铁矿石中铁、铝、硅分离研究进展.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 N 1 N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 铁矿石中铁、铝、硅分离研究进展① 舒聪伟1 ”，唐云1 ’2 1 ．贵州大学矿业学院，贵州贵阳5 5 0 0 0 3 ；2 ．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳5 5 0 0 0 3 摘要针对我国部分铁矿含铝、硅较高的情况，介绍了国内外近期铁、铝、硅分离的研究现状。铁、铝、硅分离主要有物理法、化学 法和生物法。物理法具有工艺流程简单，成本低的优点，但只适用于结构简单的矿石，对于铁、铝、硅嵌布关系复杂的矿石分离效率 低。化学选矿对铁、铝、硅嵌布关系复杂的矿石分离效果较好，但存在成本稍高，废气、废液难处理，易污染环境等问题。生物选矿 对设备要求简单、低能耗、对环境污染也较少，但存在反应时间长，铝、硅脱除效果有限，但仍有巨大的潜力，应引起重视、加速开发。 最后探讨了我国铁矿选矿的发展趋势。 关键词铁矿；选矿；铁铝硅分离 中图分类号T D 9 2文献标识码B文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 3 6 8 0 7 1 我国铁矿资源形势 世界铁矿资源丰富，据报道，目前世界铁矿石储量 为16 0 0 亿吨，储量基础为37 0 0 亿吨，铁金属储量为 8 0 0 亿吨，储量基础为18 0 0 亿吨。世界铁矿资源分布 的特点是南半球国家富铁矿床较多，如巴西、澳大利 亚、南非等；北半球国家贫铁矿床较多，如前苏联地区、 美国、加拿大、中国等J 。截至2 0 1 0 年底，我国已探明 的铁矿存储量约为7 1 4 亿吨，资源查明程度不到 3 0 ％。截止目前，全国有超过20 7 0 个铁矿石尚未开 发，未动用的铁矿石资源储量达到了3 4 2 ．6 9 亿吨。目 前已开发利用的铁矿区13 6 5 处，占全部铁矿查明资 源储量的4 7 ．8 0 ％；未开发利用的铁矿区14 9 2 处，占 全部铁矿查明资源储量的5 2 ．2 0 ％，我国还有一半的 铁矿查明资源储量尚未开发利用。2J 。我国铁矿石富 矿少、贫矿多，9 7 ％的铁矿石为3 0 ％以下的低品位铁 矿，国内尚存大量未被开发利用的难选铁矿。 另外，随着我国经济持续高速的发展，钢铁工业迅 发展。2 0 1 1 年，特别是进入下半年，由于受国际经济 下滑，我国经济增速下降，市场萎缩的影响，钢铁行业 面临着严重的困难局面。国内各钢铁企业对矿石的需 求量增长迅猛，国内的矿山生产已远远满足不了需求， 不得不依国外的优质铁矿石资源。根据统计1 9 8 5 年 我国口铁矿石突破10 0 0 万吨，2 0 0 2 年突破1 亿吨，而 2 0 1 1 年全年进口量将近7 亿吨。而自进入2 1 世纪以 来，铁矿石资源价格呈逐渐上升态势，使我国钢铁行业 面临着巨大的压力HJ 。国内的铁矿石资源中易选的 磁铁矿资源日益少，充分利用国内的资源，提高钢铁企 业矿石的自率，缓解进口铁矿石的压力，维持优质的铁 矿原料供给，必须以科技的进步来推动贫铁矿资源的 高效开发与利用。 我国铁矿矿床类型多，赋存条件复杂，矿石类型 多，铝、硅、硫、磷等有害组分含量高，多组分共生铁矿 石占了很大比重，而且有用组分嵌布粒度细，因此采选 难度大、效率低、产品质量差“ J 。因此总结国内外难 选铁矿技术经验，加快推进选矿技术进步，更好地利用 这部分资源，对支持我国钢铁行业的发展，抵御世界铁 矿石市场风险，具有重大的现实意义和深远的历史 意义。 我国含铁矿物种类较多，目前已发现的铁矿物和 含铁矿物约3 0 0 余种，其中常见的有1 7 0 余种，但在当 前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤 铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。其中褐铁矿、菱铁 矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石M 。7J 。 