提高高爐入爐料的含鐵品位，降低雜質(zhì)含量，可以提高高爐利用系數(shù)、降低能耗，是高效率、低成本煉鐵的基礎(chǔ)［1］。國(guó)內(nèi)難選鐵礦石的結(jié)構(gòu)主要為細(xì)粒變晶、鱗片狀變晶、交代、蜂窩及土狀、包裹等類(lèi)型。我國(guó)難選礦石的這些結(jié)構(gòu)構(gòu)造使得有用礦物與脈石礦物間犬牙交錯(cuò)、互相包裹、密集浸染等趨勢(shì)更加明顯，使得礦石更加難選［2］。工藝礦物學(xué)研究是低品位復(fù)雜礦石開(kāi)發(fā)利用的重要基礎(chǔ)性工作，對(duì)于選礦工藝的研究具有重要的指導(dǎo)作用。特別是礦石中有用成分的生存狀態(tài)和有用礦物的嵌入特性，是評(píng)價(jià)礦石選擇性和制定選擇技術(shù)的重要依據(jù)3。新疆某復(fù)雜鐵礦屬于變質(zhì)沉積型含磷磁礦-赤鐵礦。本文從技術(shù)礦物學(xué)研究開(kāi)始，分析礦石結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、礦石嵌布粒度粗細(xì)不均、可選性影響較大的問(wèn)題，分析其選礦過(guò)程中的行為，利用磁鐵礦與脈石礦之間的磁性差異較大的特性，選擇弱磁場(chǎng)篩選過(guò)程，生產(chǎn)率為42.72%

1礦石化學(xué)成分分析

礦石化學(xué)多要素分析結(jié)果表1，礦石鐵礦物相表1，礦石中主要有用成分為鐵，鐵含量為36.81%，雜質(zhì)成分主要為SiO2，少量Al2O3，CaO，有害雜質(zhì)s含量不高，p高，因此在選礦中主要關(guān)注P，SiO2對(duì)鐵精礦質(zhì)量的影響從表2可以看出，礦石中的鐵主要來(lái)源于磁鐵。綜合以上化學(xué)成分特點(diǎn)，可以認(rèn)為區(qū)內(nèi)礦石屬于低硫高磷的磁礦-赤鐵礦混合型礦石。

2礦物的構(gòu)成和含量

巖礦鑒定樣本在試驗(yàn)樣本中選擇礦物的組合、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)都有代表性的樣本，制作薄片4個(gè)，光片10個(gè)，通過(guò)實(shí)體雙目顯微鏡和反射、偏光顯微鏡的鏡下鑒定，原礦物的構(gòu)成和含量從表3可知，樣品中的主要金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦(包括鏡鐵礦)、褐鐵礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、鐵方解石、綠泥石、黑云母、白云母、絹云母、輝石等。

3礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

3．1礦石的結(jié)構(gòu)礦石的結(jié)構(gòu)主要有自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、變晶不等粒等軸狀結(jié)構(gòu)、片板狀結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、格狀結(jié)構(gòu)、乳滴狀固溶體分離結(jié)構(gòu)、細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)、鐘乳狀結(jié)構(gòu)等，以下分別描述。1)自形晶粒狀結(jié)構(gòu):磁鐵礦多數(shù)呈五角十二面體或八面體自形晶體粒狀緊密鑲嵌，黃鐵礦呈立方體自形晶粒狀產(chǎn)出。2）變晶不等顆粒等軸狀結(jié)構(gòu)：磁礦呈五角十二面體或八面體大小不等等軸顆粒狀與石英或綠泥石、絹云母緊密共生，見(jiàn)圖1和圖2。3)板狀結(jié)構(gòu)：鏡鐵礦為薄片狀或板狀的集合體，經(jīng)常受外力作用而呈彎曲的波紋狀。4)他形晶體結(jié)構(gòu)：有些磁礦是他形晶體結(jié)構(gòu)嵌入脈石中。5)假象結(jié)構(gòu)：部分赤鐵礦完全解釋磁鐵礦，呈磁鐵礦的假象產(chǎn)出。6)格式結(jié)構(gòu)：極少數(shù)赤鐵礦沿磁鐵礦解理形成格式結(jié)構(gòu)。7）塵點(diǎn)狀（乳滴狀）固溶體分離結(jié)構(gòu)：含鐵較高的黑云母、綠泥石等硅酸鹽礦物中析出極微粒；塵點(diǎn)狀磁礦和紅鐵礦，粒度一般不超過(guò)5μm，見(jiàn)圖和圖3。8)細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)：部分鏡鐵礦、黑云母、絲云母呈細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)。9）鐘乳狀結(jié)構(gòu)：方解石在礦石的局部，如晶洞處，形成鐘乳狀結(jié)構(gòu)。10)鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)：綠泥石呈鱗片狀、片狀定向排列和磁礦構(gòu)成變晶結(jié)構(gòu)，磁礦呈極細(xì)鱗片狀包裹體存在于綠泥石中，見(jiàn)圖1和圖3。

3.2礦石結(jié)構(gòu)礦石結(jié)構(gòu)主要有致密塊狀結(jié)構(gòu)、薄層狀和層狀結(jié)構(gòu)、浸染狀結(jié)構(gòu)、千張狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)、波紋狀結(jié)構(gòu)、頁(yè)片狀結(jié)構(gòu)、帶狀結(jié)構(gòu)、葡萄狀、晶孔狀結(jié)構(gòu)，分別說(shuō)明如下。1)致密塊狀結(jié)構(gòu)：磁鐵礦或鏡鐵礦局部富集成致密塊狀礦。2)薄層狀和層狀結(jié)構(gòu)：磁鐵礦和鐵方解石、石英等脈石分別沿層理或密集散點(diǎn)狀分布，層理厚度各不相同，見(jiàn)圖2。3)浸染狀結(jié)構(gòu)：由不等顆粒自形晶粒狀磁鐵礦嵌入脈石中，構(gòu)成密集浸染狀結(jié)構(gòu)和稀疏浸染狀結(jié)構(gòu)。4)千枚狀構(gòu)造:主要由絹云母構(gòu)成千枚狀構(gòu)造。5)脈狀結(jié)構(gòu)：由絲云母、方解石構(gòu)成脈狀插入磁鐵礦的致密塊狀礦石。6)波紋結(jié)構(gòu)：乳滴狀和細(xì)鱗片狀磁鐵礦和紅鐵礦嵌入絲云母、黑云母、綠泥石等較軟的礦物層，在應(yīng)力作用下，彎曲變形呈波紋結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖3。7)條帶狀構(gòu)造:石英或鐵方解石呈條帶狀穿插于致密的磁鐵礦礦石中。8)葡萄狀、晶洞狀構(gòu)造:由方解石構(gòu)成葡萄狀、晶洞狀構(gòu)造。

