浮选 联合工艺9川，在生产加工成品铁精矿的同时，产 1.1矿样的制备 生了大量的铁尾矿，据统计，目前我国已堆存超 本研究中重选尾矿、磁选尾矿和反浮选尾矿 过75亿吨的铁尾矿，不同产地的鞍山式贫赤铁 样品分别取自齐大山铁矿选矿分厂重选回路排尾 矿石，由于分选流程相似，产生的铁尾矿中的铁品 处、强磁选作业排尾处及反浮选回路排尾处，综合 位基本相近，主要集中在10%左右；但尾矿中铁的 尾矿试验样取自齐大山铁矿选矿分厂的尾砂泵 损失率差异较大，最高可达38.30%，最低为19.76%31 站，取样点在现场分选原则流程中的分布如图1 可见，如果有效回收利用尾矿中的铁矿物，资源数 所示.四种尾矿相对原矿的产率分别为24.30%、 量相当可观；另一方面，查明分选过程中铁矿物损 29.74%、10.87%和64.91% 失的关键环节，对现有工艺的优化具有一定的指 1.2试验方法及检测手段 导意义 在不同种类尾矿的再选试验中，所用摇床为 鞍山式贫赤铁矿分选尾矿作为一种重要的二 XCY-73型1100mm×500mm摇床，冲程和冲次分 次资源，逐渐被人们所重视.近年来，东北大学、 别为8~18mm、280~460min;筛分作业借助 北京科技大学、鞍钢集团等科研单位对鞍山式铁 71um筛子进行；粗细分级采用FX-75型水力旋流 矿分选尾矿的再选开展了一些试验研究工作4-均 器，在给矿浓度（质量分数）为10%，给矿压力为 李瑾等的研究表明，齐大山铁矿综合尾矿中主 0.1MPa条件下进行；实验过程中所使用的弱磁选机 要铁矿物为赤褐铁矿和硅酸铁，铁矿物主要以贫 为RK/CGS-D400mm×300mm,滚筒转速为25rmin, 连生体形式存在，且铁矿物粒度微细，推荐采用磨 磁场强度为120mT,给矿浓度为20%：在浮选尾矿 矿一弱磁一强磁的预富集工艺对其处理.刘文刚 和综合尾矿的弱磁选试验中，矿样的再磨细度要 等对齐大山选矿厂浮选尾矿进行了再选试验， 求为：-45um粒级物料的质量分数为90%. 结果表明，采用正浮选一再磨一反浮选的工艺流 尾矿中的矿物组成采用荷兰PAN-alytical 程，可获得铁品位为66.17%、回收率为27.64%的 X'Pert Pro型号的X射线衍射进行定性分析.铁物 再选精矿.Tang等采用预富集一焙烧一磁选方 相定量分析委托马鞍山矿山研究院进行，主要对 法从齐大山铁矿综合尾矿中回收铁元素，可获得 尾矿中赤褐铁矿、假象伴假象赤铁矿、磁铁矿、 质量分数为92.30%的还原铁粉，回收率高达 硅酸铁、碳酸铁等含铁矿物进行定量分析.粒度 78.79%,但该工艺产生的二次尾可矿难以处理.余建 分析借助不同筛分和激光粒度分析仪(Malvern 文等采用弱磁一中磁一强磁工艺对东鞍山贫铁 mastersize2000)进行检测.采用Olympus BX51型KEY WORDS    Anshan-style iron ore；hematite；occurrence regularity；recyclability；metal distribution rate 鞍山式铁矿是一种沉积变质型铁矿，是自然 界最重要的铁矿类型之一[1] . 具有以下显著特点： （ 1）资源储量丰富，约占我国铁矿资源的 50% [2] ； （2）易于开采，矿床规模大，矿带延伸远，矿体埋藏 不深，多数可直接露天开采；（3）组分较为单一，有 用矿物主要为磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿，脉石 矿物多为石英、绿泥石、角闪石和云母等，有害元 素硫、磷等含量较低，伴生组分极少可供综合利 用；（4）分布较广，主要集中在鞍山−本溪地区、冀 东地区，山东、山西、江西、甘肃、安徽等地也有 分布[3−5] . 这些特征使得鞍山式铁矿在铁矿资源开 发利用过程中占有极大的优势. 然而，鞍山式铁矿 多为贫矿，含铁品位低、嵌布粒度细且不均匀、矿 石结构复杂易泥化，使得此类矿石难以分选[6−8] . 