矿业研究与开发

铁物相	含量	分布率
磁铁矿	0.35	0.76
菱铁矿	3.45	7.51
赤褐铁矿	35.06	76.30
黄铁矿	3.04	6.62
硅酸铁	1.95	4.24
磁黄铁矿	2.10	4.57
合计	45.95	100.00

铁物相	含量	分布率
磁铁矿	0.35	0.76
菱铁矿	3.45	7.51
赤褐铁矿	35.06	76.30
黄铁矿	3.04	6.62
硅酸铁	1.95	4.24
磁黄铁矿	2.10	4.57
合计	45.95	100.00

硫物相	含量	分布率
硫化物之硫	4.32	76.14
硫酸盐之硫	1.35	23.72
单体硫	0.01	0.14
合计	5.68	100.00

硫物相	含量	分布率
硫化物之硫	4.32	76.14
硫酸盐之硫	1.35	23.72
单体硫	0.01	0.14
合计	5.68	100.00

粒级/mm	产率/%	品位/%	分布率/%
>1.5	3.96	46.32	3.67	4.00	2.59
1.0~1.5	9.35	52.78	4.58	10.76	7.62
0.8~1.0	10.65	44.15	5.09	10.25	9.65
0.5~0.8	21.11	50.94	7.44	23.44	27.96
0.3~0.5	11.65	38.60	7.59	9.80	15.74
0.15~0.3	7.32	44.76	5.68	7.14	7.40
0.1~0.15	8.22	40.09	4.15	7.18	6.07
0.074~0.1	7.11	46.29	3.92	7.18	4.96
0.038~0.074	7.52	43.64	4.56	7.15	6.10
0.01~0.038	8.41	48.65	5.80	8.92	8.68
<0.01	4.70	40.67	3.86	4.17	3.23
合计	100.00	45.87	5.62	100.00	100.00

粒级/mm	产率/%	品位/%	分布率/%
>1.5	3.96	46.32	3.67	4.00	2.59
1.0~1.5	9.35	52.78	4.58	10.76	7.62
0.8~1.0	10.65	44.15	5.09	10.25	9.65
0.5~0.8	21.11	50.94	7.44	23.44	27.96
0.3~0.5	11.65	38.60	7.59	9.80	15.74
0.15~0.3	7.32	44.76	5.68	7.14	7.40
0.1~0.15	8.22	40.09	4.15	7.18	6.07
0.074~0.1	7.11	46.29	3.92	7.18	4.96
0.038~0.074	7.52	43.64	4.56	7.15	6.10
0.01~0.038	8.41	48.65	5.80	8.92	8.68
<0.01	4.70	40.67	3.86	4.17	3.23
合计	100.00	45.87	5.62	100.00	100.00

工艺	产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
先浮后磁	硫精矿	13.42	28.12	43.26	66.87	12.67
铁精矿	57.66	0.65	53.84	6.64	67.73
尾矿	28.92	5.17	31.06	26.49	19.60
原矿	100.00	5.64	45.83	100.00	100.00
先磁后浮	硫精矿	5.57	30.65	38.53	31.03	4.67
铁精矿	60.58	1.32	56.62	14.53	74.71
尾矿	33.85	8.85	27.97	54.44	20.62
原矿	100.00	5.50	45.91	100.00	100.00

工艺	产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
先浮后磁	硫精矿	13.42	28.12	43.26	66.87	12.67
铁精矿	57.66	0.65	53.84	6.64	67.73
尾矿	28.92	5.17	31.06	26.49	19.60
原矿	100.00	5.64	45.83	100.00	100.00
先磁后浮	硫精矿	5.57	30.65	38.53	31.03	4.67
铁精矿	60.58	1.32	56.62	14.53	74.71
尾矿	33.85	8.85	27.97	54.44	20.62
原矿	100.00	5.50	45.91	100.00	100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
硫精矿	9.17	41.31	36.26	69.74	7.30
铁精矿	57.62	0.45	60.84	4.77	76.92
尾矿	33.21	4.17	21.66	25.49	15.78
合计	100.00	5.43	45.57	100.00	100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
硫精矿	9.17	41.31	36.26	69.74	7.30
铁精矿	57.62	0.45	60.84	4.77	76.92
尾矿	33.21	4.17	21.66	25.49	15.78
合计	100.00	5.43	45.57	100.00	100.00