2 铝、硅对烧结和炼铁的影响 铁矿石有无开采价值，开采后能否直接入炉冶炼 以及冶炼价值如何，均取决于铁矿石的品位。高品位 铁矿石有利于降低焦比、减少渣量、减少熔剂的用量、 提高冶炼产量。因此铁矿石中的A 1 0 ，和S i 0 等脉 石矿物在很大程度上决定熔剂与燃料的消耗量，是评 定铁矿石的重要指标。8J 。 2 ．1 A I 。O ，和9 i O 对烧结矿的影响 在烧结矿中A 1 0 ，的含量太多会导致烧结矿还原 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 5 作者简介舒聪伟 1 9 8 6 ～ ，男，江西人，硕士研究生，主要研究方向为难选矿石的选矿技术及资源综合利用。 通讯作者唐云 1 9 7 1 一 ，女，贵州人，教授，硕士研究生导师，主要研究方向为难选矿石的选矿技术及资源综合利用。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 舒聪伟等铁矿石中铁、铝、硅分离研究进展 粉化性能恶化，使高炉透气性变差，炉渣黏度增加，放 渣困难。但烧结原料中含有少量的A I O ，可降低烧结 矿的熔化温度，生成铝酸钙和铁酸钙的固溶体可增加 液相数目，同时增加表面张力，降低液相黏度，促进铁 氧化物的生成，利于烧结矿的氧化。因此烧结矿中 A 1 2 0 ，含量应小于2 ．1 ％。 烧结矿料含有一定量的S i O 时，能生成合适的液 相作为铁矿晶粒黏结的基础，使烧结矿具有较高的机 械强度，但是，当S i O 含量超过1 0 ％的矿粉生产白熔 性烧结矿时，会导致烧结矿在冷却过程中粉化严重，所 以烧结料S i O 含量应控制在5 ％～6 ％为宜。 2 ．2 A | O ，和S i O 对高炉冶炼的影响 A l O ，在高炉冶炼进入炉渣，需要消耗C a O 、M g O 等熔剂，增加燃料消耗，增加渣量，引起高炉冶炼焦比 升高和产量降低。当炉渣中A 1 O ，含量超过1 8 ％～ 2 2 ％时，炉渣变得难溶而不易流动。因此对铁矿石中 的A 1 O ，含量要加以控制，一般铁矿石中W S i O ／ W A 1 O ， 不宜小于2 ～3 。 在炼铁过程中，少量的S i O 会进人铁水中，但当 铁水中的S i O 含量过多时，会使铁水降级或报废。大 部分的S i O 会进入炉渣，由于S i O 熔点较高，要使它 从铁矿石中分离出来进入炉渣，须添加白云石或石灰 石等碱性脉石和燃料。因此，S i O 含量高，高炉冶炼 焦比会升高，产量下降。故对炼铁而言，S i O 含量越 低越好一“⋯。 3 国内外铁铝硅分离研究现状 3 ．1国内外铁铝分离研究现状 铝一般是以三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石 嵌布于铁矿中和以类质同象形式存在于铁矿物中。有 时铁矿中铝与铁嵌布关系十分复杂，用常规的选矿方 法难以达到有效的分离。目前，国内外针对铁铝分离 的研究主要有铝土矿和铁矿，研究方法主要包括物理 法、化学法和生物法。物理选矿主要工艺有强磁选、重 选、浮选及磁选一浮选联合工艺等1 。1 2J ，对铝铁嵌布关 系较简单的矿石分离效果较好。化学选矿主要有磁化 焙烧法、酸浸氯化焙烧及钠化焙烧等，对于铝铁嵌布关 系复杂的矿石铝铁分离效果较好3 。1 4J 。 3 ．1 ．1 物理方法 1 重选。重选在当代选矿方法中占有重要地位， 它是根据矿物矿粒间密度的差异，因而在运动介质中 所受重力、流体动力和其他机械力的不同，从而实现按 密度分选矿粒群的过程。重选是弱磁性铁矿石的重要 选矿方法之一，在铁铝分离过程中主要用来处理粗粒 级物料，近年来重选技术在处理细粒及微细粒铁矿石 方面也有所发展。B 萨尔卡尔纠研究了使用干涉重 力分选机从细粒铁矿中除去A I O ，和S i O ，并取得了 较好的效果。颗粒在F D S 分选机中的沉降机理是干 涉沉降，使颗粒在设备自生重介质中按其密度差得到 富集。其原矿铁品位为6 0 ．1 0 ％，含A 1 O ，4 ．3 0 ％， S i O 4 ．2 0 ％。首先使用直径为3 英寸的水力旋流器进 行脱泥，然后采用F D S 分选机对脱泥后产品进行干涉 沉降。使产品中铁的品位上升至6 6 ．2 6 ％，A 1 ，O ，含量 降至1 ．6 6 ％，S i 0 2 含量降至1 ．5 7 ％。