铁矿石选矿原理是什么？

详细解答

铁矿石选矿主要是利用铁矿石中不同矿物的物理性质或化学性质差异来将有用矿物与脉石矿物分离，简单来说就是提铁降杂，采用相应手段将两者分离，提高铁精矿的品位，降低杂质含量，实现选择性富集。而由于铁矿石的种类、嵌布粒度与共生关系的差别，选矿分方法也不相同。以下就从各个选矿方法的主要原理、适用矿种、优劣势等详细介绍。

主要选矿原理及方法

1、磁选法

原理：主要是利用铁矿物与脉石矿物间的磁性差异。在磁场中，磁性矿物会被磁选设备的磁极吸引，随着磁场移动并且被收集，而非磁性或弱磁选的脉石矿物则不会受到磁场的影响，随着矿量或物料作为尾矿排出。

适用矿石：磁铁矿石、假象赤铁矿、磁选率＞35%的铁矿石。

优势：流程简单、操作方便，自动化程度高，指标稳定。处理量大、能耗低、成本低，仅需要消耗少量的的电力与水，且药剂的成本几乎为零。分选效率高，对于磁铁矿粗粒至细粒均可处理，回收率可达90%以上。环保，用水量少，无化学药剂污染，尾水也方便处理。

劣势：适用范围窄，只对强磁选矿物有用，对非磁性或弱磁性的铁矿物如磁铁矿与菱铁矿等直接分选的效果较差，需要配合其他的工艺进行选别。对细粒嵌布的适应性差，如磁铁矿嵌布极细就需要细磨，这样容易发生磁团聚，使之夹杂脉石，且细粒级的矿物易损失。

2、重选法

原理：是利用铁矿石中有用矿物与脉石矿物的密度差异。在重力、离心力或水流介质的作用下实现分层分离，其密度较大的有用矿物如有用矿物会在介质中沉降速度快，方便与密度较小的脉石矿物分离。

适用矿石：赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等粗粒嵌布的铁矿石，矿石中矿物与脉石密度差异明显的情况，或作为预选抛尾。

优势：设备简单、投资低，能耗小，相对磨矿与浮选工艺其运行成本也较低。对环境友好，整个过程完全采用物理分离，不添加化学药剂。适合大规模预处理，预选效果好，可在粗粒阶段抛出大量的尾矿，减少了后续的磨矿量。

劣势：处理量相对较小且占地面积大，设备的占地大、耗水量也高。分选精度有限，对细粒级矿石可密度差异小的矿物其分选效果差，富集比也低于浮选法，精矿品位提升有限。

3、浮选法

原理：利用矿物表面的物理性质化学性质的差异，通过添加浮选药剂的方式来改变矿物表面的润湿性，使得有用的矿物附着在气泡上并且随着泡沫浮出水面，实现与脉石的分离。

适用矿石：赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等细粒嵌布的铁矿石。

优势：主流为反浮选，也就是浮选出精矿，适用性强，处理细粒嵌布矿石效果好，可处理复杂共生矿，剔除其中的有害杂质。可处理细粒矿石，分选精度大、富集比大，可将铁精矿的品位提升至68%-71%，是直接还原铁的必要手段。

劣势：成本较高，主要是需要消耗大量的化学药剂，药剂的成本占选矿成本的比重较大。还需要进行精细磨矿，操作的难度也大，需要对矿浆的浓度、pH值、药剂的配比较敏感，技术门槛较高。环保的压力大，其尾矿水中会有残留的药剂，处理不当会对环境造成污染。

4、焙烧磁选法

原理：通过焙烧环节将弱磁性矿物给转化成强磁选矿物在通过磁选进行分离作业。其焙烧分方法包含还原焙烧、中性焙烧以及氧化焙烧。

适用矿石：弱磁性铁矿物及难选的赤铁矿、褐铁矿与菱铁矿，当浮选经济性不佳时可采用此选矿法。

优势：回收效率高，能够解决弱磁性矿物难选的问题，能够处理复杂难选的矿物，提高了分选的效率，理论上铁的回收率可达90%以上。

劣势：设备投资大、占地面积大、基建投资也大。工艺较复杂，能耗高，吸引消耗大量煤炭或天然气等进行加热，碳的排放量也高，会收到环保的限制。

各种选矿方法的优劣势对比

针对不同类型的铁矿石，选择合适的选矿方法是提高铁回收率和精矿品位的关键。磁铁矿适合磁选法，赤铁矿适合浮选或重选法，褐铁矿需采用联合方法，而菱铁矿则需先焙烧再选。在实际应用中，应根据矿石特性、经济效益和环保要求，选择合适的选矿工艺组合。