国外某高硫赤褐铁矿选矿试验研究

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杨含蓄 ¹^,² , 高春庆 ¹^,² , 王海亮 ¹^,² , 骆洪振 ¹^,² , 张凛 ¹^,² , 徐健 ¹^,²

矿业研究与开发 | 选矿与资源综合利用 2025,45(5): 231-236

收起

矿业研究与开发 |选矿与资源综合利用 2025 , 45 (5) : 231 -236

国外某高硫赤褐铁矿选矿试验研究

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杨含蓄¹^,², 高春庆¹^,², 王海亮¹^,², 骆洪振¹^,², 张凛¹^,², 徐健¹^,²

作者信息

^1.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，安徽　马鞍山市　243000

^2.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽　马鞍山市　243000

通讯作者:

高春庆（1982—），男，山东潍坊人，博士研究生，正高级工程师，主要从事选矿工艺研究。E-mail:94178234@qq.com

作者简介:

杨含蓄（1996—），女，安徽安庆人，硕士研究生，工程师，主要从事选矿工艺研究。E-mail:1776734130@qq.com

Experimental Study on Beneficiation of a Foreign High-Sulfur Hematite-Limonite Ore

Hanxu YANG¹^,², Chunqing GAO¹^,², Hailiang WANG¹^,², Hongzhen LUO¹^,², Lin ZHANG¹^,², Jian XU¹^,²

Affiliations

^1.Sinosteel Maanshan General Institute of Mining Research Co., Ltd., Ma’anshan, Anhui 243000, China

^2.State Key Laboratory of Safety and Health for Metal Mines, Ma’anshan, Anhui 243000, China

出版时间: 2025-05-25

文章导航

摘要

收起

国外某高硫赤褐铁矿含硫5.68%、含铁45.95%，铁主要赋存在赤褐铁矿中，硫主要以硫化物的形式存在。为了合理开发利用该矿石，在研究原矿性质的基础上，采用磨矿-浮选选硫-强磁选选铁的工艺流程进行了试验。在磨矿细度−0.074 mm含量占80%的条件下，试验获得了硫品位为41.31%、硫回收率为69.74%的硫精矿，铁品位为60.84%、铁回收率为76.92%的铁精矿。铁精矿的含硫量符合质量标准的要求，实现了高硫赤褐铁矿石资源的综合回收利用。

关键词

高硫赤褐铁矿 / 浮选 / 磁选 / 硫精矿 / 铁精矿

Abstract

收起

A foreign high-sulfur hematite-limonite ore contains 5.68% of sulfur and 45.95% of iron. Iron mainly occurs in hematite-limonite, and sulfur mainly exists in the form of sulfide. In order to rationally develop and utilize the ore, based on the study of the properties of the raw ore, the process flow of grinding-flotation sulfur separation-high intensity magnetic separation of iron was tested. Under the condition of grinding fineness of −0.074 mm accounting for 80%, the sulfur concentrate with sulfur grade of 41.31% and sulfur recovery of 69.74% was obtained, and the iron concentrate with iron grade of 60.84% and iron recovery of 76.92% was obtained. The sulfur content of iron concentrate meets the requirements of quality standards, and the comprehensive recovery and utilization of high-sulfur hematite-limonite ore resources are realized.

Key words

High-sulfur hematite-limonite / Flotation / Magnetic separation / Sulfur concentrate / Iron concentrate

引用本文

杨含蓄, 高春庆, 王海亮, 骆洪振, 张凛, 徐健. 国外某高硫赤褐铁矿选矿试验研究. 矿业研究与开发, 2025 , 45 (5) : 231 -236 .