采用重选法进行 铁铝分离要求矿石中铁铝嵌布关系较为简单，其优点 是对设备要求低，成本较低，分离效率高。 2 磁选。磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间 的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。 它是处理铁矿石的主要方法。目前国内外对铁矿采用 单一磁选法分离铁铝报道较少，一般应用于铝土矿。 李光辉等刮采用强磁选对含铁铝土矿进行了除铁试 验研究，试验选取两种铁含量不同的铝土矿 A 和B 。 样品中一水硬铝石是主要的的铝矿物，铁矿物主要包 含赤铁矿和褐铁矿，嵌布粒度相对较粗，有利于用磁选 脱铁。原矿A 样中，A 1 O ，含量为4 7 ．9 4 ％，F e 2 0 3 含 量为3 1 ．0 0 ％，B 样中A 1 2 0 3 含量为5 4 ．3 9 ％，F e 2 0 3 含 量为2 4 ．2 9 ％。矿样A 和B 分别细磨至一0 ．0 7 4m m 粒级占8 7 ．5 0 ％和7 8 ．3 0 ％，然后均采用强磁选进行铁 铝分离，磁场强度分别为1 ．2T 和1 ．0T ，可获得A 1 O ， 含量均大于6 5 ％，回收率大于7 5 ％，F e O ，含量为5 ％ ～9 ％的铝精矿。李润生Ⅲ1 等采用磁分离法处理高铁 三水铝石，原矿品位为5 5 ．5 8 ％，全铁含量为7 ．0 8 ％， 经磁选后A l 0 ，含量为6 1 ．2 9 ％，全铁含量为0 ．9 0 ％， 铁去除率达到9 0 ％以上。在铁矿物为强磁性或弱磁 性而铝矿物为非磁性条件下，采用磁选法分离铁铝效 果较好。 3 浮选。浮选是利用不同矿物表面 相界面 性 质的差异来进行分选的，它是细粒和极细粒物料分选 中应用最广泛、效果最好的一种选矿方法。它不仅能 选别早期重选、磁选难于处理的细粒铁矿石，而且能选 别组成复杂的复合共生铁矿石。北京钢铁学院副对 阳泉铝矾士矿半工业浮选．磁选后的尾矿进行了浮选 脱铁试验研究。试验时，先将浮选．磁选尾矿细磨至 一0 ．0 3 7m m 粒级占9 6 ％后，再以苄基胂酸为捕收剂， 氟硅酸钠为抑制剂和乙基醛醇为起泡剂进行浮选。经 过一次粗选、二次扫选、二次精选作业，可获得含 F e ，O ，为0 ．7 6 ％、产率为8 1 ．0 3 ％的铝士矿合格产品， 符合规定的莫来石原料要求。针对广东某褐铁矿矿石 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 共生关系简单的特点，江源等引进行了不同浮选工艺 方案试验，原矿T F e 含量为4 5 ．9 5 ％，A 1 O ，含量为 1 ．2 6 ％，采用阳离子浮选法，经过一粗一扫流程，最终 可获得T F e 含量为5 9 ．2 5 ％，A 1 0 3 含量为0 ．6 1 ％的铁 精矿。浮选法分离铁铝成本较低，工艺流程简单，生产 过程较宜控制。 4 磁选一浮选联合。在铁、铝矿物共生关系比较 复杂时，单一的物理方法往往难以达到较好的分离效 果，此时采用联合工艺可以达到事半功倍效果，目前较 为常见的联合工艺主要是磁选一浮选联合。河南某高 铁铝土矿Ⅲ1 原矿品位为5 0 ％，含铁矿物为赤、褐铁 矿，全铁含量达1 5 ％。由于原矿易泥化，细磨无法使 铁矿物分离，经试验研究决定采用强磁选- 阴离子反浮 选联合工艺，获得了含A 1 O ，6 8 ％，回收率为7 4 ％的精 矿，同时分离后的F e O ，也得到富集，得到品位为 6 1 ％，回收率为5 6 ％铁精矿。吴明- 2 对贵州赫章鲕状 赤铁矿进行了降磷降铝选矿试验，该原矿样T F e 含量 为4 1 ．4 9 ％，A 1 2 0 ，含量为1 2 ．1 8 ％，P 为0 ．5 3 ％。由于 该铁矿物质组成复杂，嵌布粒度细，分选难度大，因此 采用了焙烧．磁选．反浮选联合工艺流程，即先对矿样 进行还原焙烧，然后弱磁选，磁选精矿再反浮选，取得 了不错的效果。最终获彳导T F e 品位5 5 ．4 7 ％，回收率 7 8 ．3 4 ％，A 1 含量6 ．9 4 ％，P 含量0 ．4 4 ％的铁精矿。 综上所述，物理法分离铝铁工艺流程简单，成本较 低，但只适用于结构简单的矿石，对于铝铁嵌布关系复 杂的矿石铝铁分离效率低，其铝铁分离效果较差。 3 ．1 ．2 化学方法 1 磁化焙烧。