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話說寧鄉式鐵礦
劉繼順
2009-11-01

一、前言

1923年，丁格蘭在江西萍鄉考察時，發現了鮞狀赤鐵礦層，命名為“萍鄉式鐵礦”。丁格蘭當時未曾確定含礦層時代，認為此類鐵礦無重大經濟價值（中國鐵礦志，地質專報, 甲種第2號, 27-276，1923）。

謝家榮、孫健初和程裕淇等在考察長江中下游地區時，于湖南攸縣、茶陵、寧鄉、新化、安化及湖北宜都、枝江、長陽等地, 發現有鮞狀赤鐵礦層，將產于上泥盆統海相地層中的鮞狀赤鐵礦，命名為寧鄉式鐵礦（揚子江下游鐵礦志，地質專報, 甲種第13 號, 1-78，1935）。

王曰倫、劉祖彝和程裕淇，對寧鄉地區產于上泥盆統的鐵礦區進行了系統的地質調查，撰寫了《湖南寧鄉鐵礦地質》（地質匯報, 第32 號, 1-32，1938）。

上世紀50年代末的大躍進和70年代的鐵礦會戰中，對寧鄉式鐵礦投入了大量的勘查工作，提交了500 余份普查、勘探報告和選冶研究報告。之后，寧鄉式鐵礦的開發利用問題一直在研究中，并開展了四次規劃論證，但終因礦石“磷高難降”、“鐵貧難富”而未能實施。

近年來為開發國內新的鐵礦資源,平抑進口礦石的增幅,提高中國鐵礦資源的安全性,寧鄉式鐵礦的開發利用問題才又進入人們的視野。有些公司對寧鄉式鐵礦開展過小規模的工業生產，目前基本上處于停產狀態。

二、寧鄉式鐵礦地質特征

寧鄉式鐵礦廣泛分布于揚子地臺及周邊的鄂、湘、贛、桂、滇、黔、渝、川、甘、陜、豫11個省市區,經地質勘查提交礦產地212處,查明鐵礦資源儲量37.2億噸,約占全國鐵礦資源總量的7%。鄂西地區為寧鄉式鐵礦最重要的產區,探明資源儲量19.92億噸,占寧鄉式鐵礦總量的53.57%。代表性鐵礦床有：火燒坪、海洋、大石橋、松木坪、阮家河、碧雞山、官店、十八格、魚子甸、菜園子、六市、楊家坊、利泌溪、烏石山。

早泥盆世時，華南大部分地區發生海浸，華南海局限于昆明以東的貴陽、桂林、南寧一帶, 基本上無大規模的沉積鐵礦形成。目前只發現云南富民至尋甸間和川中天全沙坪兩個小型鐵礦。礦石為鮞狀、豆狀、礫狀赤鐵礦。含礦層由鐵質砂礫巖、石英砂巖、粉砂巖和頁巖組成。

中泥盆世, 海侵范圍擴大, 超越江南古陸, 向鄂西、湘西北浸漫, 形成一支海灣, 沉積了濱海相的砂(頁) 巖和少量碳酸鹽潮坪。鐵礦層不僅產于碎屑巖中, 也產于碳酸鹽巖相內, 如云南昆明北部的魚子甸、四川西昌北部的碧雞山、貴州的平黃山、潘家院子以及廣西的海洋、屯秋和大圩等。

晚泥盆世時, 在鄂西、湘西一帶海水進一步擴張, 沉積了海陸交互相的黃家磴組和寫經寺組, 并有大中型沉積鐵礦形成, 如鄂西的火燒坪、官店、龍角壩、長潭河和五家河等。湘中碳酸鹽潮坪的上泥盆統下部佘田橋組, 主要由灰巖、泥灰巖構成, 上部錫礦山組, 為砂頁巖、灰巖夾鮞狀赤鐵礦層, 越向北碎屑含量越高。由湘中至粵贛一帶, 逐漸接近華南海的邊緣, 總體上濱海碎屑巖發育, 上部夾陸相沉積巖層。沿湘、贛交界和鄂西、湘西北相對較封閉的海盆地或海灣中, 常發育鮞狀赤鐵礦。晚泥盆世時, 沉積鐵礦的分布范圍相對集中, 礦化強度加大, 形成了一批大中型以鮞狀赤鐵礦為主的鐵礦床, 主要集中分布于鄂西和湘西北的華南海海灣和湘中、贛西地區。只有少數礦床散布于湘東南(如大坪) 和川中(如紫云)。

