在我國湖北、湖南、貴州、云南、廣西等地均有豐富的鮞狀赤鐵礦，礦石中Al2O3含量從百分之幾到十幾不等，而鐵礦中鋁儲量超過3%，對冶煉將產生一系列不良影響。因為Al2O3是高熔點酸性脈石，當高爐爐渣中Al2O3含量超過15%時，將引起爐渣熔點升高、黏度增大，使得渣鐵分離困難，高爐利用系數降低。因此，一般要求入爐原料Al2O3含量小于2%，而鮞狀赤鐵礦中大量Al3+取代Fe3+形成類質同像的結構，導致單體解離困難，難以選別，是一種典型的難選鐵礦石資源。

常見鋁鐵分離的有效方法有化學法（鹽酸法和氯化法）、生物法和冶煉法（熔煉法和直接不愿法），但以上方法常用于處理鋁土礦和赤泥。目前，國內對于高鋁鐵礦降鋁技術報道的文章僅有中南大學采用的鈉鹽焙燒溶出法以及鈉化還原—磁法處理高鋁褐鐵礦取得比較好的鋁鐵分離效果，對于高鋁鮞狀赤鐵礦降鋁報道的文章尚屬空白。基于以上現狀，研究了磁化焙燒—磁選、直接還原—磁選、深度還原—磁選3種工藝對某高鋁鮞狀赤欠缺礦降鋁效果的影響，并對3種工藝的降鋁效果進行了對比。

1、礦石性質

1.1、礦石礦相分析

試驗所用原料是一種氧化鋁含量較高的鮞狀赤鐵礦，呈磚紅色塊狀，礦石主要金屬礦物有赤鐵礦和褐鐵礦，透明礦物由水鋁石及高嶺土化的鋁硅酸鹽、細粒石英和碳酸鹽礦物組成。

1.2、礦石化學多元素分析

對原礦進行化學多元素分析，其結果見表1。

由表1可知，此礦石二元堿度R=0.03，屬于典型的酸性礦石，有用金屬鐵含量為452.56%，二氧化硅含量為15.44%，氧化鋁含量為12.30%，磷含量為0.510%。

2、試驗方案

試驗選擇磁化焙燒—磁選、直接不愿—磁選、深度還原—磁選3種工藝對鮞狀赤鐵礦進行降鋁研究，尋求一種鋁鐵有效分離的工藝，3種工藝試驗流程分別見圖1、圖2、圖3。其中用于磁化焙燒與直接不愿的原礦均為-2mm，深度還原團礦直徑為36~50mm，原礦為-10mm。磁化焙燒—磁選工藝磨礦濃度為60.0%，第1段磨礦細度為-0.074mm 88.3%，第2段磨礦細度為-0.074mm 97.0%，2段濕式磁選磁場強度均為119.4kA/m。直接還原—磁選工藝磨礦細度為-0.0374mm 70.0%左右，濕式磁選磁場強度為119.4kA/m。深度還原—磁選工藝第1段顎式破碎至-5mm，第2段對輥破碎至-2mm，2段干式磁選磁場強度均為119.4kA/m。

3、試驗結果與討論

3.1、磁化焙燒—磁選脫鋁工藝

在試驗確定的*佳煤粉用量為8%，保溫時間為80min，隨爐自然冷卻的條件下，不同磁化焙燒溫度對選精礦鐵、鋁指標的影響分別見圖4、圖5。

由圖4可見，隨著焙燒溫度的升高，精礦鐵品位先升高后降低，回收率變化與之相反。由圖5可見，精礦中鋁品位及回收率隨焙燒溫度的升高均先降低后升高。結合圖4、圖5還可發現，精礦鋁含量變化規律與鐵品位變化規律相反，兩者回收率變化規律則相同。當焙燒溫度為850℃時，精礦鐵品位*高，鋁含量*低，分別為58.86%和8.57%，回收率只有40.17%，說明在試驗條件范圍內磁化焙燒—磁選工藝無法獲得理想的鐵、鋁指標。

