摘要：文章针对陕西大西沟低品位菱铁矿进行实验研究，探究其悬浮磁化焙烧后的磁选工艺及效果。试验结果表明，焙烧矿的优化磁选工艺流程如下：粗选采用1500（Oe）磁场强度进行初步分选，所得粗选精矿经4min磨矿后，在1300（Oe）场强下实施三级精选，获得精矿1。精选Ⅱ和Ⅲ的中矿合并后进行3min混磨，再经精选处理得到精矿2和中矿2。最终将精矿1与精矿2混合作为产品。该工艺技术指标优异，其中铁精矿品位达60.10%，回收率81.13%，产率31.63%，完全符合中国铁精矿质量标准中C60的一级品要求，实现了铁元素的高效富集与资源化利用。

　　关键词：低品位菱铁矿；悬浮磁化焙烧；磁选；铁精矿

　　中国的铁矿资源呈现贫矿多、富矿少、矿石类型复杂等特征，可供开采的富矿资源正面临枯竭[1-3]，因此，研发低品位矿石的利用技术具有重要的现实意义。而中国的菱铁矿资源较丰富，已探明储量为18.34亿吨，占铁矿石探明储量的3.4%[4-5]。菱铁矿理论铁品位较低，最高为48.28%[6]，采用常规选矿方法（如重选、磁选、浮选）所得铁精矿品位很难达到45%以上。但菱铁矿具有较好的高温分解特性，在一定条件下分解会生成强磁性的铁氧化物，再经磁选富集可得到铁品位满足冶金要求的精矿产品[7-8]。大西沟菱铁矿存在较丰富的低品位复杂难选铁矿[9-10]，为了更好地利用该资源，文章针对大西沟菱铁矿悬浮磁化焙烧后的焙烧矿进行了湿式磁选实验研究，以期为该类矿石的高效开发提供参考依据。

　　1原料性质分析

　　文章以陕西省大西沟菱铁矿矿石为原料，原矿经过破碎后由立磨机粉磨成粉末，成品粒度为-200目标准筛占98.25%（d50=42.85μm），对粉磨后的物料进行充分混合，采用悬浮态磁化焙烧-干法冷却新工艺[11]，在750℃、CO含量1%的条件下磁化焙烧5s，制得菱铁矿焙烧矿原料。

　　采用日本理学D/MAX-2200 X射线衍射仪对菱铁矿原矿及焙烧矿进行X射线粉晶衍射分析；采用德国布鲁克S4PIONEER X射线荧光光谱仪分析菱铁矿焙烧前后的化学成分，铁品位（TFe）采取化学分析方法，分析结果如表1所示。

　　X射线粉晶衍射表明，此菱铁矿原矿的主要矿物为菱铁矿、石英和白云母；焙烧后白云母部分脱水形成非晶相的铝硅酸盐，其特征衍射峰高显著降低；焙烧后菱铁矿和针铁矿的特征衍射峰消失，转变为磁铁矿，表明原矿中弱磁性的菱铁矿和针铁矿基本全部转变为强磁性的磁铁矿Fe3O4，利于后续磁选分离。

　　由表1可知，原矿和焙烧矿中主要成分为Fe2O3、SiO2和Al2O3，经过焙烧后Fe2O3含量显增加。大西沟菱铁矿原矿和焙烧矿的铁品位（TFe）分别为20.60%和23.86%，均属于低品位的铁矿石。

　　2焙烧矿磁选工艺流程

　　由于菱铁矿悬浮磁化焙烧采用的原矿细度为（-200目）98.25%，因此直接对焙烧矿进行磁选。实验采用湿法磁选工艺流程。焙烧矿经过一次粗选，多次精选最终得到精矿产品，其工艺流程如图1所示。文章对粗选和精选的磁场强度，精矿球磨粒度等进行研究，确定优化磁选条件。

　　3实验结果与讨论

　　3.1粗选磁场强度实验

　　直接对焙烧产品进行粗选，粗选磁场强度分别为：400（Oe）、600（Oe）、800（Oe）、1000（Oe）、1500（Oe）、2000（Oe），分析不同条件下铁精矿品位及铁回收率，其实验结果如图2所示。

　　从图2结果可知，随着粗选磁场强度的增加，精矿品位下降，Fe回收率提高，磁场强度在1500（Oe）以上时，回收率趋于平稳，但精矿品位大幅下降，综合考虑，粗选磁场强度定为1500（Oe）。

　　3.2粗精矿产品磨矿细度实验

　　在粗选磁场强度为1500（Oe）条件下，对所得粗精矿进行精选，采用棒磨机分别进行不磨与磨细度实验，磨矿时间分别为0、2、4、6min，对应粗精矿细度（-200目）分别为：73.89%、90.12%、95.81%、98.30%。精选磁场强度为1300（Oe）条件下，分析不同条件下Fe精矿品位及Fe回收率，其实验结果如图3所示。

　　由图3可知，粗精矿在不经过再磨直接精选时，所得精矿的品位只有47.46%，提高幅度太小，基本没有达到精选提高精矿品位的目的。随着磨矿细度的增加，精矿品位不断提高，细度在磨矿4min对应（-200目）95.81%以上时，铁精矿品位最高。综合考虑，选择再磨细度为（-200目）95.81%进行下一步实验。

