关于需选贫铁矿石工业类型的划分
河北省地矿局第二地质大队 梁国华 高孝敏
摘要：需选铁矿石的工业类型是根据选矿工艺不同划分的。磁性铁占有率更适宜。磁性率反应的是矿石氧化程度。磁性铁占有率、磁性率均受其它含铁矿物的影响。需选铁矿石样品组合分析项目应为siFe、SFe、cFe等。 关键词：磁性铁占有率 磁性率 组合分析项目 一、铁矿地质勘查规范对需选铁矿石工业类型的划分
1986年由地质出版社出版发行的《矿产工业要求参考手册》中，对需选铁矿石的工业类型采用两种方法划分，当矿石中含铁矿物主要为磁铁矿石、赤铁矿石时采用磁性铁占有率划分；当矿石矿物成分比较简单，铁矿石中硅酸铁、硫化铁及铁白云石等含铁量之和＜3%时，亦可采用传统的磁性率（TFe/FeO）划分，磁性率＜2.7时为磁铁矿石。现行铁矿勘查规范（DZ/T0200-2002）及1993年的《铁矿地质勘探规范》（GB/T13728-92）中，对需选铁矿石的工业类型划分均是从选矿工艺出发。一般根据磁性铁（mFe）对全铁（TFe）的占有率划分， mFe/TFe≥85%的为磁铁矿石，mFe/TFe＜85%的为弱磁铁矿石。如矿石矿物成分较复杂，铁矿石中硅酸铁、硫化铁及铁白云石等含铁量之和＞3%时，需从全铁中扣除。
前期的铁矿勘查规范和地质勘查报告中，一般将铁矿石工业类型根据磁性率划分为氧化矿、原生矿，或二者间再加入混合矿。 二、铁矿石工业类型划分的意义
划分矿石工业类型的意义和目的是为确定矿石的选矿工艺流程，为矿石合理利用提供依据。
我国目前的需选矿石一般都采用单一弱磁选，该种选矿方法技术成熟，工艺简单，选矿成本低，对磁铁矿石是最佳选矿方法。对一些弱磁性矿石即氧化矿石，选矿工艺流程复杂，选矿成本高，回收率低，目前多采用重—磁—反浮选流程，如滦县司家营铁矿。
从目前我国需选矿石的选矿工艺方法考虑，采用磁性铁占有率划分矿石工业类型更有实际意义。根据笔者对冀东地区几个铁矿的选矿试验资料统计分析，该指数与矿石的选矿回收率大致相当，一般铁矿石的选矿回收率比磁性铁占有
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率低3~5%。可见，磁性铁占有率对矿石的选矿方法的确定和工业意义的评价更直接。
一般情况下，采用磁性率划分的原生矿相当于磁铁矿，混合矿和氧化矿相当于弱磁性矿。这种划分是基于矿石的氧化程度。一般情况下，磁性率和磁性铁占有率是对应的，但当矿石中含其它含铁矿物较多时，会出现原生铁矿石磁性铁占有率低的现象。
冀东地区铁矿石中其它含铁矿物主要是硅酸铁矿物，如角闪石类、辉石类等。而矿石中的硅酸铁矿物因没有磁性或磁性弱，对磁性铁占有率也有影响，硅酸铁矿物增多，磁性铁占有率数值亦降低。所以磁性铁占有率只能代表磁性铁占全铁的比例，并不能反应矿石的氧化程度。因硅酸铁矿物中的铁工业上不能利用，所以对因硅酸铁含量高的原生铁矿石，磁性铁占有率虽低，也适宜单一弱磁选工艺。所以对硅酸铁含量高的铁矿石，应在TFe中扣除，然后计算磁性铁占有率。
也有磁性率高、磁性铁占有率也高的现象。
司家营铁矿南区多个钻孔中矿石样磁性率高、磁性铁占有率也偏高，如南矿段S20线ZK703孔，一些矿样mFe/TFe（%）均＞65%，但TFe/FeO＞3.5，是氧化矿。造成这种假象的原因之一是因矿石矿物粒度极细，单体在-200目时不能完全分离，磁铁矿颗粒边缘的赤铁矿和被完全交代的假象赤铁矿与磁铁矿颗粒没有分离，其二是部分磁铁矿未完全氧化，其核心部分仍为磁铁矿。化验分析磁性铁（mFe）一般采用试样经永久磁铁手选分离、盐酸分解、重铬酸钾滴定法测定，mFe不是理论上的Fe3O4，而是相当于工业选矿中进入铁精粉中的铁，这部分与磁铁矿粘连的氧化铁进入了“磁性铁”。