磁化焙烧是在一定条件下把弱磁 性铁矿物 赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和黄铁矿等 变成 强磁性磁铁矿或 y 一赤铁矿。磁化焙烧按原理可分为 还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧，磁化焙烧是种常见的 铝铁分离方法，广泛地应用于低品位褐铁矿、赤铁矿、 菱铁矿的选铁及铝土矿除铁和赤泥回收铁。贵州赫章 高铝鲕状赤铁矿原矿主要铁矿物为赤铁矿和褐铁矿， 含铝矿物三水铝石以细粒集合体和隐晶质被赤铁矿包 裹，铁铝赋存关系复杂。研究表明，添加Y S 一1 ，杨大 兵拉23 等采用焙烧还原一干式磁选工艺对贵州高铝鲕状 赤铁矿中铝和铁进行分离，原矿主要铁矿物为赤铁矿 和褐铁矿，含铝矿物三水铝石以细粒集合体和隐晶质 形式存在，铁铝赋存关系复杂。原矿全铁含量为 4 2 ．5 6 ％，A 1 2 0 3 含量为1 2 ．3 0 ％，在Y S 一1 用量为 5 ．6 6 ％，煤粉用量为1 5 ％，还原温度为13 5 0 ℃，保温 时间为4 0m i n ，焙砂冷却至常温后破碎至一2m m ，经2 次千式磁选可获得全铁品位为9 3 ．1 6 ％，A I O 。含量为 2 ．0 2 ％的铁精矿，铁回收率为8 8 ．4 5 ％。美国的L e o n YS a d l e r 牡列对某含铁铝土矿进行铝铁分离试验研究， 原矿中含铁矿物主要为针铁矿和赤铁矿，F e O ，含量 为2 ．7 ％。研究了加入气体H 还原焙烧铝土矿，使铝 土矿中弱磁性的针铁矿和赤铁矿还原为强磁性的磁铁 矿或金属铁，然后用磁力分离器磁选分离铝铁。试验 得出最佳工艺条件为铝土矿在8 0 0 ℃进行焙烧，并通 入还原气体H ，焙烧后产品在磁场强度为40 0 0G s 条 件下进行一次磁选，可得到含F e O ，1 ．5 ％，回收率为 9 5 ％的铝土矿，而磁性部分产品含有2 1 ％的F e O ，。 在炉中或窑中磁化焙烧已是成熟技术，然而，使用微波 加热磁化铝土矿中的赤铁矿是一个新方法。印度的 B h i m a R a o Ⅲ1 把含A 1 2 0 35 5 ．9 0 ％，F e 2 0 35 ．6 ％铝土矿 置于微波炉中进行磁化焙烧，焙烧产品再磨，然后磁选 分离，可得到含A 1 O ，8 0 ％，回收率为8 0 ％，含F e O ， 2 ．5 ％的铝土矿精矿。该机制的原理为微波加热能辐 射在铝土矿中特定的点上，这些特定的点是在铁矿物 的位置，在还原气氛下，微波促进弱磁铁矿物更快地转 换磁性铁矿物，提高了磁力分离效果。磁化焙烧法可 用于分离各种氧化铁矿石，能一定程度地实现铝铁分 离，但能耗较高，对细粒度嵌布的铝铁作用有限。 2 酸浸。酸浸是浸出工艺中的一种，它是用酸溶 液选择性地溶解矿物原料中某组分的工艺过程。三大 强酸 硫酸、盐酸和硝酸 、氢氟酸、王水及中等强酸等 皆可作为某些矿物原料的浸出试剂，其中稀硫酸是使 用最广的酸浸试剂。袁明亮等旧纠对复杂铝土矿浮选 尾矿进行酸浸除铁试验研究，取得了良好的效果铝土 矿浮选尾矿含A I O ，3 9 。9 2 ％，S i 0 22 8 ．7 5 ％，T F e 7 ．3 1 ％，实验考察了硫酸浓度、草酸浓度、反应时间和 温度等因素对铁溶解行为的影响，通过大量的实验得 出最佳的酸浸工艺条件为反应温度8 0 ℃、反应时间 3h 、硫酸浓度2 ．7 0m o l ／L 、草酸浓度0 ．2 5m o l ／L 、液固 比1 6 ，除铁后的产品铁含量为0 ．5 6 ％，除铁率达到 9 2 ％。澳大利亚的K u y s l 2 纠研究用盐酸分离出极细粒 铝土矿中的铁，F e O ，含量可从5 ．1 ％降到1 ．7 ％，研 究同时指出三水铝石、一水软铝石、高岭石晶格中的取 代铁不能用盐酸除掉。曾善林心列曾对某一水硬铝石 型铝土矿进行除铁试验研究，采用浓度为1 6 ％～2 1 ％ 的盐酸，在液固比为2 ～3 ，温度8 0 ～9 0 ℃的条件下， 浸出7 0 ～9 0m i n ，可获得含F e 2 0 3 低于0 ，3 4 ％，A 1 ，O ， 损失低于2 ．6 ％的铝土矿精矿。酸浸法有效地实现铝 铁分离，能分离细颗粒嵌布的铝铁，但存在酸液难处理 的环境问题。 3 氯化焙烧。