　　3.3精选磁场强度实验

　　在粗选磁场强度1500（Oe）、精选磨矿细度为（-200目）95.81%的条件下，对所得粗精矿在不同磁场强度下进行精选，所选取的磁场强度为1300（Oe）、1000（Oe）、800（Oe），其实验结果如表2所示。

　　如表2所示，随着精选磁场强度的增加，精矿品位变化不大，但回收率提高，因此，精选磁场强度为1300（Oe）。

　　在以上实验条件的基础上进行了开路实验，根据图1采用一粗三精的工艺流程，实验结果如表3所示。

　　由表3结果可知，铁精矿1、中矿3、中矿2、中矿1和尾矿的铁品位为60.10%、38.47%、21.20%、9.44%、5.05%，铁回收率为73.35%、8.16%、4.45%、5.07%、10.28%。此外，中矿2和中矿3的铁含量都高于20%，特别是中矿3的铁含量接近40%。因此，将考虑对中矿2和中矿3的混合物进行再研磨，以进一步提高铁回收率。

　　3.4中矿再磨对磁选指标的影响

　　采用1500（Oe）磁场强度对中矿再磨产品进行湿法磁选，选取的磨矿时间分别为0、1、2、3、4min，对应细度（-400目）分别为88.5%、91.5%、94.5%、96%和97%，其实验结果如图4所示。

　　从图4中可以看出，随着再磨细度的增加，此段精矿（简称精矿2，下同）中的铁含量曲线呈先上升后平缓的趋势，回收率始终呈下降趋势。当磨矿3min对应细度达到-400目%为96%时，精矿2铁含量高于60%，回收率为70.47%。表明对中间2和3的混合物进行再研磨有利于获得更多合格的铁精矿产品。因此，通过混合精矿和精矿2可以得到混合铁精矿。

　　3.5开路磁选实验

　　将焙烧矿充分混匀在较优的条件下进行开路磁选实验。如图5所示。

　　焙烧矿在1500（Oe）场强下进行粗选抛尾，得到粗选精矿和尾矿，粗选精矿磨矿4min后，在磁场强度1300（Oe）条件下进行三级精选，获得精矿1。将精选Ⅱ和精选Ⅲ所得中矿进行混磨3min，并于1300（Oe）场强下精选，得到精矿2和中矿2，其实验结果如表4所示。

　　从表4中可以看出，精矿1品位为60.10%，精矿2品位为61.15%，将精矿1和精矿2混合，最终得到铁品位60.10%、铁回收率81.13%、产率31.63%的铁精矿，铁元素得到了高效富集，达到了中国铁精矿质量标准中C60的一级标准。

　　4结论

　　文章聚焦陕西大西沟低品位菱铁矿，经悬浮焙烧矿磁选实验，成功探索出一套高效的资源利用方案。该方案突破了常规选矿方法对低品位菱铁矿处理效果不佳的局限，为低品位铁矿资源开发提供了宝贵经验。在铁矿资源日益稀缺、行业对资源综合利用率要求不断提高的当下，此研究成果意义重大，不仅能缓解富矿资源紧张局面，还能降低对进口铁矿石的依赖。后续可进一步优化工艺，推动其在更大范围内应用，助力铁矿采选行业向绿色、高效、可持续方向转型，提升我国铁矿资源保障能力。

参考文献

　　［1］褚永，李玉平.国际铁矿石资源市场均衡价格探讨［J］.金属矿山，2008（2）：13-15.

　　［2］张兵豪，史长亮，张义顺，等.低品位菱铁矿焙烧-磁选试验研究［J］.材料导报，2015，29（S2）：129-132.

　　［3］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，2006（3）：11-13+56.

　　［4］毛拥军，张茂，陈沪飞.某菱铁矿磁化焙烧-磁选工艺试验研究［J］.矿冶工程，2019，39（1）：79-81.

　　［5］张小龙，韩跃新，李艳军，等.大西沟菱铁矿石磁化焙烧-弱磁选试验研究［J］.金属矿山，2016（12）：22-26.

　　［6］刘明宝，印万忠，韩跃新.菱铁矿选矿研究现状及其应用［C］//东北大学矿物材料与粉体技术研究中心.第十三届全国粉体工程及矿产资源高效开发利用研讨会论文专辑.，2007：32-33+38.

　　［7］汤雅婷.菱铁矿氧化行为及分粒级利用基础研究［D］.沈阳：东北大学，2022.

　　［8］姜亚雄，汪勇，祁磊，等.强磁选-磁化焙烧-弱磁选工艺回收某尾矿中的菱铁矿［J］.金属矿山，2023（2）：94-100.

　　［9］袁启东，陈洲，杨任新，等.大西沟低品位菱铁矿高压辊磨产品湿式强磁预选试验［J］.现代矿业，2025，41（5）：108-110+116.

　　［10］李家林，陈雯，袁壮，等.大西沟菱铁矿全组分高效开发利用技术研究[J］.矿产保护与利用，2022，42（6）：45-51.

　　［11］杨超.菱铁矿磁化焙烧铁矿物转化机理及动力学研究[D］.西安：西安建筑科技大学,2022.