含鐵建造大多產于海浸層序沉積巖系中。礦層之下為石英礫巖或石英粗砂巖, 向上漸變為細砂巖、砂質頁巖或頁巖, 礦層產于頁巖或粉砂巖中。少數礦層則產于海退沉積巖系內, 如云南寸田鐵礦和鄂西等地區部分礦床的上部鐵礦層(Fe4)。

含鐵建造或含鐵層位主要屬古海盆或古海灣中的淺?！?包括潮坪) 沉積。從含礦層盛產腕足類、珊瑚、魚類、苔蘚蟲以及植物莖、碎片等化石特征, 反映濕熱氣候條件下比較緩慢的沉積和局部海水交替進退情況。

鄂西和湘西北地區為寧鄉式鐵礦的主產區，鐵礦層均產于上泥盆統黃家磴組和寫經寺組，共有4 層礦。

Fe1 礦層賦存在上泥盆統黃家磴組(D3h) 中部的頁巖中, 主要分布于恩施鐵廠壩、建始太平口、十八路、大支坪、巴東仙人巖、瓦屋場和秭歸楊柳池一帶, 大致呈北東東向分布。在建始十八格和秭歸白燕山礦區, 該層屬主礦層。礦層由砂質鮞狀赤鐵礦礦石組成, 呈透鏡狀、似層狀產出, 厚度一般較小, 約0.7m 左右。含鐵品位平均為35%。

Fe2 礦層賦存在黃家磴組上部的頁巖夾砂巖或砂巖夾頁巖中, 主要分布于鄂西的宜昌、長陽、巴東和秭歸一帶, 在湘西北的石門、慈利和桑植等地某些礦床中也有產出, 其中在石門太清山和桑植麥地坪等礦區中, 該層鐵礦屬主礦層。礦體呈透鏡狀或似層狀, 延伸可達5 km左右。礦層厚度一般為1-2m 左右。礦石主要由砂質鮞狀赤鐵礦組成, 礦石通常含鐵30%-40% , 局部有富礦產出。

Fe3 礦層賦存在寫經寺組(D3x ) 下段底部, 在多數情況下, 底板為石英砂巖, 頂板為頁巖或泥灰巖。該礦層遍布于全區極大多數礦區, 且多屬主礦層。礦層在一些大型礦床中呈層狀分布近百平方公里, 厚度一般1.5-3.4m。礦石主要為鈣質鮞狀赤鐵礦或砂質鮞狀赤鐵礦,含鐵量隨礦體厚度變大而遞增, 平均品位40% 左右, 并常有富鐵礦產出。

Fe4 礦層賦存在寫經寺組(D3x ) 上段底部頁巖夾灰巖中, 主要分布在建始、巴東、長陽、五峰一帶。在建始太平口、巴東仙人巖和瓦屋楊礦區, 該礦層屬于主礦層。礦體大多呈薄層狀(多層) 或透鏡體。礦石主要由菱鐵礦、鮞綠泥石和鮞狀赤鐵礦組成。含鐵品位25%-40%。

寧鄉式鐵礦的共生巖石類型為石英砂巖-粉砂巖-粘土頁巖-鮞狀赤鐵礦等 , 沉積條件為濱海三角洲陸源型的溫濕環境。氫氧化鐵和氧化鐵形成于淺海通風的水中, 隨海水加深, 出現菱鐵礦、鮞綠泥石, 最后是黃鐵礦。鮞綠泥石形成于較大范圍的淺海海域內, 其水溫超過20℃。近岸淺海處, 由于氧氣充足, 二氧化碳相對貧乏, 水溫較高, 易于形成赤鐵礦。而離海岸較遠和海水較深處或在近岸拗陷處, 海水較穩定, 有機物不斷分解出二氧化碳。在這種半還原弱堿性條件下, 易于形成菱鐵礦。如有硅質參與, 則生成鮞綠泥石。