Hanxu YANG, Chunqing GAO, Hailiang WANG, Hongzhen LUO, Lin ZHANG, Jian XU. Experimental Study on Beneficiation of a Foreign High-Sulfur Hematite-Limonite Ore[J]. Mining Research and Development, 2025 , 45 (5) : 231 -236 .

正文

收起

0　引言

收起

随着经济的快速发展和工业化程度的不断提高，我国作为全球最大的铁资源消耗国，对铁矿石的需求量呈现爆炸式增长，导致对外依存度极高。此外，我国的铁矿资源普遍具有“贫、细、杂”的特征^[1-2]，开采与处理成本相对较高，进一步影响了国内铁矿的市场竞争力。为应对这一局面，我国钢铁企业加快在全球范围内进行矿产资源配置和产能布局，从而能够获取更多的铁矿产资源。随着铁矿资源长期的开采利用，高品质的资源逐渐减少，因而低品质铁矿资源的开发利用愈发重要^[3-6]。

高硫赤褐铁矿资源储量巨大，但实际利用率远不及其资源量所显示的潜力^[7-8]。该类矿石利用的主要难点体现在铁精矿中硫含量是否超标，高含量的硫不仅影响钢材的物理和化学性能、提高冶炼成本，还会导致环境污染。为解决这一问题，国内外学者进行大量研究并提出了一系列的分选回收工艺。这些工艺普遍以浮选、磁选为主，以及结合冶金在内的分选方法，旨在实现铁、硫矿物的高效回收^[9-12]。

田小松等^[13]以硫酸为pH调整剂、丁基黄药为捕收剂、2号油为起泡剂，采用先浮选选硫后磁选的工艺流程，获得铁品位为65.21%、含硫0.05%的铁精矿，硫品位为46.35%的硫精矿，选别指标较佳。本文对国外某含硫量高的赤褐铁的原矿性质进行了分析，并开展了详细的选矿试验研究，旨在实现铁矿物的高效回收，为后期选矿厂的建设、经济评价以及类似矿石的处理提供技术支撑。

1　矿石性质

收起

试验矿样取自国外某赤褐铁矿石，对该矿样分别进行了化学多元素分析以及铁、硫物相分析，分析结果见表1、表2和表3,−2mm矿石粒度筛析结果见表4。

由表1至表3可知，矿石中主要成分为Fe、S，含量分别为45.95%、5.68%，属于高硫铁矿石，其次为Al₂O₃、CaO、SiO₂等。矿石中铁矿物主要为赤褐铁矿，占比达76.30%，属于较难回收的铁矿物，其次为菱铁矿和黄铁矿形式存在的铁。硫主要以硫化物的形式存在，占比为76.14%。从矿石性质可以看出，有效分离和回收赤褐铁矿和硫化物是研究该矿石选别工艺的重点。

由表4可知，原矿中铁分布粒度粗细较均匀，富集规律不明显，硫主要分布在粗、中粒级范围内，需要通过适当磨矿使单体解离充分，才能达到较佳的分选效果。

2　试验结果与讨论

收起

2.1　流程选择试验

硫铁矿的可浮性较好，可用浮选方法回收；赤褐铁矿为弱磁性矿物，可用脉动高梯度强磁选机进行富集。该矿石中含硫量较高且主要以黄铁矿、磁黄铁矿等硫化物形式存在，因此在回收硫精矿的同时需要保证铁精矿的品质。对于含有硫化物的铁矿石，常规选矿方法主要有“先浮后磁”和“先磁后浮”两种^[14-15]。分别采用该两种流程进行试验，通过对比试验结果，选出最佳试验工艺流程。浮硫流程采用一粗一扫，浮选精矿合并为硫精矿；强磁选铁流程采用一粗一精，强磁精矿合并为铁精矿。试验流程如图1和图2所示，试验结果见表5。