4主要礦石特征描述

1)磁礦：主要呈五角十二面體、八面體的自形晶粒狀或變晶不等顆粒等軸狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)呈他形晶或乳滴狀微粒、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)。自形晶粒狀的磁鐵礦大多數(shù)緊湊的鑲嵌是致密的塊狀或濃密的浸染狀鑲嵌在脈石中，少數(shù)與乳滴狀的微粒狀磁鐵礦構(gòu)成的微薄層鑲嵌在脈石中，見(jiàn)圖1~3。乳滴狀微粒磁鐵礦在不同的層帶中其密度各不相同，這種磁鐵礦是由于含鐵硅酸鹽礦物在蝕變過(guò)程中析出磁鐵礦而形成，因此粒狀極細(xì)，磨礦過(guò)程中無(wú)法解離。少數(shù)磁鐵礦被脈石說(shuō)明為殘留結(jié)構(gòu)，少數(shù)磁鐵礦被赤鐵礦沿著解理為格狀結(jié)構(gòu)，完全說(shuō)明后成為幻想赤鐵礦。磁鐵礦的粒度大小差異最大為1mm，最小為0.0005mm，多為0.2~0.7mm之間。2）赤鐵礦：含量較少，主要呈板柱狀或磁鐵礦的假象嵌入脈石中，極少數(shù)在磁鐵礦中呈格形結(jié)構(gòu)，部分赤鐵礦呈乳滴狀定向分布在脈石中。赤鐵礦的粒度一般為0.04~0.06mm。3)鏡鐵礦:片狀、板狀或多片重疊的集合體，片狀鏡鐵礦最薄0.005mm，最厚0.08mm，多為0.04~0.06mm，板長(zhǎng)主要在0.5~5mm之間，鏡鐵礦主要嵌入方解石，受應(yīng)力作用彎曲有些鏡鐵礦結(jié)合體呈放射狀，束狀嵌入脈石，少數(shù)單晶片狀嵌入磁鐵礦或脈石，鏡鐵礦有時(shí)夾有少量自形晶粒狀磁鐵礦，有些磁鐵礦與鏡鐵礦相互交叉。4)黃鐵礦:含量少，主要為自形晶粒狀或集合體，多嵌入脈石，少量嵌入磁鐵礦邊緣，粒度最大1mm，一般在0.035~0.25mm之間。5)鐵方解石:主要呈半自形晶~他形晶粒狀，通常粒子緊密嵌入或呈水平層理狀，鐵方解石的層理與石英的層理平行排列，部分鐵方解石為小塊或帶狀嵌入石英基質(zhì)，鐵方解石為葡萄狀分布在晶孔中。鐵方解石的粒度在0.02~0.06mm之間。6)石英:主要呈他形不等粒緊密鑲嵌，構(gòu)成礦石的基質(zhì)，石英的粒度一般為0．02～0．2mm之間，最大粒度為0．6mm，最小為0．01mm。7)磷灰石:呈柱狀、長(zhǎng)柱狀，主要以雜亂分散形式嵌布于千枚狀、皺紋狀構(gòu)造的變質(zhì)巖云母中，極少數(shù)分布在黑云母和綠泥石粒間，粒度一般在0．005～0．02mm之間。8)綠泥石:細(xì)鱗片狀，呈單體或集合體分布于石英或鐵方解石基質(zhì)中，與赤鐵礦和磁鐵礦緊密共生。影響選礦技術(shù)的礦物學(xué)因素

1)鐵的生存形式的影響。礦石中的鐵主要存在于磁鐵礦石(74.16%)，少量存在于赤鐵礦石、鏡鐵礦石，占有率為21.02%，但以硫化鐵、菱鐵礦石、硅酸鐵的形式存在，礦石中的硫化鐵、菱鐵礦石、硅酸鐵占總鐵的4.82%以下，可以不考慮回收。因此，磁礦和赤鐵礦作為選礦回收的目的礦物，利用鐵礦和脈石礦的磁性差異較大的特性，可以選擇弱磁場(chǎng)選流程。2)礦石中有害因素存儲(chǔ)形式的影響。礦石中含有硫、磷的有害因素。硫賦存在于黃鐵礦中，磷賦存在于磷灰石中，礦物嵌入特性顯示，黃鐵礦含量少，多嵌入脈石中，少量嵌入在磁鐵礦的邊緣的磷灰石主要是柱狀雜亂分散嵌入千張狀、皺紋狀結(jié)構(gòu)的變質(zhì)巖云母中，與鐵礦的關(guān)系不密切。因此，在選礦過(guò)程中，黃鐵礦和磷灰石大多進(jìn)入尾礦產(chǎn)品，對(duì)精礦產(chǎn)品的質(zhì)量影響不大。3)目的礦物結(jié)構(gòu)的影響。目的礦物磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦的嵌布粒度粗細(xì)不均勻，與脈石礦物的共生關(guān)系復(fù)雜，磁鐵礦主要是自形晶體中粗粒的嵌布，粒度多為0.2~0.7mm的赤鐵礦、鏡鐵礦多為板、片狀結(jié)構(gòu)，放射狀、束狀、頁(yè)面狀集合體，片厚在0.04~0.06mm之間，寬度在0.5~5mm之間。與脈石的嵌入布光滑規(guī)則，有利于選礦回收，可以在粗粒度條件下進(jìn)行再選，降低研磨成本。一些磁鐵礦、赤鐵礦在含鐵硅酸鹽礦物腐蝕后分析的，細(xì)乳滴狀與脈石礦物緊密共生，粒度在5μm以下，該粒度級(jí)磁鐵礦、赤鐵礦在現(xiàn)在的研磨條件下不能單體分離，影響鐵的回收率和鐵精礦的質(zhì)量。