磷在鐵礦石中的含量與礦床所處的古地理位置有關。在沉積海盆地邊緣的礦床中, 磷的含量較低, 如在石門—慈利—桑植一帶的鐵礦中, 礦石磷的含量大多介于0.06%～ 0.58% ,平均品位0.36%。在古海盆邊緣靠近武當淮陽古陸的官莊, 磷的含量也只有0.42% , 而位于古海盆中心的官店、龍角壩、長潭河等大中型沉積鐵礦床中, 磷的含量普遍較高, 大多為0.75%-1.1% , 平均0.84%。

寧鄉式鐵礦形成時海水深度大約數十米，鐵質可能主要是以膠體、細懸浮凝膠或呈吸附的氧化物形式被古陸的河流進行搬運的。

三、寧鄉式鐵礦石可選性

寧鄉式鐵礦的自然類型可劃分為三種類型:鮞狀赤鐵礦礦石、鮞綠泥石菱鐵礦礦石及兩者的混合礦石,總體上以鮞狀赤鐵礦為主。

成分 TFe   P    S      CaO    MgO SiO2   Al2O3
最高 48.52 1.44 0.947 15.70 4.89 34.80 10.76
最低 25.21 0.03 <0.01   0.85 0.06 8.91   1.57
平均 38.58 0.646 0.146 5.36 1.56 17.96   6.87

(1) 寧鄉式鐵礦的礦石屬于低硫高磷貧鐵礦石。

(2) 礦石中SiO2、Al2 O3含量高, CaO、MgO 含量低,屬酸性礦石。據統計有85%以上的資源為高硅酸性礦石,少部分礦石為自熔性或堿性礦石,因此CaO和MgO對于寧鄉式鐵礦是重要的應利用成分。

(3) 可綜合利用元素，也是煉鐵有害元素為磷。據鄂西寧鄉式鐵礦中伴生磷的資源量計算結果,伴生磷總量為1 664萬噸，折合成P2O5 30%的礦石9 370萬噸，接近于兩個大型磷礦的資源量。

（4）伴生元素錳、釩、鈦、鎵等含量均很低,無單獨提取價值,可在冶煉過程中作為有益成分進入鋼鐵而得到利用。

組成礦石的礦物有20余種,其中鐵礦物有：赤鐵礦、褐鐵礦(針鐵礦、水針鐵礦)、菱鐵礦、鐵白云石、磁鐵礦、磁赤鐵礦、鮞綠泥石、鎂鐵礦、蘭鐵礦；磷礦物有：膠磷礦、磷灰石、碳磷灰石；硫礦物有：黃鐵礦、硫磷鋁鍶礦；主要脈石礦物有：方解石、白云石、石英、玉髓、粘土；次要脈石礦物有：白云母、電氣石、綠簾石、海綠石、鋯石、蛋白石、絹云母、斜長石、金紅石，其它有：黃銅礦、硬錳礦、菱錳礦、斑銅礦、有機質。

鐵礦物選冶要充分回收，磷硫礦物有害，選冶除去或回收，變害為利。脈石礦物中的方解石、白云石為熔劑礦物,在選礦過程中應盡量保留。

寧鄉式鐵礦的主要結構有:赤鐵礦微粒、極微粒針狀結構,菱鐵礦微?！毩Ｗ孕?、半自形粒狀結構,鮞綠泥石微?！毩ｗ[片結構,磁鐵礦微?！毩０胱孕巍瘟罱Y構。脈石礦物常有結構有:石英碎屑結構、方解石他形粒狀結構、白云石自形半自形粒狀結構、粘土礦物泥質結構、玉髓纖維狀結構、膠磷礦凝膠狀結構、生物碎屑結構。