由表5可知，采用先磁后浮试验流程时，铁精矿中铁回收率较高，但含硫高达1.32%。采用先浮后磁试验流程时，铁精矿中硫含量仅为0.65%，且先磁后浮流程中磁选产品需要浓缩才能进入后续浮选，流程更加繁杂，综合考虑，选用先浮后磁工艺进行后续试验。

2.2　磨矿细度试验

为减少赤褐铁矿和硫铁矿连生体的含量，增加矿物单体解离度，通过改变磨矿时间进行先浮后磁试验，确定不同磨矿细度对硫、铁指标的影响，试验流程见图1，试验结果如图3所示。

由图3可知，随着磨矿细度–0.074 mm占比由60%增加至90%，硫精矿的硫品位逐渐降低，铁精矿的铁品位由56.21%增加至56.88%，当磨矿细度达到–0.074 mm占比80%时，铁精矿的Fe品位为56.83%，铁精矿的硫品位较低，为0.69%，因此，选择磨矿细度–0.074 mm占比80%较适宜。

2.3　浮选选硫试验

2.3.1　矿浆pH试验

矿浆pH对于浮选效果有着重要的影响，特别是在铁矿脱硫的过程中尤为明显。当pH过低时，黄药易分解影响其稳定性，捕收效果下降；pH过高时，硫铁矿表面更易氧化形成氧化铁层覆盖其表面，降低可浮性。在弱酸条件下更有利于溶解硫铁矿表面的氧化铁层，使黄药易于附着其表面，提高浮选效果^[16-18]。试验选用稀硫酸为pH调整剂，考察pH对浮选的影响。试验流程为一次粗选，乙基黄药用量为300 g/t, 2^#油用量为50 g/t，浮选时间为6 min。试验结果见图4。

由图4可知，随着矿浆pH的升高，硫精矿的硫品位由31.18%降低至30.36%、铁品位由35.63%降低至35.19%。这表明在适当的弱酸性环境中，pH越低，越有利于硫的回收，但酸性过高易腐蚀设备。综合考虑，选择pH为5.0左右。

2.3.2　捕收剂用量试验

乙基黄药是选硫的常用捕收剂之一^[19]，试验选用乙基黄药为捕收剂，考察乙基黄药用量对浮选选硫的影响。试验流程为一次粗选，矿浆pH=5, 2^#油用量为50 g/t，浮选时间为6 min。试验结果见图5。

由图5可知，随着捕收剂用量从200 g/t增加至600 g/t，硫精矿的硫品位从30.88%逐渐降低至30.31%，硫回收率从57.22%增加至59.93%。综合考虑，选择乙基黄药的用量为300 g/t。

2.3.3　起泡剂用量试验

通过试验考察起泡剂松醇油用量对选硫的影响。浮选流程为一次粗选，矿浆pH=5，捕收剂乙基黄药用量为300 g/t，浮选时间为6 min，试验结果见图6。

由图6可知，在其他条件不改变的情况下，随着起泡剂松醇油用量的增加，硫精矿的硫品位降低，而硫回收率先升高后降低。在松醇油用量达到70 g/t时，精矿产品中硫回收率最高且硫品位适中，因此，确定粗选的松醇油用量为70 g/t。

2.4　强磁选铁试验

2.4.1　强磁粗选试验

对浮选选硫尾矿进行强磁选铁试验，采用一粗一扫选铁，粗选磁场强度试验结果见图7。

由图7可知，随着磁场强度的升高，铁粗精矿的铁品位逐渐下降，而铁回收率逐渐上升，铁精矿的硫品位差别较小，综合考虑，选择磁场强度为1.0 T。

2.4.2　强磁精选试验

在不同场强条件下，对强磁粗选精矿进行精选试验，结果见图8。

由图8可知，随着强磁精选场强由0.4 T增加至1.0 T，铁精矿的铁品位逐渐下降，而铁回收率逐渐上升，硫品位由0.53%逐渐降低至0.44%，铁精矿的硫含量对铁指标的影响较大，综合考虑，选择精选磁场强度为0.8 T。

