1 前言
蒙库铁矿位于新疆阿勒泰地区富蕴县境内，矿区距富蕴县城92km，地处山区，属露天矿，矿山到八钢全部为公路运输。八钢于1997年开始开发该处矿藏，主要以开采1#，2#，6-1#地表矿为主，到目前为止，仍以出露矿体的开采为主。前期开采的矿石分两大类，块矿供八钢炼铁分公司高炉分厂，粉矿供八钢选矿分厂。2000年底蒙库铁矿建成一座年设计能力10万吨的选矿厂，此后供应八钢的矿石就主要以入炉块矿为主。2001年八钢对该处矿产进行地质详查，矿山地质储量前景比较乐观，目前已基本圈定可开采矿体及获得详查地质储量。
该矿的地表贫、富矿，矿体深部贫矿、贫富混合矿均属高硅、低磷、强磁性铁矿石。试验结果表明蒙库铁矿各类型矿石的可选性均较好，主要矿物的组成、结构等性质相似，贫、富矿及地表矿、原生矿均可采用相同工艺流程处理，铁精矿品位、回收率比一般矿种高，这些特点为它的高效、综合利用奠定了基础。
同时，矿山也存在着许多不利条件，如矿山地理位置偏远，矿山至县城道路条件较差，汽车运输距离较长，冬季时间长，采场、选矿厂的生产管理和设备管理均和八钢选厂有较大差距。以上诸多不利因素直接导致矿石运输成本高、设备作业率低、故障多、技术经济指标差等问题。
因此，矿山的合理开发利用就显得尤为重要
2 蒙库铁矿选矿试验主要技术指标
蒙库铁矿贫矿经二段磁选开路流程，其铁精矿铁品位可达68.80%，产率37.23%，回收率78.08%；蒙库铁矿贫富混合矿的铁精矿铁品位则可达68.60%，产率56.35%，回收率89.27%，蒙库地表矿混合矿的铁精矿铁品位则可达68.50%，产率59.60%，回收率 85.38%，三种铁精矿的硫、磷含量均合格。蒙库铁矿贫矿尾矿品位11.46%，蒙库铁矿贫富混合矿尾矿品位10.64%，蒙库地表矿混合矿尾矿品位10.64 %。
蒙库铁矿贫矿、贫富混合矿、地表矿的最终铁精矿化学多元素分析见表1。
表1 最终铁精矿化学多元素分析
|
名称 |
TFe |
FeO |
S |
P |
SiO2 |
CaO |
MgO |
Al2O3 |
Cu |
Pb |
Zn |
K |
Na |
|
贫富混合矿 |
68.60 |
25.98 |
0.11 |
0.015 |
2.83 |
0.46 |
1.36 |
0.47 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.13 |
|
贫 矿 |
68.80 |
25.33 |
0.031 |
0.009 |
2.76 |
1.25 |
0.78 |
0.59 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.14 |
|
地表混合矿 |
68.50 |
19.80 |
0.0087 |
0.012 |
2.20 |
0.10 |
0.33 |
0.51 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
3 原矿化学多元素分析及物相分析
3.1原矿化学多元素分析
原矿化学多元素分析见表2。
表2 原矿化学多元素分析 %
|
名 称 |
TFe |
FeO |
SiO2 |
CaO |
MgO |
Al2O3 |
S |
P |
Cu |
Pb |
Zn |
|
贫 矿 |
32.80 |
11.06 |
34.74 |
7.91 |
4.52 |
3.53 |
0.20 |
0.022 |
0.06 |
0.02 |
0.09 |
|
贫富混合矿 |
43.30 |
16.59 |
26.84 |
4.64 |
2.78 |
2.55 |
0.50 |
0.018 |
0.04 |
0.00 |
0.01 |
|
地表混合矿 |
47.90 |
13.18 |
23.80 |
2.38 |
2.99 |
2.16 |
0.022 |
0.017 |
0.06 |
0.00 |
0.01 |
如表2所示，蒙库铁矿属高硅矿，其磷、铜、铅、锌含量较低；和地表矿相比较而言，深部矿的含硫量有上升的趋势。
3.2原矿物相分析
蒙库铁矿原矿物相分析见表3。
*表3 原矿物相分析 %
|
名 称 |
全 铁 |
磁性铁 |
硅酸铁 |
氧化铁 |
碳酸铁 |
硫化铁 |
磁性铁占有率 |
磁性率 |
|
贫 矿 |
33.60 |
26.50 |
5.38 |
1.50 |
0.18 |
0.04 |
93.91 |
33.72 |
|
贫富混合矿 |
42.40 |
39.00 |
0.23 |
2.60 |
0.31 |
0.26 |
92.48 |
38.31 |
|
地表混合矿 |
47.90 |
42.73 |
2.72 |
2.45 |
0.18 |
0.02 |
94.57 |
27.52 |
l 注： 表中全铁及物相分析均采用原子吸收分析法。其中磁性铁占有率的计算扣除了硅酸铁成分。
如表3所示，蒙库铁矿地表及深部矿均属强磁性铁矿，贫矿的硅酸铁含量明显高于其它两种矿样。
4 磁性分析
4.1蒙库铁矿磁性分析
试验采用磁选管作磁性分析，选取的场强为1200奥、1400奥、1800奥，细度采用50%、60%、70%、80%。试验结果见表4。