6選礦試驗(yàn)

根據(jù)礦石性質(zhì)，采用單一弱磁選擇的選擇流程進(jìn)行試驗(yàn)4，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖4，首先進(jìn)行磨礦粒度試驗(yàn)的固定磁場(chǎng)強(qiáng)度為83.6kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出，隨著磨礦粒度變細(xì)，鐵粗精礦中鐵的品位逐漸提高，但鐵的回收率逐漸下降。在保證精礦質(zhì)量的前提下，取-0.074mm粒度占63.34%的磨削粒度作為弱磁選給礦的磨削粒度。固定研磨粒度為-0.074mm粒度占63.34%，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，按圖4流程進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為表5。表5、表6的結(jié)果表明，在適當(dāng)?shù)哪サV粒度(-0.074mm粒度占63%)下，采用單一弱磁選流程，生產(chǎn)率為42.72%，鐵品位為65.94%的鐵精礦，鐵回收率為77.28%。鐵精礦各種雜質(zhì)含量不高，符合國(guó)標(biāo)C65鐵精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這符合巖礦鑒定分析結(jié)果。

7結(jié)語(yǔ)

1)新疆某鐵礦石中的有用元素為鐵，含量為36.81%，有害元素磷含量(0.39%)高，該礦石屬于變質(zhì)沉積鐵礦，有用礦物以磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦為主，其次是微量黃鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、軟錳礦等。脈石礦物以石英為主，其次有黑云母、白云母、絲云母、鐵方解石、輝石、角閃石、綠泥石等。因此，該礦石的選礦主要目的是實(shí)現(xiàn)鐵礦石和硅酸鹽礦石的有效分離。磁分選技術(shù)和設(shè)備近年來(lái)發(fā)展迅速，磁分選操作簡(jiǎn)單，易于控制，適應(yīng)性強(qiáng)，根據(jù)礦石性質(zhì)，該礦含鐵礦物與脈石礦物的磁化系數(shù)大不相同，適合在適當(dāng)?shù)哪サV粒度(-0.074mm粒度占63%)下采用單一弱磁分選流程分選。2)礦石主要呈致密塊狀、浸染狀、層狀結(jié)構(gòu)，有用礦物種類(lèi)簡(jiǎn)單，但鐵礦物嵌布粒度粗細(xì)不均勻，多數(shù)磁鐵礦物呈粗自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，易于選礦回收，但少數(shù)磁鐵礦物由含鐵硅酸鹽礦物腐蝕后分析，極微粒(5μm以下)塵點(diǎn)狀分布在脈石礦物中，單體分解難以泥化，是選礦回收困難的主要原因。3)試驗(yàn)采用磨礦后弱磁選的工藝流程，可以獲得鐵品位65．94%的鐵精礦，鐵回收率77．28%，精礦中雜質(zhì)含量(硫0．057%、磷0．12%)低，指標(biāo)較理想。