2.5　全流程试验

在上述条件试验的基础上，进行了全流程工艺试验，药剂制度及流程见图9，试验结果见表6。首先在矿浆pH=5、捕收剂乙基黄药用量为300 g/t、起泡剂松醇油用量为70 g/t的条件下，进行一次粗选二次精选一次扫选选硫。然后对选硫尾矿进行强磁一粗一精选铁。最终可获得硫品位为41.31%、硫回收率为69.74%的硫精矿，铁品位为60.84%、铁回收率为76.92%、含硫0.45%的铁精矿。铁精矿的硫含量符合铁精矿质量标准，实现了铁、硫的综合回收。

3　结论

收起

（1）国外某高硫赤褐铁矿石的铁含量为45.95%，绝大部分为赤褐铁矿，占比为76.30%，其次以菱铁矿和黄铁矿的形式存在；硫含量为5.68%，主要为硫化物中的硫，占比为76.14%；脉石成分主要为Al₂O₃、CaO、SiO₂，含量较低；铁在粒度分布中较均匀，硫主要分布在粗、中粒度矿物中，需要通过适当磨矿使单体解离充分，才能达到较佳的分选效果。

（2）根据硫铁矿具有较好的可浮性以及赤褐铁矿为弱磁性矿物的特点，通过流程对比后选择采用先浮选后磁选的工艺流程。在条件试验的基础上，采用磨矿-浮选选硫-强磁选铁工艺流程进行了试验，试验获得硫品位为41.31%、硫回收率为69.74%的硫精矿，铁品位为60.84%、铁回收率为76.92%、含硫0.45%的铁精矿，铁精矿品质达到了质量标准的要求，较好地实现了铁、硫的回收，为赤褐铁矿这类低品质铁矿资源的综合利用提供了新的技术途径。

参考文献

收起

文献

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，XIE

Xian

，et al.Experimental study of improvement of sulfur recovery from one Yunnan copper tailings beneficiation[J]. Yunnan Metallurgy, 2024, 53(2):40-45.

2025年第45卷第5期

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接收时间：2024-06-28
首发时间：2026-10-30
出版时间：2025-05-25

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收稿日期：2024-06-28

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^1.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，安徽　马鞍山市　243000

^2.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽　马鞍山市　243000

通讯作者:

高春庆（1982—），男，山东潍坊人，博士研究生，正高级工程师，主要从事选矿工艺研究。E-mail:94178234@qq.com

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/kyyjykf/CN/1322904858088579385

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

铁物相	含量	分布率
磁铁矿	0.35	0.76
菱铁矿	3.45	7.51
赤褐铁矿	35.06	76.30
黄铁矿	3.04	6.62
硅酸铁	1.95	4.24
磁黄铁矿	2.10	4.57
合计	45.95	100.00

铁物相

含量

分布率

磁铁矿

0.35

0.76

菱铁矿

3.45

7.51

赤褐铁矿

35.06

76.30

黄铁矿

3.04

6.62

硅酸铁

1.95

4.24

磁黄铁矿

2.10

4.57

合计

45.95

100.00

硫物相	含量	分布率
硫化物之硫	4.32	76.14
硫酸盐之硫	1.35	23.72
单体硫	0.01	0.14
合计	5.68	100.00

硫物相

含量

分布率

硫化物之硫

4.32

76.14

硫酸盐之硫

1.35

23.72

单体硫

0.01

0.14

合计

5.68

100.00

粒级/mm	产率/%	品位/%	分布率/%
>1.5	3.96	46.32	3.67	4.00	2.59
1.0~1.5	9.35	52.78	4.58	10.76	7.62
0.8~1.0	10.65	44.15	5.09	10.25	9.65
0.5~0.8	21.11	50.94	7.44	23.44	27.96
0.3~0.5	11.65	38.60	7.59	9.80	15.74
0.15~0.3	7.32	44.76	5.68	7.14	7.40
0.1~0.15	8.22	40.09	4.15	7.18	6.07
0.074~0.1	7.11	46.29	3.92	7.18	4.96
0.038~0.074	7.52	43.64	4.56	7.15	6.10
0.01~0.038	8.41	48.65	5.80	8.92	8.68
<0.01	4.70	40.67	3.86	4.17	3.23
合计	100.00	45.87	5.62	100.00	100.00