寧鄉式鐵礦的構造有:鮞狀構造、礫狀構造、粒狀構造、紋層構造、塊狀構造,其中以鮞狀構造最為典型。

鮞狀構造的鮞粒是由赤鐵礦、鮞綠泥石、玉髓、方解石、膠磷礦和粘土礦物組成,這些礦物圍繞一個中心,層層環狀包裹形成鮞粒。鮞粒大小0.1～1.0 mm,最常見為0.3～0.5 mm。鮞粒形狀有球狀、橢球狀、枕狀、紡綞狀、長條狀等。鮞粒有時有核心。鮞粒環帶數不一,少則十余環,多的達50多環。各環厚度不一,疏密相間。赤鐵礦環帶一般較厚, 37～72μm,方解石、膠磷礦的環帶最薄,一般只有幾微米寬。赤鐵礦的環帶由核心向鮞粒外層有密集的趨向。鮞粒中的赤鐵礦環帶本身并非純凈的赤鐵礦,而是由赤鐵礦極微細的針狀晶體(一般長1～3μm,寬< 1μm)交織成絮狀小鱗片(長14～7 μm,寬4 ～1 μm) ,再相互連接成環帶。在赤鐵礦的晶體之間, 鱗片的孔隙中又充填粘土礦物、玉髓及少量膠磷礦。

鮞粒之間由微細粒狀的赤鐵礦、細粒的碳酸鹽及粘土礦物、玉髓等充填。

赤鐵礦含鐵69.94% ,應能獲得品位>60%的精礦,但是由于寧鄉式鐵礦的赤鐵礦單晶顆粒極細,無法解離進行選別,

實際選礦工藝中都是選赤鐵礦集合體。赤鐵礦集合體中赤鐵礦約占80%-85% ,其余為脈石礦物,含鐵量為55%-59% ,一般不超過60%。僅用物理機械選礦方法幾乎不可能獲得品位超過60%的鐵精礦。

菱鐵礦和鮞綠泥石含鐵量很低，分別為48.23%和34.89% ,如果礦石以這兩種礦物為主,則精礦的品位更低。如廣西海洋鐵礦鐵精礦品位只能達到31%-32% ,只比原礦高出1-2個百分點。

褐鐵礦的含鐵量為62.90%,比赤鐵礦低,但由于地表氧化作用破壞了原礦石的結構,使其變松散,褐鐵礦從集合體中解脫,有可能得到更好的富集。

赤鐵礦單晶的嵌布粒度為0.001-0.01 mm,屬于微粒及極微粒結構。赤鐵礦的針狀單晶交錯叢生,其晶隙和裂隙中為脈石礦物充填,組成了富鐵集合體。這些集合體又相互聚集形成較寬的環帶與脈石礦物環帶相間組成鮞粒。富鐵集合體的粒度為0.05-0.2mm,鮞粒粒徑一般為0.1--1.0 mm, 大的可> 2.0mm,變成豆粒。在選礦過程中,隨著礦石的破碎程度加大富鐵集合體從鮞粒中脫離出來,進而形成單獨的集合體與脈石集合體混雜,而選礦過程實際是將鐵礦集合體與脈石集合體分離。

褐鐵礦單晶的嵌布粒度為0.001-0.01 mm,集合體的粒度0.1-0.2 mm,褐鐵礦是鮞綠泥石、菱鐵礦等的風化產物,在風化過程中原礦物被褐鐵礦交代,結構變松散,易實現解離。但是褐鐵礦硬度低,也容易泥化,給選礦帶來麻煩。