氯化焙烧是利用氯气在高温下与 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 舒聪伟等铁矿石中铁、铝、硅分离研究进展 3 7 l 铁矿物反应生成气态F e C l ，，从而实现铝铁分离，适合 处理高铝低铁矿石，因此氯化焙烧法主要适用于铝土 矿除铁【28 | 。武汉钢铁学院[ 2 9 1 对阳泉铝矾土矿进行氯 化除铁研究。试验结果表明，在12 0 0 ℃下氯化1h ， F e 0 3 的挥发率为6 4 ％～6 6 ％，精矿含F e 0 3 由原矿 1 ．0 0 8 ％下降到0 ．2 9 ％一0 ．3 1 ％，产率在9 5 ％以上。 匈牙利的S z a b o mo 在6 0 0 8 5 0 ℃下对匈牙利铝土矿 进行氯化除铁。F e 0 3 含量从1 6 ．8 0 ％下降到3 ％一 3 ．5 ％。用差热分析法，x 射线衍射法、穆斯堡尔谱进 行氯化除铁机理分析指出，只有铝土矿中的赤铁矿、针 铁矿与氯气反应。美国的W e s t o n ，S a v i d “ u 在专利中， 采用C I ．C O 混合气体氯化铝土矿中的F e O ，，温度在 9 7 0 ℃下氯化2 0m i n ，F e 2 0 3 的含量由原来1 ．2 7 ％下 降到0 ．0 2 ％，F e 2 0 ，除去率9 8 ．3 0 ％。氯化法铝铁分 离效果好，但由于氯气有很强的化学活性，对工业设备 腐蚀性大，且存在成本高、氯气尾气难处理等问题，因 而极大地限制了该法的广泛应用。 4 钠盐焙烧。钠盐焙烧是通过在矿物原料中加 入钠盐 如碳酸钠、氯化钠、苛性钠、硫酸钠等 在一定 温度和气氛条件下使难溶矿物转变为相应的钠盐，所 得焙砂再经水、稀酸或稀碱溶液浸出，用于提取有用组 分或除去矿物原料中的某些杂质。姜涛∞副等人采用 钠盐还原法选别印度尼西亚高铝褐铁矿，该矿石铁品 位为4 8 ．9 2 ％，脉石成分主要是A 12 0 ，和S i 0 2 ，其含量 分别为8 ．1 6 ％和4 ．2 4 ％。在硫酸钠用量1 2 ％、焙烧 温度10 5 0 ℃、焙烧时间6 0m i n 、焙烧产物磨至 一0 ．0 7 4m m 粒级占9 8 ％、磁场强度0 ．6 7 5T 的条件 下，可获得铁品位9 1 ．0 0 ％，A 1 2 0 3 含量1 ．3 6 ％的金属 铁粉，铁的回收率为9 1 ．5 8 ％，铝的脱除率为9 0 ．4 7 ％。 某高铝褐铁矿T F e 为4 8 ．9 2 ％，主要杂质成分为A I O 。 和S i O ，含量分别为8 。1 6 ％、4 ．2 4 ％，周太华4 0 采用钠 盐焙烧一浸出工艺在焙烧温度10 0 0 ℃，焙烧时间1 5 m i n ，N a C O ，9 ％，水浸温度6 0 ℃，水浸时间5m i n ，水 浸液固比5 l ，酸浸温度1 2 0 ℃，酸浸时间1 5r a i n ，硫 酸初始浓度4 ．5 ％的条件下，铁精矿A I 0 ，含量为 3 ，6 2 ％，铁品位T F e 为6 2 ．7 2 ％，N a O 含量为0 。2 7 ％。 在钠盐焙烧过程中，铁氧化物被还原成金属铁，经弱磁 选后进入磁性物，大部分铝、硅矿物与硫酸钠反应生成 不溶于水的非磁性物质铝硅酸钠，少量铝、硅矿物与 F e O 反应分别生成铁橄榄石和A 1 3 F e ，O 。经磁选后进 人非磁性物。 3 ．1 ．3 生物方法 生物选矿就是利用某些微生物或其代谢产物与矿 物相互作用，产生氧化、还原、溶解、吸附等反应从而脱 除矿石中不需要的组分或回收其中的有价金属的技 术H3 | 。生物法分离铝铁技术主要涉及的微生物为异 养菌及其代谢产物，目前主要用于脱除铝土矿中铁。 林玉满Ⅲo 采用铁还原菌F L H 1 对含F e O ，的高铁高 岭土进行除铁研究。原料为铁染高岭土，原矿含 F e 2 0 30 ．8 9 ％，A 1 2 0 33 8 ．2 4 ％。在温度3 5 ℃、p H 值为 6 、矿浆浓度1 0 ％、细菌加量0 ．3m L ／g 、蔗糖加量 0 ．0 6m L ／g ，反应时间7d 为最优条件下，高岭土原矿 中F e 0 3 含量从0 ．8 9 ％下降到0 ．3 8 ％，高岭土中三价 铁去除率为5 6 ．7 l ％，去除量为3 ．5 3m g ／s ，自然白度 从6 1 ．3 ％提高到8 1 ．2 ％。