粒级/mm

产率/%

品位/%

分布率/%

>1.5

3.96

46.32

3.67

4.00

2.59

1.0~1.5

9.35

52.78

4.58

10.76

7.62

0.8~1.0

10.65

44.15

5.09

10.25

9.65

0.5~0.8

21.11

50.94

7.44

23.44

27.96

0.3~0.5

11.65

38.60

7.59

9.80

15.74

0.15~0.3

7.32

44.76

5.68

7.14

7.40

0.1~0.15

8.22

40.09

4.15

7.18

6.07

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7.11

46.29

3.92

7.18

4.96

0.038~0.074

7.52

43.64

4.56

7.15

6.10

0.01~0.038

8.41

48.65

5.80

8.92

8.68

<0.01

4.70

40.67

3.86

4.17

3.23

合计

100.00

45.87

5.62

100.00

工艺	产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
先浮后磁	硫精矿	13.42	28.12	43.26	66.87	12.67
铁精矿	57.66	0.65	53.84	6.64	67.73
尾矿	28.92	5.17	31.06	26.49	19.60
原矿	100.00	5.64	45.83	100.00	100.00
先磁后浮	硫精矿	5.57	30.65	38.53	31.03	4.67
铁精矿	60.58	1.32	56.62	14.53	74.71
尾矿	33.85	8.85	27.97	54.44	20.62
原矿	100.00	5.50	45.91	100.00	100.00

工艺

产品名称

产率/%

品位/%

回收率/%

先浮后磁

硫精矿

13.42

28.12

43.26

66.87

12.67

铁精矿

57.66

0.65

53.84

6.64

67.73

尾矿

28.92

5.17

31.06

26.49

19.60

原矿

100.00

5.64

45.83

100.00

先磁后浮

硫精矿

5.57

30.65

38.53

31.03

4.67

铁精矿

60.58

1.32

56.62

14.53

74.71

尾矿

33.85

8.85

27.97

54.44

20.62

原矿

100.00

5.50

45.91

100.00

产品名称	产率/%	品位/%	回收率/%
硫精矿	9.17	41.31	36.26	69.74	7.30
铁精矿	57.62	0.45	60.84	4.77	76.92
尾矿	33.21	4.17	21.66	25.49	15.78
合计	100.00	5.43	45.57	100.00	100.00

产品名称

产率/%

品位/%

回收率/%

硫精矿

9.17

41.31

36.26

69.74

7.30

铁精矿

57.62

0.45

60.84

4.77

76.92

尾矿

33.21

4.17

21.66

25.49

15.78

合计

100.00

5.43

45.57

100.00

Fe	S	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	K₂O
45.950	5.680	3.020	5.150	3.920	0.274	0.429
Na₂O	P	CuO	ZnO	MnO	TiO₂	V₂O₅
0.067	0.919	0.014	<0.005	0.086	0.123	0.263

Fe	S	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	K₂O
45.950	5.680	3.020	5.150	3.920	0.274	0.429
Na₂O	P	CuO	ZnO	MnO	TiO₂	V₂O₅
0.067	0.919	0.014	<0.005	0.086	0.123	0.263

Fe	S	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	K₂O
45.950	5.680	3.020	5.150	3.920	0.274	0.429
Na₂O	P	CuO	ZnO	MnO	TiO₂	V₂O₅
0.067	0.919	0.014	<0.005	0.086	0.123	0.263