鮞綠泥石單晶粒度0.001-0.01 mm,集合體粒度0.05-0.2 mm。鮞綠泥石單晶具顯微片狀結構,鮞綠泥石集合體組成較寬的條帶與其他礦物條帶組成鮞粒。

菱鐵礦單晶粒度較粗0.01-0.50 mm,具有半自形粒狀結構,相互緊密鑲嵌,形成大小為0.1-0.5 mm的聚晶。

磁鐵礦的單晶粒徑0.03-0.1 mm,具有他形及半自形粒狀結構,交代赤鐵礦形成。

鮞綠泥石、菱鐵礦和磁鐵礦在加工過程中與赤鐵礦相比,比較容易實現解離形成單體。

礦石中的磷賦存于細晶磷灰石和膠磷礦中,以膠磷礦為主。膠磷礦實際上由極為細微的磷灰石組成,理論含磷18%左右。膠磷礦常呈凝塊狀產出,凝塊粒徑0.05-0.1 mm,最大可達0.3 mm,多與脈石連生,少部分與赤鐵礦連生,且界線清楚。有的在鮞狀赤鐵礦邊緣出現,邊緣帶寬0.01-0.05 mm;還有一部分以0.001-0.01 mm大小的顆粒散布于赤鐵礦之中。前兩部分膠磷礦易于和赤鐵礦解離,通過選礦方法將其分離,后一部分膠磷礦由于粒度太細,呈分散狀存在于鐵礦物中難以將其解離,這部分磷約占礦石總磷量的10%。磷礦物比重2.9-3.1,硬度5, 比磁化系數9.39×10- 6 ～19×10- 6cm3 /g;用脂肪酸及其皂類可改變顆粒表面浸潤性能,使其成為疏水性。因其比重小于赤鐵礦又大于脈石礦物,故采用重選方法不能使其與鐵礦物很好的分離,重液分離試驗表明,磷礦物富集于中間部分。因比磁化系數與赤鐵礦比較接近,與脈石差別大,在強磁選過程中鐵精礦中的磷反比原礦略高。據磷礦物的表面特性，最好的分離辦法是采用浮選法。中南冶金地質研究所用氧化石臘皂作為捕收劑,采用反浮選選磷礦物,泡沫產品再次掃選得精礦Ⅱ及尾礦。浮選分離磷的效果比較好,除磷率達到86.65% ,鐵精礦中磷的含量可降低至0.25%以下。這既說明了捕收劑的有效性,也證明了巖礦鑒定對磷礦物嵌布特性的結論。礦冶研究院用類似的方法獲得了含磷0.13%的鐵精礦, 除磷率達91.45%。

石英:在礦石中的含量為5%-15% ,單體粒度0.005-0.02 mm,集合體粒度0.05-0.3 mm。主要組成鮞粒同心層,粒狀產于鮞粒之間,成顆粒較粗的棱角狀碎屑。石英結晶顆粒較粗,與赤鐵礦邊界清楚,兩者易于解離。

玉髓:為微細粒和隱晶質的SiO2 ,單體粒度0.001-0.002 mm,集合體的粒度0.05-0.2 mm。主要作為硅質巖巖屑的主要成分,多單獨產出;參與鮞粒同心層的組成;在基質中與方解石相互交織;呈微細粒充填于赤鐵礦晶體間隙中。前3種形式產出的玉髓尚可解離并選別,最后一種形式的玉髓則基本不能選除,這部分礦物中的SiO2約占礦石中SiO2總量的30%-40%。因此,選礦除硅是一個難題。

方解石:在酸性礦石中的含量為5%-10%,在自熔性和堿性礦石中的含量為15%-20%。方解石的粒度較粗, 粒徑0.01-0.5 mm。方解石一方面與赤鐵礦、石英、粘土礦物等組成鮞粒同心層,另一方面經重結晶成為較粗的顆粒膠結鮞粒和碎屑。方解石與赤鐵礦邊界清楚,兩者易解離,能分離出的方解石其中所含CaO約占礦石中CaO總量的70%～80%。

白云石:在礦石中的含量為3% ～6% ,產出狀態與方解石相近,呈不規則粒狀產于方解石顆粒間。

粘土礦物:主要為高嶺石類,少部分屬伊利石類。礦石中的含量應為5%-15%,由于粘土礦物結晶微細,又混雜于其他礦物間,巖礦鑒定難以準確定量,根據礦石含鋁量推斷,以往的鑒定結果粘土礦物含量偏低,有的礦區甚至漏檢。呈極微細顆粒(0.001-0.003mm)充填于赤鐵礦微晶間；與方解石、白云石、玉髓等混雜作為鮞粒和碎屑膠結物。粘土礦物是礦石中Al2O3的主要載體(含Al2O3 39.5% ) ,也是SiO2的重要載體(含SiO2 46.5%) ,選礦除硅工藝應充分考慮到這種礦物。

脈石礦物比重小,一般在2.70以下,與鐵礦物比重差別顯著,采用重選法分離鐵礦集合體和脈石是有效的 ,石英、玉髓、方解石、粘土都在輕部分富集。

脈石礦物的比磁化系數小,介于- 0.41×10- 6 ～1.52 ×10- 6 cm3 /g之間,與鐵礦物差別明顯,因此,在強磁選鐵精礦中，鈣、硅的含量都比原礦低,尾礦中CaO和SiO2分別比原礦高9%和8%,說明強磁選的有效性。然而和重液分離相比,效果相對差一點。