周吉奎等“ 副研究了编号为 C S J 一1 3 ’的一株真菌对铝土矿的除铁效果，研究表明该 类微生物就有产酸能力，作者利用微生物发酵产物从 铁含量较高的低品位铝土矿石浸出杂质铁矿物，得出 C S J 一1 3 ’菌对铝土矿降铁的最佳工艺条件为过滤收集 p H 值低于2 ．5 的微生物发酵液，添加2 ％的浓H S 0 。， 得到p H 值为0 ，5 左右的浸矿剂，反应温度8 5 ℃，反 应时间6h ，固液比1 1 0 。在此条件下，铝土矿F e 0 ， 含量由浸出前的4 ．9 6 ％下降到浸出后的0 ．3 9 ％，除铁 率达到9 0 ％以上。印度的P h a l g u a iA n a n d 【3 刮研究了用 芽孢杆菌来去除铝土矿中的钙、铁试验，在7d 时间 内，芽孢杆菌可将处于2 ％蔗糖的布罗费德介质 B r o m i f i e l dm e d i u m 中的铝土矿全部钙和4 5 ％铁除 去，而且当微生物产生最大量的外细胞多糖质时，铁的 去除最完全。此外，他还研究发现，在生物选矿作用过 程中，存在细菌的直接作用机理和代谢物浸出的非直 接作用机理两部分。与传统工艺比较生物法选矿技术 具有以下特点常温常压下操作、设备要求简单、成本 及能耗低、无二次污染。其缺点是生物反应速度慢，时 间长，存在铝铁分离效果有限。 3 ．2 国内外铁硅分离研究现状 我国在2 0 世纪8 0 年代初开始抓精料问题时，由 于片面关注铁品位，造成虽然磁选铁精矿品位由 6 0 ．o o ％一6 3 ．0 0 ％提高到平均6 6 ．5 0 ％左右，但S i 0 2 仍然在6 ．0 0 ％一1 0 ．0 0 ％。而且国内钢铁行业普遍对 铁精矿中S i O 含量并无具体的指标控制要求，这种状 态一直持续了2 0 年。而国外企业在追求高品位、低杂 质的铁精矿时，通常要求T F e 6 6 ．0 0 ％，S i 0 22 ％一 4 ％，S 7 1 ．2 ％，W S i O 0 ．0 1 ％，达到了精铁矿粉 固相催化氧化法生产超高纯仅一F e 。O ，产品工艺对原料 纯度的要求。该新工艺路线污染小和成本低，具有良 好的工业化推广前景。 4 结语 由于我国铁矿石种类复杂及综合选矿技术经济水 平不高的制约，导致我国复杂难选铁矿石资源的利用 率较低。对难选铁矿进行选矿试验研究是未来的发展 趋势，提高选矿技术经济水平是重点，以后应加强以下 几个方面的研究。 1 矿石性质研究加强对矿石结构，组成成分，以 及脉石矿物的特点和细粒或超细状态下的矿石性究， 为下一步选矿做好充分准备。 2 选矿工艺研究随着铁矿石的低品位化、易泥 化和堪布关系复杂化，单一物理选矿方法难以满足选 矿要求，因此应该多方位研究，如加强细粒磨矿分级与 高效细粒铁矿石选矿工艺研究，加强高效磁化焙烧理 论的基础研究，开发高效磁化焙烧技术；以及加强对联 合技术的开发1 4 9J 。 3 选矿设备研究实践证明选矿设备对工业生产 指标有很大的影响，高效的选矿设备能大大提高分选 效率。因此应该加强研发重选、磁选、浮选及细磨等方 面的新型高效选矿设备。 4 高效药剂研究药剂的选择是选矿的关键，尤 其是浮选，因此应加强研制适合于铁矿物与含铁硅酸 盐类矿物、硫、磷、铝等有害杂质矿物高效分离的药剂 及微细粒铁矿石的高效分散剂、絮凝剂等药剂。 5 环境保护问题环境是一个不可忽视的问题。 目前，很多选厂存在尾矿难处理导致污染环境，因此必 须加强对废水、废渣处理问题的技术研究，避免对环境 造成污染。 参考文献 [ 1 ] 朱家骥，朱俊士，皮述初．中国铁矿选矿技术[ M ] ．北京冶金工 业出版社，1 9 9 4 ． [ 2 ]马建明，刘树臣，崔荣国．国内外铁矿资源供需形势[ J ] ．中国金 属通报，2 0 0 8 3 0 3 0 3 1 ． [ 3 ]袁致涛，高太，印万忠，等．我国难选铁矿石资源利用的现状及 发展方向[ J ] ．金属矿山，2 0 0 7 1 1 6 ． [ 4 ]袁致涛，韩跃新，李艳军，等．铁矿选矿技术进展及发展方向 万方数据 3 7 4矿冶工程第3 2 卷 [ J ] ．有色矿冶．2 0 0 6 5 1 0 1 2 ． [ 5 ]韩跃新，印万忠，丁亚卓，等．国内外难选铁矿资源利用的现状及 发展方向[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 6 1 4 2 5 ． [ 6 ]黑色金属矿石选矿试验编写组．黑色金属矿石选矿试验[ M ] ． 