鞠会霞等：含铁硅酸盐矿物重构与选择性回收 ·1273· 40 um Electro Image 1 (b) 1 (c) 2 Fe 0 Fe 6 能量keV 能量keV 图9二段磁选尾渣扫描电镜照片和能谱.(a)扫描电镜照片：(b)1点能谱分析：（©）2点能谱分析 Fig.9 SEM image and EDS spectra of stage 2 tailing:(a)SEM image:(b)EDS spectrum of Point 1:(c)EDS spectrum of Point 2 英呈石英和方石英两种形式。仅根据图13只能证实 原矿中石英在保温还原过程中发生相变，不能证实石 英是含铁硅酸盐中硅元素的重构产物。即使假设铁闪 20 石的重构产物是石英，则由于这些新生成石英会有比 原矿中晶态石英更大的比表面积和更强的反应活性， 即在体系中存在石灰石的情况下，即使铁闪石（含铁 10 硅酸盐)中硅元素转化为石英，这些石英也更容易与 一品位 石灰发生反应生成硅灰石，故含铁硅酸盐中硅元素的 一回收率 最终重构产物是硅灰石。 原矿中的铁闪石可能由Fe、Mg、Si、Mn等元素构 110 120 130140 150 160 场强/Am少 成，但如表1所示，原矿中Mn0和Mg0的质量分数仅 图10磁选场强对二段尾渣扫选精矿TFe和eFe的影响 分别为0.05%和1.14%。这表明铁闪石中金属元素 Fig.10 Effect of magnetic field intensity on iron powder TFe and 主要为Fe,而Mn和Mg的质量分数较低。故保温还原 eFe of stage 2 tailing scavenging concentrate 后生成的含Mn和Mg矿广物较少，图13中未见含Mn和 研究表明，将二段尾渣返回至直接还原配料即可 Mg矿物。 解决二段尾渣中铁元素的综合利用问题。 3结论 2.4含铁硅酸盐重构机理 闭路实验直接还原矿（冷却后的直接还原产物） (1)原矿中35.21%的铁元素以含铁硅酸盐的形 的X射线衍射图谱如图13所示。 式存在，所占比例较高。回收这部分铁元素是实现鞍 研究表明：直接还原矿中铁元素只有单质铁一种 山式贫磁铁矿再选中矿综合利用的关键之一。 存在形式，表明原矿中磁铁矿和铁闪石中铁元素均被 (2)对含铁硅酸盐矿物的还原产物应予以选择性 还原为单质铁：硅元素有石英、方石英和硅灰石三种存 回收。一段磁选尾渣中铁元素主要来自微细粒的含铁 在形式，铁闪石中硅元素的重构产物只能为三者之一。 硅酸盐，这些铁元素虽然以单质铁的形式存在，但嵌布 原矿中石英在保温过程中转化为方石英，这些方石英 粒度极细且与含硅矿物紧密结合，加之其含铁较少，故 一部分在冷却过程中经相变再次转化为石英，另一部 回收价值不高；二段磁选尾渣品位高于原矿，但难以通 分未及发生相变，仍以方石英的形式存在，故产物中石 过磁选，可以将其返回原矿配料；鞠会霞等: 含铁硅酸盐矿物重构与选择性回收 图 9 二段磁选尾渣扫描电镜照片和能谱． ( a) 扫描电镜照片; ( b) 1 点能谱分析; ( c) 2 点能谱分析 Fig． 9 SEM image and EDS spectra of stage 2 tailing: ( a) SEM image; ( b) EDS spectrum of Point 1; ( c) EDS spectrum of Point 2 图 10 磁选场强对二段尾渣扫选精矿 TFe 和 εFe 的影响 Fig． 10 Effect of magnetic field intensity on iron powder TFe and εFe of stage 2 tailing scavenging concentrate 研究表明，将二段尾渣返回至直接还原配料即可 解决二段尾渣中铁元素的综合利用问题。 2. 4 含铁硅酸盐重构机理 闭路实验直接还原矿( 冷却后的直接还原产物) 的 X 射线衍射图谱如图 13 所示。 研究表明: 直接还原矿中铁元素只有单质铁一种 存在形式，表明原矿中磁铁矿和铁闪石中铁元素均被 还原为单质铁; 硅元素有石英、方石英和硅灰石三种存 在形式，铁闪石中硅元素的重构产物只能为三者之一。 原矿中石英在保温过程中转化为方石英，这些方石英 一部分在冷却过程中经相变再次转化为石英，另一部 分未及发生相变，仍以方石英的形式存在，故产物中石 英呈石英和方石英两种形式。仅根据图 13 只能证实 原矿中石英在保温还原过程中发生相变，不能证实石 英是含铁硅酸盐中硅元素的重构产物。即使假设铁闪 石的重构产物是石英，则由于这些新生成石英会有比 原矿中晶态石英更大的比表面积和更强的反应活性， 即在体系中存在石灰石的情况下，即使铁闪石( 含铁 硅酸盐) 中硅元素转化为石英，这些石英也更容易与 石灰发生反应生成硅灰石，故含铁硅酸盐中硅元素的 最终重构产物是硅灰石。 原矿中的铁闪石可能由 Fe、Mg、Si、Mn 等元素构 成，但如表 1 所示，原矿中 MnO 和 MgO 的质量分数仅 分别为 0. 05% 和 1. 14% 。这表明铁闪石中金属元素 主要为 Fe，而 Mn 和 Mg 的质量分数较低。故保温还原 后生成的含 Mn 和 Mg 矿物较少，图 13 中未见含 Mn 和 Mg 矿物。 3 结论 ( 1) 原矿中 35. 21% 的铁元素以含铁硅酸盐的形 式存在，所占比例较高。回收这部分铁元素是实现鞍 山式贫磁铁矿再选中矿综合利用的关键之一。 ( 2) 对含铁硅酸盐矿物的还原产物应予以选择性 回收。一段磁选尾渣中铁元素主要来自微细粒的含铁 硅酸盐，这些铁元素虽然以单质铁的形式存在，但嵌布 粒度极细且与含硅矿物紧密结合，加之其含铁较少，故 回收价值不高; 二段磁选尾渣品位高于原矿，但难以通 过磁选，可以将其返回原矿配料; ·1273·