随着我国国民经济的迅速发展，钢铁需求量日益增大。我国目前铁矿石自给率为50%～60%，铁矿资源将呈严重不足态势，无法满足钢铁工业对原料的需求。而我国有储量几十亿t的高磷鲕状赤铁矿，由于含磷、铝和硅偏高，选矿难度大而无法利用，严重地阻碍了钢铁工业的发展，开发和利用高磷鲕状赤铁矿将显得尤其重要。为此对某鲕状高磷赤铁矿进行了脱磷试验研究。
一、矿石性质
对某鲕状高磷赤铁矿进行矿物工艺学研究，矿石多元素化学分析结果见表1。
表1 赤铁矿多元素化学分析结果 %
从表1可见，虽然矿石中铁品位较高，为42.59%，但有害元素磷的含量也较高，达0.87%。
矿石中铁、磷等元素主要以独立矿物存在，其中铁矿物组成较为复杂，主要为赤铁矿，其次为褐铁矿，其它还有少量菱铁矿、磁铁矿等；磷的独立矿物主要为胶磷矿；脉石矿物主要为石英、鲕绿泥石和高岭石，其它脉石矿物还有微量的无定形碳、方解石、锆石等。
（一）赤铁矿。它与鲕绿泥石、磷灰石、石英、褐铁矿的嵌布关系都较密切，赤铁矿多与鲕绿泥石互层形成同心环带结构。鲕核则主要为石英，其次为赤铁矿、褐铁矿、鲕绿泥石、胶磷矿，有时也有上述两种矿物以集合体的形式构成鲕粒的核心，鲕绿泥石和胶磷矿经常以集合体的形式嵌布于赤铁矿和鲕绿泥石组成的同心环带鲕粒中。另外，还可见赤铁矿和石英的紧密连生体，也常嵌布于赤铁矿和鲕绿泥石组成的同心环带鲕粒中。
（二）胶磷矿。它是矿石中最重要的磷矿物。主要呈不规则状嵌布于其它脉石矿物间隙或鲕状赤铁矿颗粒间隙中。胶磷矿与赤铁矿的嵌布关系紧密，有时胶磷矿呈鲕状赤铁矿核心形式存在，偶尔胶磷矿呈鲕环的形式与赤铁矿互层呈同心环带结构组成鲕粒存在。另外，胶磷矿颗粒中有许多微细的赤铁矿包体，这部分赤铁矿也很难完全与胶磷矿单体解离。
二、选矿试验
该鲕状高磷赤铁矿中含磷矿物主要为胶磷矿，对该矿进行了反浮选脱磷－焙烧－磁选流程试验研究。
（一）反浮选粗选抑制剂用量试验
在磨矿细度-0.074mm占89%，BK-420捕收剂用量375g/t时，粗选BK-620抑制剂用量试验结果见图1。
图1 粗选BK-620抑制剂用量试验结果
◆－铁品位；■－铁回收率；○－磷回收率；▲－磷品位
从图1可见，BK-620抑制剂用量由2000g/t增至4000g/t，精矿中磷含量由0.49%降至0.29%；继续增加抑制剂用量，由5000g/t增至6000g/t，铁精矿中的磷含量上升，精矿中磷含量由0.29%增加至0.39%。在抑制剂用量4000g/t时，精矿含磷量达到最低值，磷含量为0.29%。因此选择BK-620抑
制剂用量为4000g/t。
（二）反浮选粗选捕收剂用量试验
在磨矿细度-0.074mm占89%，BK-620抑制剂反浮选粗选用量4000g/t时，粗选BK-420捕收剂用量试验结果见图2。
图2 粗选BK-420捕收剂用量试验结果
◆－铁品位；■－铁回收率；○－磷回收率；▲－磷品位
从图2可见，BK-420捕收剂用量由375g/t增至625g/t，铁精矿中磷含量由0.33%降至0.23%，但铁精矿的回收率也有很大的降低，由73.59%降至61.82%，综合考虑铁精矿的回收率和磷含量，确定选用BK-420捕收剂用量为375g/t。
（三）反浮选精选捕收剂用量试验
在确定粗选药剂制度后，进行了精选BK-420捕收剂用量试验，结果见图3。
图3 精选BK-420捕收剂用量试验结果
◆－铁品位；■－铁回收率；○－磷回收率；▲－磷品位