实践中，鞍山式贫赤铁矿的分选主要采用阶 段磨矿、粗细分级、重选—磁选—阴离子反浮选 联合工艺[9−11] ，在生产加工成品铁精矿的同时，产 生了大量的铁尾矿. 据统计，目前我国已堆存超 过 75 亿吨的铁尾矿[12] . 不同产地的鞍山式贫赤铁 矿石，由于分选流程相似，产生的铁尾矿中的铁品 位基本相近，主要集中在 10% 左右；但尾矿中铁的 损失率差异较大，最高可达 38.30%，最低为 19.76% [13] . 可见，如果有效回收利用尾矿中的铁矿物，资源数 量相当可观；另一方面，查明分选过程中铁矿物损 失的关键环节，对现有工艺的优化具有一定的指 导意义. 鞍山式贫赤铁矿分选尾矿作为一种重要的二 次资源，逐渐被人们所重视. 近年来，东北大学、 北京科技大学、鞍钢集团等科研单位对鞍山式铁 矿分选尾矿的再选开展了一些试验研究工作[14−15] . 李瑾等[16] 的研究表明，齐大山铁矿综合尾矿中主 要铁矿物为赤褐铁矿和硅酸铁，铁矿物主要以贫 连生体形式存在，且铁矿物粒度微细，推荐采用磨 矿—弱磁—强磁的预富集工艺对其处理. 刘文刚 等[17] 对齐大山选矿厂浮选尾矿进行了再选试验， 结果表明，采用正浮选—再磨—反浮选的工艺流 程，可获得铁品位为 66.17%、回收率为 27.64% 的 再选精矿. Tang 等[12] 采用预富集—焙烧—磁选方 法从齐大山铁矿综合尾矿中回收铁元素，可获得 质 量 分 数 为 92.30% 的 还 原 铁 粉 ， 回 收 率 高 达 78.79%，但该工艺产生的二次尾矿难以处理. 余建 文等[18] 采用弱磁—中磁—强磁工艺对东鞍山贫铁 矿石进行了预富集 ，分选尾矿铁品位可降低至 6.94%，铁损失主要是因为部分所受磁性捕收力弱 的微细粒赤铁矿无法有效回收. 值得注意的是，鞍山式贫赤铁矿经重—磁— 浮联合流程分选后，产出不同种类的铁尾矿，不同 种类尾矿性质差异性很大，适宜的再选流程必然 不同. 了解各种尾矿中铁的赋存特性，才能有针对 性地制定合理回收方案. 为此，本文以典型鞍山式 贫赤铁矿——齐大山铁矿为例，通过研究尾矿的 组分特征、粒度特性、有价金属分布和微观形态 等规律，分析铁矿物流失形式，探讨尾矿中有价组 分的赋存规律与可回收性的关系，为现场选别指 标优化提供依据，同时也为尾矿中有价元素的回 收提供努力方向[19−20] . 1    试验材料与方法 1.1    矿样的制备 本研究中重选尾矿、磁选尾矿和反浮选尾矿 样品分别取自齐大山铁矿选矿分厂重选回路排尾 处、强磁选作业排尾处及反浮选回路排尾处，综合 尾矿试验样取自齐大山铁矿选矿分厂的尾砂泵 站，取样点在现场分选原则流程中的分布如图 1 所示. 四种尾矿相对原矿的产率分别为 24.30%、 29.74%、10.87% 和 64.91%. 1.2    试验方法及检测手段 在不同种类尾矿的再选试验中，所用摇床为 XCY−73 型 1100 mm×500 mm 摇床，冲程和冲次分 别 为 8～ 18 mm、 280～ 460 min−1；筛分作业借助 71 μm 筛子进行；粗细分级采用 FX−75 型水力旋流 器，在给矿浓度（质量分数）为 10%，给矿压力为 0.1 MPa 条件下进行；实验过程中所使用的弱磁选机 为RK/CGS−Φ400 mm×300 mm，滚筒转速为25 r·min−1 ， 磁场强度为 120 mT，给矿浓度为 20%；在浮选尾矿 和综合尾矿的弱磁选试验中，矿样的再磨细度要 求为：−45 μm 粒级物料的质量分数为 90%. 尾 矿 中 的 矿 物 组 成 采 用 荷 兰 PAN−alytical X'Pert Pro 型号的 X 射线衍射进行定性分析. 铁物 相定量分析委托马鞍山矿山研究院进行，主要对 尾矿中赤褐铁矿、假象/半假象赤铁矿、磁铁矿、 硅酸铁、碳酸铁等含铁矿物进行定量分析. 粒度 分析借助不同筛分和激光粒度分析仪（ Malvern mastersize 2000）进行检测. 采用 Olympus BX51 型 张瑞洋等： 鞍山式贫赤铁矿不同种类分选尾矿中铁的赋存规律 · 1305 ·