澳大利亚某铁矿工艺矿物学及选矿试验研究

杨招君; 谢宝华; 钟森林; 王丰雨; 梁焘茂; 李波

doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.017

澳大利亚某铁矿工艺矿物学及选矿试验研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.017

杨招君^{1, 2, 3,},
谢宝华^{1, 2, 3},
钟森林^{1, 2, 3, ,},
王丰雨^{1, 2, 3},
梁焘茂^{1, 2, 3},
李波^{2, 3}

1.
广州粤有研矿物资源科技有限公司, 广东广州 510651
2.
稀有金属分离与综合利用国家重点实验室, 广东广州 510651
3.
广东省科学院资源利用与稀土开发研究所, 广东广州 510651

基金项目: 广东省科学院发展专项资金项目（2022GDASZH-2022010104）。

详细信息

作者简介:
杨招君，1971年出生，女，工程师，主要从事矿物加工工程及资源综合利用方面的研究，E-mail：mimiyzj@163.com

通讯作者:
钟森林，1984年出生，男，工程师，主要从事矿物加工工程及资源综合利用方面的研究, E-mail:13316129197@qq.com

中图分类号: TD92
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出版历程
- 收稿日期: 2022-08-22
- 刊出日期: 2023-01-13

Experimental study on mineralogy and beneficiation of an iron ore from Australia

Yang Zhaojun^{1, 2, 3
,},
Xie Baohua^{1, 2, 3},
Zhong Senlin^{1, 2, 3
, ,},
Wang Fengyu^{1, 2, 3},
Liang Taomao^{1, 2, 3},
Li Bo^{2, 3}

1.
Guangzhou Yueyouyan Mineral Resources Technology Co., Ltd., Guangzhou 510651, Guangdong, China
2.
State Key Laboratory of Separation and Comprehensive Utilization of Rare Metal, Guangzhou 510651, Guangdong, China
3.
Institute of Resources Utilization and Rare Earth Development, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510651, Guangdong, China

摘要

摘要: 澳大利亚拥有原矿品位高、有害元素含量低、开采后不经选矿可直接进入冶炼的丰富的优质铁矿石资源，但优质铁矿石资源不可再生，开发利用较低品位铁矿石资源对于铁矿石资源的可持续开采具有重要意义。澳大利亚某铁矿中Fe品位57.93%,主要含铁矿物为赤铁矿和褐铁矿、少量硬锰矿,脉石矿物主要是高岭土、石英，少量的长石、黑云母、方解石、白钛石、金红石等。有价矿物之间嵌布关系复杂，且铁矿嵌布粒度细，同时赤铁矿和褐铁矿包裹体包含于高岭土、石英或交代连生，铁矿磁选不易分离。试验采用磁选-浮选工艺流程获得Fe品位为68.57%、回收率为76.45%的铁精矿。
- 赤铁矿 /
- 褐铁矿 /
- 磁选 /
- 浮选 /
- 回收率
Abstract: Australia is rich in high-quality iron ore resources with high raw ore grade and low content of harmful elements, which can be directly smelted without beneficiation after mining. However, high-quality iron ore resources are not renewable. The development and utilization of lower grade iron ore resources is of great significance for the sustainable mining. An iron ore from Australia has a Fe grade of 57.93%. The mainly iron-containing minerals contain hematite, limonite, and a small amount of pyrolusite. The gangue minerals are mainly kaolinite and silica, followed by feldspar, biotate, calcite, white titanium, and rutile. The complex embedded relationship among the valuable mineral, the fine disseminated grain size of hematite as well as limonite inclusion were contained in kaolinite, silica which is not conducive to the magnetic separation of the iron ore. In this paper, a flow chart of magnetic separation-flotation was adopted to obtain iron ore concentrate with Fe grade of 68.57% as well as Fe recovery of 76.45%.
- hematite /
- limonite /
- magnetic separation /
- flotation /
- recovery rate

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图 1 原矿X射线衍射图谱

Figure 1. X-ray diffraction pattern of run-of-mine

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图 2 原矿中赤铁矿的连生状态

Figure 2. Interlock of hematite in run-of-mine

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图 3 原矿中褐铁矿的连生状态

Figure 3. Interlock of limonite in run-of-mine

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图 4 原矿中褐铁矿的连生状态

Figure 4. Interlock of limonite in run-of-mine

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图 5 粗选磁场强度条件试验结果

Figure 5. Result of magnetic field intensity condition test for rough magnetic separation