从图3可见，精选捕收剂用量为312g/t时，精矿含磷量已降至0.21%，但铁精矿铁回收率下降太多，综合考虑铁精矿回收率和铁精矿含磷量，精选BK-420捕收剂用量定在250g/t。
（四）磨矿细度试验
在确定粗选、精选药剂用量后，进行磨矿细度条件试验。结果见图4。
图4 磨矿细度试验结果
◆－铁品位；■－铁回收率；○－磷回收率；▲－磷品位
从图4可见，当磨矿细度为85%-0.074mm时，精矿含磷量0.28%；磨矿细度为89%-0.074mm时，精矿含磷量0.23%；磨矿细度达-0.074mm占97%时，精矿含磷量0.22%，铁品位也变化不大。因此脱磷磨矿细度定为89%-0.074mm。
（五）反浮选全开路试验
在条件试验的基础上，按图5所示流程及条件进行了反浮选脱磷开路试验，试验结果见表2。
图5 反浮选脱磷开路试验流程
表2 反浮选脱磷全开路试验结果%
从表2可见，在1次粗选、1次精选、1次扫选条件下，可获得含磷0.24%、铁回收率61.18%的铁精矿。
（六）脱磷浮选闭路试验
在开路试验的基础上，按图6流程进行了闭路试验。试验结果见表3。
图6 反浮选脱磷闭路试验流程
表3 反浮选脱磷闭路试验结果%
从表3可见，反浮选脱磷闭路试验获得了铁品位45.22%，含磷量0.23%，铁回收率84.74%的铁精矿。
（七）磁化焙烧温度试验
对脱磷后的铁精矿进行了磁化焙烧温度试验，试验流程及试验条件见图7，试验结果见图8。
图7 磁化焙烧试验流程
图8 磁化焙烧温度试验结果
◆－铁品位；■－铁回收率；▲－铁产率
从图8可见，磁化焙烧－磁选能提高精矿品位，温度由850℃升至950℃，铁精矿品位由56.24%升至61.23%，但铁精矿回收率由87.99%降至68.40%。综合考虑，选用焙烧温度915℃条件下进行焙烧时间试验和煤粉用量试验。
（八）磁化焙烧时间试验
对脱磷后的铁精矿进行了磁化焙烧时间试验，试验结果见图9。
图9 磁化焙烧时间试验结果
◆一铁品位；■－铁回收率；▲一铁产率
从图9可见，焙烧时间由20min延至60min，铁精矿品位由56.43%升至60.02%，铁精矿回收率由68.32%升至82.56%。综合考虑，选用焙烧时间60min。
（九）磁化焙烧煤粉用量试验
对脱磷后的铁精矿进行了磁化焙烧煤粉用量试验，试验结果见图10。
图 10磁化焙烧煤粉用量试验结果
◆－铁品位；■－铁回收率；▲－铁产率
从图10可见，煤粉比例为100∶15时较合适，此时铁精矿品位达60.02%，铁精矿回收率82.96%。
（十）流程试验
对原矿进行反浮选脱磷，脱磷后的铁粗精矿选用焙烧温度915℃，焙烧时间为60min，焙烧矿∶煤比例为100∶15作为焙烧条件，焙烧产品磨至90%-0.038mm进行磁选。然后进行反浮选－焙烧－磁选流程试验，其结果见表4。
表4 原矿反浮选－焙烧－磁选试验结果 %
从表4可见，最终铁精矿产率48.98%，铁精矿品位60.09%，铁回收率70.02%，含磷0.23%，Al2O36.24%,SiO25.81%。
三、结论
该鲕状高磷赤铁矿中含磷矿物主要是胶磷矿，采用反浮选脱磷－焙烧－磁选工艺，可获得铁品位60.09%，含磷量0.23%，铁回收率70.04%的铁精矿，可为我国开发某高磷赤铁矿提供技术依据。
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