方解石的表面性質與磷灰石十分相似,也易被脂肪酸和皂類改變成為疏水性,使兩者在浮選中同時被泡沫帶起,這給選礦試驗的“除磷保鈣”帶來困難?；馃鹤匀坌缘V石的浮選試驗表明 ,在反浮選選磷的同時,有90%的鈣也同時浮起,使鐵精礦中的CaO由原來的9.94%降低為1.03% ,完全破壞了礦石的自熔性。為達到“除磷保鈣”,已進行多方面的試驗,如加抑制劑,改變試驗條件等,但效果均不理想。有的采用S208浮選藥劑,使之對磷礦物和鈣礦物的表面作用不同,達到兩者分離的目的,已取得一定的效果。

礦石中鐵礦物和脈石礦物的硬度硬度差別很大,石英屬硬礦物,赤鐵礦、磁鐵礦的硬度為5.5-6,屬中等硬度礦物,褐鐵礦、菱鐵礦、鮞綠泥石及粘土礦物硬度一般< 4,易破碎和泥化。與礦石破碎難度直接有關的是強度系數,寧鄉式鮞狀赤鐵礦的強度系數6.45-7.75,屬中等強度的礦石。礦石的強度不僅決定于組成礦物的硬度,還決定于礦物之間接合的緊密程度和結構構造。

小結
(1) 礦石中赤鐵礦的含鐵量及其比重和比磁化系數與脈石礦物有明顯差異,采用重選重選和和強磁選均可有效地將鐵礦物和脈石礦物分離,獲得TFe> 50%的精礦,回收率80%左右。對原礦進行梯形跳汰(粗級別)和強磁選(細級別)處理,恢復礦石地質品位,提高產品含鐵量在技術上和經濟上都是必不可少的。

（2）因赤鐵礦單晶粒度極為微細,在磨礦過程中不可能使其成為單體,選礦只能以選鐵礦物集合體為目標。由于鐵礦物的集合體尺度較大,故沒有必要將加工的細度提得很高。鐵礦精礦品位不夠高,主要并不是由于磨細度不夠,而是受鐵礦集合體中純赤鐵礦含量的限制。鐵礦精礦品位一般在52%-53% ,已說明選礦有效,如能達到55%-57% ,則就是不錯的指標。如想繼續提高精礦品位,采用提高磨細度和絮凝選礦等方法,從已有試驗結果看,效果不佳,且鐵回收率大打折扣。采用低溫焙燒加磁選的方法,同樣不會有明顯效果。因為焙燒過程中赤鐵礦在氧化氣氛(680℃)下轉變成磁赤鐵礦(γ2Fe2O3 ) ,在還原的氣氛下轉變成磁鐵礦,但是這樣的相變并未改變原礦的嵌布特征和鐵礦物的顆粒結構。雖然鐵礦物的選別性提高,選別效果或許改善,但改變不了選集合體的事實。官店鐵礦原礦還原焙燒磁選及鐵精礦的品位為57.01% ,火燒坪鐵礦為55.20% ,仍沒有重大突破。如欲獲得含鐵量> 64%的精礦,唯一的辦法是提高焙燒溫度,破壞赤鐵礦晶格,使赤鐵礦中的鐵不同程度地還原為金屬鐵或方鐵礦( FeO) ,但這樣的工藝實際已屬冶煉范疇。

(3) 磷礦物的工藝礦物特征表明有90%的磷礦物易于與鐵礦物解離而被分選出去,因此對于寧鄉式鐵礦選礦“提鐵降磷”的目標而言,提鐵難，降磷易。通過一般的浮選就可將鐵精礦中磷的含量降至0.25%以下。但由于有少部分磷以星散狀分布于赤鐵礦小晶體之間,因此鐵精礦中的磷要降到很低,只靠機械選礦是難以辦到的。礦石中的磷礦物與中國沉積型磷塊巖中的磷礦物屬同一種礦物,在鐵礦選礦工藝中應有使膠磷礦進一步富集的流程,使其達到磷精礦的標準。但要通過選礦做到這一點是非常困難的。據國外同類礦產利用經驗和國內冶煉試驗,選礦不除磷,讓它隨鐵還原進入生鐵,在轉爐煉鋼過程中以鋼渣磷肥的形式得到回收和綜合利用。

