巴基斯坦某鉻鐵礦石提鉻降硅試驗研究

李文輝

（新疆地礦局第一地質(zhì)大隊）

美國地質(zhì)調(diào)查局2010年統(tǒng)計顯示，全世界Cr2O3含量45%以上的鉻鐵礦約3.5億t［1］，主要集中在南非和哈薩克斯坦。我國是鉻鐵礦資源嚴(yán)重短缺的國家，所需鉻鐵礦石絕大部分依靠進(jìn)口［2］。

在冶金工業(yè)上，鉻鐵礦主要用來生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金是生產(chǎn)多種高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼的添加料；金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等金屬冶煉特種合金，這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船以及國防工業(yè)生產(chǎn)槍炮、導(dǎo)彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料［3］。

針對巴基斯坦某鉻鐵礦石的硅高問題，通過提鉻降硅試驗，研究了礦石的合理選礦工藝，為企業(yè)的改擴(kuò)建提供科學(xué)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

鉻鐵礦為礦石中唯一的有用金屬礦物，以粗粒為主，粒度大于0.1 mm占93.90%，0.1～0.048 mm占2.5%；主要呈他形粒狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)塊狀構(gòu)造，團(tuán)塊粒度一般大于1 mm，局部可見破碎的鉻鐵礦，大部分呈帶狀分布。團(tuán)塊狀鉻鐵礦的嵌布粒度大于0.1 mm，最大可達(dá)2 mm，在樣品中主要以他形粒狀集合體的形式出現(xiàn)，也是樣品中的主要嵌布方式，鉻鐵礦團(tuán)塊之間可見透明礦物充填，這些透明礦物主要為石英；碎粒狀鉻鐵礦大部分成條帶狀分布于鉻鐵礦團(tuán)塊之間，具有局部破碎特征，大部分破碎后的鉻鐵礦粒徑大于0.1 mm。

總體上，礦石中的鉻鐵礦嵌布方式較簡單，結(jié)構(gòu)較完整，裂隙發(fā)育；石英全部以充填構(gòu)造充填裂隙和孔隙，要獲得低硅精礦必須磨礦。

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鉻物相分析結(jié)果見表2。

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從表1可以看出，礦石中Cr2O3含量50.46%，SiO2含量3.80%，是主要需要排除的雜質(zhì)成分。

從表2可以看出，礦石中的鉻主要以鉻尖晶石的形式存在，分布率達(dá)99.53%。

2 選礦工藝流程試驗

本選礦試驗的目標(biāo)礦物是鉻鐵礦，密度4.3～4.8 g/cm3，與石英等脈石礦物的密度差較大，可采用重選工藝脫硅除雜［4］。結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)情況，進(jìn)行了磨礦產(chǎn)品直接搖床重選工藝試驗和磨礦產(chǎn)品分級—搖床重選工藝研究［5］。

2.1 磨礦產(chǎn)品直接搖床重選試驗

磨礦產(chǎn)品直接搖床重選試驗采用1次粗選、中礦再選流程，粗選和再選精礦合并，磨礦細(xì)度試驗精礦指標(biāo)見表3。

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從表3可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，精礦Cr2O3品位提高、回收率降低；當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm34%時，精礦Cr2O3品位55.12%、Si O2含量1.07%、Cr2O3回收率85.42；當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm71%時，精礦Cr2O3品位56.70%、SiO2含量0.70%、Cr2O3回收率僅69.37%。

2.2 磨礦產(chǎn)品分級—搖床重選試驗

（1）4個粒級分選試驗。將碎至3～0 mm礦石分成3～2、2～1、1～0.5、0.5～0 mm4個粒級，然后分別進(jìn)行搖床重選試驗，試驗流程見圖1，結(jié)果見表4。

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從表4可以看出，0.5～0 mm粒級搖床綜合精礦Cr2O3品位54.69%、回收率44.89%；1～0.5 mm粒級搖床精礦Cr2O3品位54.09%、回收率11.00%，2～1 mm粒級搖床綜合精礦Cr2O3品位54.64%、回收率13.30%，3～2 mm粒級搖床精礦Cr2O3品位54.64%、回收率0.28%，總精礦Cr2O3品位54.48%、總回收率69.47%。

（2）2個粒級分選試驗。將碎至3～0 mm礦石分成3～1、1～0 mm2個粒級，然后分別進(jìn)行搖床重選試驗，試驗流程見圖2，結(jié)果見表5。

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從表5可以看出，1～0 mm粒級搖床綜合精礦Cr2O3品位55.00%、回收率54.48%，3～1 mm粒級搖床精礦Cr2O3品位54.43%、回收率11.32%，總精礦Cr2O3品位54.78%、總回收率65.80%。

2.3 分級分選—中礦再磨再選流程試驗

基于重選中礦Cr2O3分布率較高的情況，為提高選礦回收率，對中礦進(jìn)行了集中再磨再選試驗。試驗采用流程簡潔的2個粒級分選流程，見圖3，試驗結(jié)果見表6，中、尾礦篩析結(jié)果分別見表7、表8。

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從表6可以看出，推薦的分級搖床重選—中礦再磨再選工藝流程可以獲得Cr2O3品位54.90%、Cr2O3回收率88.40%、SiO2含量1.25%的綜合精礦；尾礦和中礦雖然Cr2O3品位仍然較高，但SiO2含量高達(dá)10%以上，Si O2顯著富集在最終中礦和尾礦中。

從表7、表8可以看出，中礦和尾礦粒度越細(xì)，Cr2O3富集程度越高，Si O2的富集規(guī)律正好相反。

3 結(jié) 論

（1）巴基斯坦某鉻鐵礦石中鉻鐵礦為礦石中唯一的有用金屬礦物，Cr2O3含量50.46%、SiO2含量3.80%。礦石中鉻鐵礦以粗粒為主，粒度大于0.1 mm的占93.90%，主要呈他形粒狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)塊狀構(gòu)造，團(tuán)塊粒度一般大于1 mm，局部可見破碎的鉻鐵礦，大部分呈帶狀分布；鉻鐵礦團(tuán)塊之間可見透明礦物石英充填。礦石中的鉻主要以鉻尖晶石的形式存在，分布率達(dá)99.53%。

（2）選礦試驗最終推薦分級搖床重選—中礦再磨再選工藝流程，最終得到4個精礦產(chǎn)品，綜合精礦Cr2O3品位54.90%、Cr2O3回收率88.40%、SiO2含量1.25%，各精礦產(chǎn)品SiO2含量均符合要求。