3.2、直接不愿—磁選脫鋁工藝

直接不愿—磁選工藝以不同的還原溫度、煤粉用量、保溫時間為考察因素（依次為因素A、B、C），每個因素各取3個水平，采用正交表L9[3(4)]安排試驗。試驗因素水平見表2，在前述試驗方案中敘述的條件下，試驗結果見表3。對表3試驗結果進行極差分析，結果見表4。

由表4可知，直接還原—磁選脫鋁工藝較優組合為A3B3C3，說明還原溫度越高，還原劑用量越大，保溫時間越長，越有利于原礦提鐵降鋁。由表3可知，在給定試驗條件下，還原鐵產品中鋁含量在4.34%~6.14%，當還原鐵產品中鋁含量*低時，鐵品位為92.46%，回收率為74.26%。雖然此工藝比磁化焙燒—磁選工藝降鋁效果好，但是合格的直接不愿鐵產品中鋁含量一般要求小于3%，因此，有必要尋求其他脫鋁工藝。

3.3、深度還原—磁選脫鋁工藝

經過大量的試驗發現，通過添加添加劑YS-1，采用深度還原—磁選工藝可獲得鋁含量低的高品位還原鐵產品（鐵粉）。由于高溫破壞原礦鮞狀結構，添加劑YS-1與原礦中鋁的載體礦物反應生成新的物質，同時鐵顆粒成核及晶核聚焦長大，只需破碎至-2mm干式磁選即可實現鋁鐵分離。在煤粉中用量為30%，還原溫度為1450℃，保溫40min的試驗條件下，YS-1用量對還原鐵產品指標的影響分別見圖6、圖7。

由圖6可見，YS-1用量由0增加到30.44%時，還原鐵產品鐵品位不斷升高，回收率先升高后降低。當YS-1用量為30.44%時，鐵品位達到*大值為90.43%。當YS-1用量為13.92%時，鐵回收率達到*大值為96.12%。當添加YS-1時，產品鐵品位都超過了83%，回收率均達到90%以上。

由圖7可見，還原鐵產品中鋁品位及回收率都隨著YS-1用量的增加而顯著降低，*低可降至0.81%，此時回收率為3.78%。由此可見，添加劑YS-1可明顯降低還原鐵產品中的鋁品位。試驗發現，增加YS-1用量必須升高還原反應溫度鋁鐵分離效果才好，當YS-1用量超過13.92%時，還原溫度不能低于1400℃，此工藝的關鍵在于控制YS-1和煤粉的用量。在YS-1用量為5.66%，煤粉用量為15%，1350℃保溫40min的條件下，可獲得鐵品位為93.16%，鐵回收率為88.45%，鋁含量為2.02%，鋁回收率為9.86%的高品位還原鐵粉。

3.4、3種脫鋁工藝的效果比較

對比以上3種工藝不難發現，磁化焙燒—磁選工藝獲得的精礦鐵品位不高，同時鋁含量高，在8.5%~10%。直接還原—磁選工藝產品鐵品位雖然達到90%以上，但鋁含量在4.5%左右。深度還原—磁選工藝產品鐵品位不僅在90%左右，同時鋁可降至2.5%以下。因此，采用添加劑YS-1的深度還原—磁選工藝可實現該高鋁鮞狀赤鐵礦鋁鐵的有效分離。

4、結論

（1）某高鋁鮞狀赤鐵礦磁化焙燒—磁選工藝獲得的精礦鐵品位低于59%，同時鋁含量高，在8.5%~10%。直接還原—磁選工藝產品鐵品位雖然達到90%以上，但是鋁含量仍在4.5%左右。深度還原—磁選工藝產品鐵品位不僅有90%左右，同時鋁可降至2.5%以下。

（2）在一定試驗條件下，采用添加劑YS-1的深度還原—磁選工藝可獲得鐵品位為93.16%，鐵回收率為88.45%，其中鋁含量為2.02%的還原鐵產品。

（3）添加劑YS-1可明顯降低還原鐵產品中的鋁品位，在一定YS-1用量下必須嚴格控制煤粉的用量。

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