北京冶金工业出版社，1 9 7 8 ． [ 7 ] 胡永平，裳怀雨，刘保顺．提高和优化铁精矿品位的技术途径 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 2 增刊 ． [ 8 ]韩跃新，印万忠，丁亚卓，等．国内外难选铁矿资源利用的现状及 发展方向[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 6 1 4 2 5 ． [ 9 ] 黑色金属矿石选矿试验编写组．黑色金属矿石选矿试验[ M ] ． 北京冶金工业出版社，1 9 7 8 ． [ 1 0 ]刘竹林．炼铁原料[ M ] ．北京化学工业出版社，2 0 0 7 ． [ 1 1 ] 王松青，应海松．铁矿石与钢材的质量检验[ M ] ．北京冶金工 业出版社，2 0 0 7 ． [ 1 2 ]彭甲平．铁矿石质量评价[ J ] ．湖南冶金，2 0 0 0 3 2 9 3 4 ． [ 1 3 ] 胡永平，裳怀雨，刘保顺．提高和优化铁精矿品位的技术途径 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 2 增刊 ． [ 1 4 ] 孙炳泉．近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展[ J ] ．金属矿 山，2 0 0 6 3 1 1 1 3 ． [ 1 5 ] 李光辉，黄海剐，肖春梅，等．高铁铝土矿的工艺矿物学及铝铁分离 技术[ J ] ．中南大学学报 自然科学版 ，2 0 0 6 ，3 7 2 2 3 5 2 4 0 ． [ 1 6 ]周太华．高铝褐铁矿铝铁分离研究[ D ] ．硕士学位论文，2 0 0 8 ． [ 1 7 ]B 萨尔卡尔．使用干涉床重力分选机从缅粒铁矿中除去氧化 铝的研究[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 8 7 1 5 2 1 ． [ 1 8 ] 李光辉，董海刚，肖春梅，等．高铁铝土矿的工艺矿物学及铝铁 分离技术[ J ] ．中南大学学报 自然科学版 ，2 0 0 6 ，3 7 2 2 3 5 2 4 0 ． [ 1 9 ] 李润生，李凯．高铁含铝矿制低铁铝盐的研究[ c ] ∥药剂研究 与开发2 0 0 9 年全国水处理混凝技术研讨会论文集，2 0 0 9 ． [ 2 0 ] 关明久．我国三水铝石型耐火级铝土矿的选矿研究进展概况 [ J ] ．矿产综合利用，1 9 9 0 5 2 7 3 3 ． [ 2 1 ] 江源，侯梦溪，王毓华．某褐铁矿浮选工艺流程试验研究[ J ] ． 有色金属，2 0 0 7 6 2 4 2 7 ． [ 2 2 ]Q u nZ h a o ，M i l l e rJD ，X u m i n gW a n g ．R e c e n td e v e l o p m e n t si nt h e b e n e f i c i a t i o no fC h i n e s eB a u x i t e ．M i n e r a lP r o c e s s i n g ＆E x t r a c t i v e M e t a l l ．2 0 1 0 ，3 1 1 1 1 一1 1 9 ． [ 2 3 ] 吴明．鲕状赤铁矿降磷降铝工艺与机理研究[ D ] ．硕士学位 论文，2 0 1 0 ． [ 2 4 ] 杨大兵．贵州某难选低品位褐铁矿选矿工艺试验[ J ] ．现代矿 业，2 0 1 l 9 1 4 1 6 ． [ 2 5 ] l e o nYS a d l e r ．Ap r o c e s sf o re n h a n c e dr e m o v a lo fi r o nf r o mb a u x i t e so r e s [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u m r do fM i n e r a lp r o c e s s i n g ，1 9 9 1 ，3 1 2 3 3 ～2 4 6 ． [ 2 6 ] B h i m a R a oR ．