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图 6 冲次条件试验结果

Figure 6. Results of stroke frequency test

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图 7 粗精矿精选场强条件试验结果

Figure 7. Results of rough concentrate cleaner magnetic intensity test

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图 8 捕收剂用量试验结果

Figure 8. Results of collector dosage test

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图 9 淀粉用量试验结果

Figure 9. Results of starch dosage test

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图 10 全流程闭路试验流程

Figure 10. Flow chart of closed-circuit test

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表 1 原矿多元素分析

Table 1. Spectral analysis results of run-of-mine %

Fe₂O₃	Al₂O₃	SiO₂	Cu	Co	K₂O	Na₂O	CaO
84.88	2.92	6.96	0.005	0.001	0.05	0.005	0.08

MgO	MnO	P₂O₅	SO₃	Cr₂O₃	TiO₂	ZrO₂	Ba
0.03	0.83	0.06	0.10	0.03	0.20	0.002	0.03

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表 2 原砂的矿物组成及含量

Table 2. Mineral compositions and content in run-of-mine %

矿物	含量	矿物	含量
赤铁矿	60.950	褐铁矿	31.098
硬锰矿	1.344	白钛石	0.076
高岭石	4.015	假金红石	0.058
石英	1.845	水铝石	0.007
长石	0.144	方解石	0.074
黑云母	0.031	白云石	0.007
古铜辉石	0.004	重晶石	0.025
锆石	0.015	磷铝钙石	0.018
铬铁矿	0.003	其他	0.226
金红石	0.056
自然铜	0.005	合计	100.00

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表 3 主要有用矿物的解离度结果

Table 3. Dissociation results of main valuable mineral

粒级/mm	产率/%	解离度/%
粒级/mm	产率/%	赤铁矿	褐铁矿
+0.04	57.66	94.24	91.90
-0.04+0.02	31.57	97.31	94.73
-0.02	10.77	98.26	99.02
合计	100.00	95.54	94.01

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表 4 原矿筛分分析

Table 4. Sieving analysis of run-of-mine

粒度组成/mm	产率/%	负累计产率/%	Fe品位/%	Fe分布率/%
+0.16	0.18	100.00	46.49	0.14
-0.16~+0.074	15.66	99.82	56.10	15.17
-0.074~+0.038	44.45	84.16	61.45	47.15
-0.038~+0.019	23.86	39.72	62.47	25.73
-0.019~+0.010	4.28	15.86	53.29	3.94
-0.010~+0.005	2.74	11.58	50.21	2.37
-0.005	8.84	8.84	36.08	5.51
合计	100.00		57.93	100.00

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表 5 赤铁矿化学成分能谱分析结果

Table 5. Chemical composition of hematite by energy spectrum analysis %

Fe₂O₃	Al₂O₃	SiO₂	P₂O₅	SO₃	V₂O₅	Cr₂O₃	MnO
98.34	0.17	1.24	0.03	0.05	0.10	0.01	0.07
注：为20个测点平均成分。

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表 6 褐铁矿化学成分能谱分析结果

Table 6. Chemical composition of limonite by energy spectrum analysis %

Fe₂O₃	Al₂O₃	SiO₂	P₂O₅	SO₃	V₂O₅	Cr₂O₃	MnO	MgO	Cl₂O	K₂O	CaO	TiO₂
85.84	4.92	7.92	0.13	0.14	0.09	0.08	0.56	0.02	0.08	0.02	0.08	0.12
注：为20个测点平均成分。

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表 7 不同型号螺旋溜槽试验对比结果

Table 7. Comparison results of variable model of spiral chute test %

设备名称	产品名称	产率	Fe品位	Fe回收率
GL600	精矿	55.34	64.70	61.82
	尾矿	44.66	49.52	38.18
	给矿	100.00	57.92	100.00
GL900	精矿	52.70	65.40	59.51
	尾矿	47.30	49.59	40.49
	给矿	100.00	57.92	100.00
LP900	精矿	54.20	65.50	61.29
	尾矿	45.80	48.95	38.71
	给矿	100.00	57.92	100.00
GL1200	精矿	51.15	66.30	58.55
	尾矿	48.85	49.15	41.45
	给矿	100.00	57.92	100.00

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表 8 磁选设备对比试验结果

Table 8. Comparison of SSS-I WHIMS and ZH HIMS magnetic separator %

设备名称	产品名称	产率	Fe品位	回收率
SSS-I型立环高梯度磁选机	精矿	83.62	63.20	91.24
	尾矿	16.38	30.96	8.76
	给矿	100.00	57.93	100.00
ZH强磁选机	精矿	80.75	62.47	87.09
	尾矿	19.25	38.83	12.91
	给矿	100.00	57.92	100.00

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表 9 全流程闭路试验结果

Table 9. Results of closed-circuit test %

产品名称	产率	Fe品位	Fe回收率
精矿	64.58	68.57	76.45
尾矿	35.42	38.51	23.55
原矿	100.00	57.92	100.00

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参考文献(7)

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