当然，如果氧化矿磁性率较高，也适宜单一弱磁选。 三、磁性率、磁性铁占有率的关系
上述两种划分方法的理论基础是，磁铁矿（Fe3O4）中的铁以Fe+2和 Fe+3形式存在。如果矿石发生氧化，则Fe+2→ Fe+3， TFe/FeO数值增大，mFe/TFe随之降低。所以随矿石氧化作用的加强，更多的Fe+2→ Fe+3，TFe/FeO数值也增大，mFe/TFe%降低。
理论上磁铁矿的磁性率（TFe/FeO）为2.3，但由于矿石中往往含一定数量的硅酸铁、硫化铁及铁白云石等含铁矿物，这些矿物中的铁多以二价铁形式赋存，所以会出现磁性率＜2.3的现象。如青龙满族自治县的榨栏杖子铁矿，昌黎县的坎上铁矿等，由于矿石中含大量的闪石类等硅酸铁矿物，都出现磁性率＜2.3的现象。
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一般情况下，矿石的磁性率会因为含其它含铁矿物而使矿石的磁性率偏小，磁性铁占有率偏低的现象。但如果发生氧化作用，这些含铁矿物中的Fe+2也将变为Fe+3。可见，磁性率对矿石的氧化程度反应更直接，受其它含铁矿物的影响较小。对划分矿石氧化程度而言，TFe/FeO指数更直接，而磁性铁占有率的高低由于受其它非磁性或弱磁性含铁矿物的影响，并不能直接反应铁矿石氧化程度。
四、对铁矿勘查工作中样品分析项目的建议
现行铁矿勘查规范对铁矿石工业类型的划分只规定了mFe/TFe（%）的划分方法，这对确定选矿方法和流程在一般情况下是可行的，但如果铁矿石中含有大量硅酸铁矿物，像冀东青龙县的榨栏杖子铁矿、昌黎坎上铁矿等。矿石样品如果仅分析TFe和mFe两项，就不能准确划定矿石工业类型。榨栏杖子铁矿矿石中硅酸铁含量高达8%以上，昌黎坎上铁矿硅酸铁含量普遍达8~10%，最高达30%以上。根据昌黎坎上铁矿的样品分析资料，矿石自然类型按矿物成分除磁铁石英岩型外，相当部分为含磁铁透闪透辉岩型、透闪透辉磁铁石英岩和阳起透闪磁铁石英岩型。矿石磁性铁占有率普遍小于65%，但却是原生矿。经对422件TFe≥20%的样品统计，mFe/TFe≥65%的256件，磁性铁占有率＜65%的166件，而这些样品TFe/FeO均小于3.5，并不是氧化矿。造成这些样品磁性铁占有率偏低的原因是硅酸铁含量较高，致使磁性铁占有率低。
从上述现象可以看出，采用磁性铁占有率划分矿石工业类型，应对含铁矿物成分较复杂的矿石进行物相分析，这样才能正确划分。但在实际勘查工作中，如果基本分析项目增加siFe、SFe、cFe，化验工作量太大，费用也高；笔者认为应将siFe、SFe、cFe作为组合分析项目。目前一些勘查报告不考虑矿石自然类型，只是简单地按磁性铁占有率划分工业类型，这是错误的。
一些铁矿勘查设计和报告将S、P、SiO2作为组合分析项目，分析这些项目对需选铁矿石意义不大，因矿石在选矿过程中这些成分会不同程度的降低，原矿中的含量不能代表铁精矿，而入炉冶炼的是铁精矿（球团矿）。
在一些铁矿勘查项目中，有些矿区涉及利用前期资料，但前期工作没有分析mFe，所以只能采用TFe/FeO作为划分铁矿石工业类型的指数。一般情况下原生矿、混合矿均适于单一弱磁选。虽个别氧化矿也适合单一弱磁选，但这种情况不多见。建议这种矿区应按矿石氧化程度分别进行可选性试验，以确定矿石的选矿工艺和流程。
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