N o v e la p p r o a c hf o rt h eb e n e f i c i a t i o no f f e r r u g i n o u s b a u x i t eb ym i c r o w a v e [ J ] ．M i n e r a l sA n dM e t a l l u r g i c a lp r o c e s s i n g ， 1 9 9 6 ，1 3 3 1 0 3 1 0 6 ． [ 2 7 ] 袁明亮，赵国魂，胡岳华．铝土矿浮选尾矿中铁的溶解行为[ J ] ． 过程工程学报，2 0 0 4 ，4 1 1 2 1 4 ． [ 2 8 ] K u y sK 1 ．M i n e rE n g ，1 9 9 0 ，3 5 4 2 1 3 5 ． [ 4 0 ] 4 1 ] [ 4 2 ] [ 4 3 ] [ “] [ 4 5 ] [ 4 6 ] [ 钾] [ 4 8 ] [ 4 9 ] [ 5 0 l [ 5 1 ] [ 5 2 ] 曾善林．铝土矿酸浸除铁最佳工艺条件研究[ J ] ．铝镁通讯， 1 9 8 7 4 1 6 2 2 ． 周国华，薛玉兰，何伯泉．铝土矿选矿除铁研究进展概况[ J ] ．矿 产保护与利用，1 9 9 9 4 4 4 4 7 ． 全宏东．铝土矿中氯化除钛、铁的研究[ J ] ．耐火材料，1 9 8 6 2 2 5 2 7 ． S z a b oI IH u n g ．JI n dC h e m ，1 9 8 9 ，1 7 4 4 6 5 4 7 5 ． W e s t o n ，D a v i d l ．美国专利，U S ，4 ，4 2 5 ，3 0 8 ． 姜涛．钠化还原法处理高铝褐铁矿新工艺[ J ] ．中国有色金属 学报，2 0 1 0 3 5 6 5 5 7 0 ． 蒋鸿辉，王琨．生物选矿的应用研究现状及发展方向[ J ] ．中 国矿业，2 0 0 5 9 7 6 7 9 ． 林玉满．铁还原菌F L ．H l 去除高岭土中铁的研究[ J ] ．非金属 矿，2 0 l O ，3 3 6 1 1 1 4 ． 周吉奎，钮因健，李军亮，等．一株浸矿微生物的筛选及对铝土 矿的除铁效果[ J ] ．金属矿山。2 0 0 6 2 3 6 一钓． P h a l g u n iA n a d ．B i o b e n e f i e i n t i o no fu s i n gB a c i l l u sp o l y m y x a c a l c i u m a n di r o nr e m o v a l ．I n tM i n t e rP r o c e s s ，1 9 9 6 4 8 5 1 6 0 ． 辛明印，胡志强，段其福，等．我国铁精矿降硅提铁技术述评[ c ] ∥2 0 0 4 年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流 会论文集，2 0 0 4 ． 龚焕高．选矿学[ M ] 哈尔滨东北工学院出版社，1 9 8 0 ． 李有臣．全磁选流程提铁降硅新工艺新设备研究与实践[ J ] ．金 属矿山，2 0 0 6 1 1 3 0 3 4 ． D a sB ，M i s h r aBK ，P r a k a s hS ，e ta 1 ．M a g n e t i ca n df l o t a t i o ns t u d i e s o fb a n d e dh e m a t i t eq u a r t z i t e B H Q o r ef o rt h ep r o d u c t i o no fp e l l e t g r a d e e o n c e n t r a t e [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a l s ．M e t a l l u r g y a n dM a t e r i a l s ，2 0 1 0 ，6 1 7 6 7 5 6 8 2 ． 梁振绪．提铁降硅阴离子反浮选工艺在磁铁矿选矿中的应用 [ J ] ．矿业工程，2 0 0 3 2 2 9 3 1 ． 王毓华，陈兴华．褐铁矿反浮选脱硅新工艺试验研究[ J ] ．2 0 0 5 7 3 7 3 9 ． 高林章，王义达．提高铁精矿铁品位降低S i 0 2 含量的研究及应 用[ J ] ．金属矿山，2