4.2蒙库铁矿磁性分析试验结果回归分析
表4中贫矿的铁精矿品位与场强、细度的回归方程如下：
回归方程：y=55.347762+0.29483x1+0.000297x2-0.001608x12 方程（1）
表4中贫富混合矿的铁精矿品位与场强、细度的回归方程如下：
回归方程：y=56.913214+0.374x1+0.00621x2-0.002333x12 方程（2）
式中 y —— 铁精矿品位 %；
x1 -—— 磨矿细度 %；
x2-—— 磁场强度 奥；
方程检验结果表明，方程(1)、(2)的线性相关系数分别为0.971、0.9788，线性相关性高度显著。自变量显著性检验表明，两方程中细度因素的影响均为高度显著。在细度和场强两因素中，细度因素是影响铁精矿品位变化的主要因素。
由以上分析可知，在细度和场强两因素中，应着重考虑细度的作用。
5 磁选流程试验
流程试验采用两段磁选流程，一段粗选，二段精选，两段磁选均采用1400奥场强。
蒙库铁矿贫矿、贫富混合矿磁选流程试验结果见表5。蒙库铁矿贫矿的磨矿细度为80%，
蒙库铁矿贫富混合矿的磨矿细度为70%。
表5蒙库铁矿贫矿磁选流程试验结果
|
名 称 |
产 品 名 称 |
1400奥 |
||||||||||
|
产 率 % |
品位% |
回收率% |
||||||||||
|
TFe |
S |
TFe |
S |
|||||||||
|
蒙库铁矿贫矿 |
一磁尾 |
59.57 |
11.25 |
0.25 |
20.41 |
89.07 |
||||||
|
二磁尾 |
3.20 |
15.50 |
0.21 |
1.51 |
4.02 |
|||||||
|
二磁精 |
37.23 |
68.80 |
0.031 |
78.08 |
6.91 |
|||||||
|
原 矿 |
100.00 |
32.81 |
0.167 |
100.00 |
100.00 |
|||||||
|
蒙库铁矿贫富混合矿 |
一磁尾 |
41.21 |
10.40 |
0.92 |
9.90 |
82.48 | ||||||
|
二磁尾 |
2.44 |
14.70 |
0.76 |
0.83 |
4.04 | |||||||
|
二磁精 |
56.35 |
68.60 |
0.11 |
89.27 |
13.48 | |||||||
|
原 矿 |
100.00 |
43.30 |
0.459 |
100.00 |
100.00 | |||||||
表 4 蒙库铁矿贫矿、贫富混合矿磁性分析结果
|
名 称 |
细 度 % |
名 称 |
1200奥 |
1400奥 |
1800奥 | ||||||||||||
|
产率% |
品位% |
回收率% |
产率 % |
品位% |
回收率% |
产 率 % |
品位% |
回收率% | |||||||||
|
TFe |
S |
TFe |
S |
TFe |
S |
TFe |
S |
TFe |
S |
TFe |
S | ||||||
|
蒙 库 铁 矿 贫 矿 |
50 |
铁精矿 |
40.30 |
66.50 |
0.065 |
79.75 |
14.44 |
39.70 |
66.67 |
0.043 |
79.24 |
10.17 |
40.91 |
66.10 |
0.065 |
81.50 |
13.43 |
|
尾 矿 |
59.70 |
11.40 |
0.26 |
20.25 |
85.56 |
60.30 |
11.50 |
0.25 |
20.76 |
89.83 |
59.09 |
10.70 |
0.29 |
18.95 |
86.57 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
33.6 |
0.18 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.40 |
0.167 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.36 |
0.197 |
100.00 |
100.00 | ||
|
60 |
铁精矿 |
38.31 |
67.60 |
0.043 |
78.50 |
8.71 |
39.00 |
67.90 |
0.045 |
78.91 |
10.70 |
39.70 |
68.00 |
0.045 |
80.28 |
11.41 | |
|
尾 矿 |
61.69 |
11.50 |
0.28 |
21.50 |
91.29 |
61.00 |
11.60 |
0.24 |
21.09 |
89.30 |
60.30 |
11.00 |
0.23 |
19.72 |
88.59 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
32.99 |
0.189 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.56 |
