随着全球工业化进程的不断推进，铁矿资源作为国民经济发展的基础原料，其重要性不言而喻。然而，优质易选铁矿资源日益减少，开发利用难选型铁矿资源已成为行业发展的必然趋势。本文针对高硫高泥赤铁矿这一典型难选矿种，系统介绍了其矿物特性及最新选矿技术解决方案。
高硫高泥赤铁矿的矿物特性分析
高硫高泥赤铁矿作为一类特殊的难处理铁矿资源，其选矿难度主要源于矿石的复杂性和特殊性。通过系统的矿物学分析可知，该类型矿石具有以下显著特征：
1. 元素组成特点典型高硫高泥赤铁矿中铁含量相对较低，通常仅为12-15%左右，而SiO₂含量高达55-60%，此外还含有较高的Al₂O₃、K₂O及MgO等元素。这种元素组成特点决定了其选矿提纯的难度。
2. 矿物组成特征从矿物学角度分析，该类型矿石主要由以下矿物组成：
- 金属矿物：以赤铁矿为主导，伴有少量褐铁矿和磁铁矿，硫化物矿物含量极低
- 脉石矿物：主要为石英，其次为高岭土等黏土矿物，少量云母和绿泥石
3. 矿物嵌布关系泽鑫矿业研究表明，该类型矿石的一个突出特点是赤铁矿与石英关系密切，形成复杂的嵌布结构。扫描电镜分析显示，微细粒的赤铁矿与石英相互嵌生和包裹，同时大量黏土矿物分布于赤铁矿集合体间隙中，这种复杂的嵌布关系是选矿难度的关键所在。
选矿工艺流程设计原则
针对高硫高泥赤铁矿的特性，泽鑫矿业开发了一套系统的选矿工艺流程设计原则，主要包括：
1. 预先脱泥处理考虑到矿石中原生泥质及破碎磨矿过程中产生的次生泥质会严重干扰后续选别过程，设计了预先脱泥环节，有效降低泥质对强磁选的负面影响。
2. 分阶段破碎磨矿采用精细化的破碎磨矿体系，避免过粉碎造成的选矿难度增加。特别是采用分级-棒磨的组合形式，将磨矿细度控制在-74μm占比约54%左右，有效平衡了单体解离度和过粉碎之间的关系。
3. 多段选别流程根据不同阶段矿物解离特性，设计了"强磁抛尾-再磨-反浮选"的多段选别流程，逐步提高精矿品位和回收率。
创新联合工艺流程及关键技术
泽鑫矿业针对高硫高泥赤铁矿开发的创新联合工艺流程主要包含以下环节：
1. 预脱泥技术采用高效螺旋溜槽技术进行重选分级脱泥，技术要点包括：
- 合理设计溜槽倾角：根据矿石特性优化溜槽倾角，提高分选效率
- 精确控制给矿浓度：通过专门的浓度控制系统，保持最佳分选状态
- 多级分级流程：采用多级分级流程，确保泥质分离彻底
2. 强磁选抛尾技术针对脱泥后的矿物，采用两段强磁选进行抛尾处理：
- 磁场强度优化：通过试验确定最佳磁场强度为278.66kA/m
- 多段磁选流程：采用两段磁选流程，提高铁矿物回收效率
- 磁选设备选型：根据矿石特性选择高梯度磁选机，提高选别效率
3. 粗精矿再磨技术考虑到原矿中赤铁矿与脉石矿物的紧密嵌生关系，对磁选粗精矿采用再磨处理：
- 精确控制磨矿细度：将再磨产品控制在-45μm占73.88%，提高单体解离度
- 选择合适的磨矿介质：根据矿石硬度特性选择适宜的磨矿介质
- 采用分级磨矿工艺：避免过磨现象，提高磨矿效率
4. 反浮选脱硅技术针对再磨后的精矿中残留的脉石矿物，采用反浮选技术进行进一步提纯：
- Ca²⁺活化机制：利用Ca²⁺对硅铝矿物的选择性活化作用
- 改性淀粉抑制体系：采用特殊改性淀粉作为赤铁矿的抑制剂
- 混合胺捕收体系：使用优化配比的混合胺捕收剂，提高浮选选择性
工业应用效果及经济分析
泽鑫矿业将上述工艺应用于多个高硫高泥赤铁矿项目，取得了显著的技术经济效益：
1. 选矿技术指标
通过该联合工艺流程处理，最终铁精矿品位达到51.28%，铁回收率为38.74%，整体选矿指标满足工业化生产要求。与传统单一工艺相比，精矿品位提高8-10个百分点，回收率提高5-8个百分点。
2. 经济效益分析
经测算，采用该工艺处理高硫高泥赤铁矿，与传统工艺相比：
- 投资成本：初期投资略高，但单位处理成本降低约15%
- 运营费用：综合能耗降低约12%，药剂消耗降低约18%
- 经济回报：投资回收期缩短约20%，年均利润提高约25%
应用案例与工艺参数优化
在某高硫高泥赤铁矿处理项目中，泽鑫矿业通过系统的参数优化，实现了工艺性能的最大化：
1. 磨矿参数优化
通过系统试验确定最佳磨矿条件：
- 一段磨矿细度：-74μm占54.25%，球磨机转速为临界转速的76%
- 二段磨矿细度：-45μm占73.88%，球磨机填充率为38%
2. 磁选参数优化
强磁选关键参数确定为：
- 一段磁选磁场强度：250.35kA/m，磁选机转速22r/min
- 二段磁选磁场强度：278.66kA/m，磁选机转速18r/min
3. 反浮选参数优化
通过系统试验确定最佳浮选条件：
- pH值控制在9.5-10.2范围
- Ca²⁺浓度维持在250-300mg/L
- 改性淀粉用量为1200-1500g/t
- 混合胺用量为180-220g/t
未来技术发展与展望
随着选矿技术的不断进步，泽鑫矿业将在以下几个方面持续探索高硫高泥赤铁矿选矿技术的优化与突破：
- 智能化选矿控制：引入人工智能技术，实现选矿过程的智能监控和优化
- 环保型选矿药剂：开发新型环保选矿药剂，降低环境影响
- 能源节约技术：研发低能耗磨矿和选别设备，降低生产成本
- 综合回收技术：探索伴生有价金属的综合回收技术，提高资源利用率
通过这些技术的持续创新和优化，高硫高泥赤铁矿的选矿效率和经济效益有望进一步提高，为解决我国铁资源供应紧张问题提供有力支持。
结论
高硫高泥赤铁矿作为一种典型的难选铁矿资源，通过合理的工艺流程设计和关键技术优化，完全可以实现经济可行的工业化开发利用。泽鑫矿业开发的"预脱泥-强磁选-再磨-反浮选"联合工艺为此类资源的高效开发提供了成功范例。
在实际应用中，需要根据具体矿石特性进行有针对性的工艺参数调整，以达到最佳的选矿效果。随着技术的不断进步和创新，难选铁矿资源的高效开发将为铁矿工业的可持续发展注入新的活力。