0.164 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.63 |
0.156 |
100.00 |
100.00 | ||
|
70 |
铁精矿 |
38.19 |
68.20 |
0.045 |
78.27 |
10.01 |
38.50 |
68.10 |
0.054 |
78.76 |
13.32 |
38.69 |
68.70 |
0.058 |
79.54 |
11.21 | |
|
尾 矿 |
61.81 |
11.7 |
0.25 |
21.73 |
89.99 |
61.50 |
11.50 |
0.22 |
21.24 |
86.68 |
61.31 |
11.15 |
0.29 |
20.46 |
88.79 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
33.28 |
0.172 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.29 |
0.157 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.42 |
0.20 |
100.00 |
100.00 | ||
|
80 |
铁精矿 |
37.50 |
69.10 |
0.054 |
78.58 |
11.47 |
37.19 |
68.90 |
0.063 |
77.71 |
11.76 |
37.69 |
69.30 |
0.043 |
78.77 |
9.09 | |
|
尾 矿 |
62.50 |
11.30 |
0.25 |
21.42 |
88.53 |
62.81 |
11.70 |
0.28 |
22.29 |
88.24 |
62.31 |
11.30 |
0.26 |
21.23 |
90.91 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
32.98 |
0.177 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
32.97 |
0.199 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
33.16 |
0.178 |
100.00 |
100.00 | ||
|
蒙 库 铁 矿贫富混合矿 |
50 |
铁精矿 |
57.50 |
67.60 |
0.18 |
89.31 |
19.43 |
57.29 |
67.40 |
0.17 |
89.37 |
18.72 |
57.50 |
68.10 |
0.18 |
89.68 |
19.74 |
|
尾 矿 |
42.50 |
10.95 |
1.01 |
10.69 |
80.57 |
42.71 |
10.75 |
0.99 |
10.63 |
81.28 |
42.50 |
10.60 |
0.99 |
10.32 |
80.26 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
43.50 |
0.533 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.20 |
0.52 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.66 |
0.52 |
100.00 |
100.00 | ||
|
60 |
铁精矿 |
56.78 |
68.75 |
0.13 |
89.23 |
14.59 |
56.00 |
68.50 |
0.13 |
88.80 |
15.68 |
56.57 |
69.25 |
0.12 |
89.22 |
14.52 | |
|
尾 矿 |
43.22 |
10.90 |
1.00 |
10.77 |
85.41 |
44.00 |
11.00 |
0.89 |
11.20 |
84.32 |
43.43 |
10.90 |
10.92 |
10.78 |
85.84 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
43.75 |
0.506 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.20 |
0.464 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.91 |
0.467 |
100.00 |
100.00 | ||
|
70 |
铁精矿 |
54.77 |
69.40 |
0.12 |
88.15 |
13.39 |
55.05 |
69.80 |
0.12 |
88.32 |
14.17 |
54.77 |
69.60 |
0.12 |
88.55 |
12.88 | |
|
尾 矿 |
45.23 |
11.30 |
0.94 |
11.85 |
86.61 |
44.95 |
11.30 |
0.89 |
11.68 |
85.83 |
45.23 |
10.90 |
0.92 |
11.45 |
87.12 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
43.12 |
0.491 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.50 |
0.466 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.05 |
0.482 |
100.00 |
100.00 | ||
|
80 |
铁精矿 |
54.73 |
69.70 |
0.13 |
88.08 |
13.58 |
55.05 |
69.80 |
0.13 |
88.42 |
14.23 |
55.28 |
69.90 |
0.11 |
88.75 |
12.88 | |
|
尾 矿 |
45.27 |
11.40 |
1.00 |
11.92 |
86.42 |
44.95 |
11.20 |
0.96 |
11.58 |
85.77 |
44.72 |
10.95 |
0.92 |
11.25 |
87.12 | ||
|
原 矿 |
100.00 |
43.31 |
0.524 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.56 |
0.503 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
43.54 |
0.472 |
100.00 |
100.00 | ||
6 分析与思考
通过蒙库铁矿试验可以得到如下结论：
（1） 化学分析、岩相鉴定、物相分析表明，蒙库铁矿地表矿与地下深部矿，富矿与贫矿在矿物组成、矿物结构、岩石类型等方面均有相似之处。因此，它们经选别后的铁精矿品位相差不大且均较高。
（2） 蒙库铁矿主要金属矿物为磁铁矿，次为黄铁矿，少量赤铁矿、褐铁矿，微量黄铜矿。赤铁矿多以假象赤铁矿、磁赤铁矿的形式存在。其中，地表矿的氧化程度比原生矿高，但仍属强磁性矿物，岩芯贫矿、贫富混合矿仅有轻微氧化。脉石矿物有钙铁辉石、角闪石、石榴石、斜长石、石英、榍石等。矿石属高硅、低磷、强磁性铁矿。其中，蒙库铁矿贫富混合矿较蒙库铁矿贫矿含硫低，但二者均较地表矿含硫高，这表明深部矿的硫含量有升高的趋势。
（3） 蒙库铁矿较雅满苏铁矿难磨，其中地表矿较深部矿易磨，贫矿和贫富混合矿可磨性相似。综合分析，蒙库铁矿和红云滩铁矿的相对可磨度接近。
（4） 物相分析表明蒙库铁矿的SiO2含量远高于一般矿种，并且在各矿体中普偏分布。此外，蒙库铁矿贫矿的硅酸铁含量的硅酸铁远高于蒙库铁矿贫富混合矿及地表矿。
（5） 流程试验表明，蒙库铁矿地表矿、贫矿、贫富混合矿的铁精矿品位分别为68.50%、68.80%、68.60%，均较高，可选性较好；其尾矿品位分别为20.5%、11.46%、10.64%。深部原生矿的尾矿品位有明显下降，铁精矿的有害元素均较低。
（6） 蒙库铁矿可以采用相同工艺流程处理，二段磁选铁精矿含硫均达到工艺要求。
（7） 蒙库铁矿地表矿、贫矿、贫富混合矿的适宜磨矿细度分别为70%、80%、 70%，适宜场强均为1400奥。其中磨矿细度是主要影响因素。
蒙库铁矿的试验研究工作已经取得阶段性成果，而其开发利用还处于初期阶段，目前以地表矿的开采为主，因此合理的开发途径显得尤为重要。
从现场生产情况来看，蒙库选厂目前主要存在两方面问题，即设备管理与工艺管理。首先，设备利用率、运转率不高，选矿设备维修与操作水平不高，这些都制约了选厂的生产能力，这是现阶段影响生产的主要因素；其次，工艺管理上也存在问题。2001年蒙库铁精矿品位平均在64%左右，和试验结果（67~68%）有较大差距，其主要原因有两条，（1）原矿的磨矿细度不够，其铁精矿的细度仅为40%左右，而试验表明合理的铁精矿细度应在60%~80%范围内；试验结果表明，磨矿细度对铁精矿品位的影响非常大，因此，生产中必须控制好这一工艺参数。（2）磁选工艺布置不尽合理，主要表现在一、二段磁选机的高差及选别浓度不合适。流程试验表明，二段磁选能力是有富裕的，效率也比较高，但布置不合理会影响二段磁选的效果。因此这两方面应该是今后工艺管理的主要思路。
现阶段的试验结果表明，蒙库铁矿地表与地下深部矿、贫矿与富矿均可采用相同的破碎筛分——选别流程，这对矿山今后的开发利用是极为有利的。此外，蒙库铁矿属高硅矿，并且各矿体均有这种特征，因此，该矿作为入炉矿是不合适的，从矿石性质考虑，全部入选是最佳途径。地质勘探表明该矿的地下矿体部分和地表矿含硫量相比有升高的趋势，其中，高硫矿没有大面积分布的特征，分布不规律。历次勘探、试验矿体的磷含量均较低，但其它矿体的含磷情况仍没有掌握，这些都是以后选厂建设、生产中需要考虑的因素。实验表明，蒙库铁矿经破碎筛分后其产品中粗粒偏多，综合考虑破碎、磨矿工艺流程，细碎能力应该相应大些。
从地质及选矿技术指标看，蒙库铁矿的矿石质量要优于一般矿种，开采潜力大，开发应用前景广阔。