(4) 脈石礦物工藝礦物特性決定了寧鄉式鐵礦除硅是一個難題,因為有相當數量的含硅礦物與赤鐵礦呈極微細嵌布狀態,鐵礦精礦品位上不去的主要原因是硅除不去。鈣礦物方解石、白云石的嵌布粒度較粗,與鐵礦物界線清楚且易解離,因此,實現鈣鐵分離是很容易辦到的。但由于寧鄉式鐵礦大多是高硅酸性礦石,少部分自熔性礦石中的鈣是寶貴的可利用的成分,在選礦過程中應盡量留在精礦中,而保持產品的自熔性。研究浮選除磷時的保鈣技術是寧鄉式鐵礦選礦的一個重要課題,通過研究浮選藥劑等途徑解決這個問題是值得試探的。

(5) 根據寧鄉式鐵礦工藝礦物學稟賦特征,解決礦石利用問題的最終途徑可能是冶煉方式,但應充分利用礦物物性差異和可能達到的解離程度,采用重選、強磁選、浮選等選礦方法作為補充和輔助工藝,以提高冶煉物料的質量和降低成本。

四、寧鄉式鐵礦可采性

1、寧鄉式鐵礦層穩定,呈層狀似層狀產出,延續數公里至十余公里，有利于多點采礦。

2、礦層厚度不大,一般厚1-3 m,部分厚大部位,可厚7-8 m。礦層中夾有多層頁巖,采礦貧化率較高。

3、礦層傾角多為5°-30°,局部地段變陡,總體上屬緩傾斜薄層礦體。礦層力學性質尚穩固,頂板圍巖為寫經寺組頁巖和泥灰巖不很穩固—中等穩固。礦層埋深0-590 m,由于剝采比遠大于10,只能采用地下開采的方式進行開采。局部礦段如山腰、山腳處礦體出露較淺,可進行小規模露天開采。

因此，寧鄉式鐵礦礦層多為薄、深而緩傾,又需地下開采,采礦貧化率高,僅適合多點小規模采礦，不具備大規模機械化開采的條件。

五、冶煉脫磷

直接還原法：直接還原法處理鄂西鐵礦可以獲得含鐵90%以上的產品,但其中含磷仍很高,未能達到除磷目的。

高爐煉鐵、轉爐煉鋼,綜合利用磷。礦石經簡單重選,然后全燒結入爐冶煉高磷生鐵,最后采用轉爐煉鋼和鋼渣磷肥，選礦成本低,鐵、磷、鈣綜合利用程度高。

六、結論

寧鄉式鮞狀赤鐵礦石是目前國內外公認的最難選的鐵礦石類型之一。難就難在：

1、礦層薄，開采難，貧化率高，導致單點采礦量少，成本高，工效低。實現大規模穩定鐵礦石供應，難度很大。

2、因鐵礦物嵌布粒度極細，且常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹。從理論上來說，絕大部分礦石根本無法實現物理分離。分離的只是鐵礦集合體（含雜質硅、磷、粘土、炭質）與脈石。

目前的選冶工藝無非是兩條路徑：提鐵和除磷。

提鐵無法達到60%以上，且產率低，回收率低；除磷最好能降到2.5%以下，用物理方法再降磷是不可能的。因此，現有技術方法尚不能得到標鐵合格精粉。

目前各種選別工藝，包括微生物方法，大同小異，均屬于物理分離，沒有從根本上取得技術上的突破。

聲稱解決了技術難題的工藝，都處于實驗階段或小試階段。如果用于3000-5000噸/日工業生產，能否取得理想效果，尚不得而知。

如果標鐵精粉礦石價格不到1000元/噸以上，則寧鄉式鐵礦的開發將無利可圖，或收回投資遙遙無期。

解決寧鄉式鐵礦的利用問題，應該從源頭抓起。寧鄉式鐵礦如果受到變質改造作用，則鐵礦石發生重結晶作用。結晶時，礦物顆粒變粗，礦物中的雜質排出而自凈，從而有利于物理分離。

在寧鄉式鐵礦廣泛分布的華南地區，局部地段有可能存在隱伏巖漿侵入作用，也就是說可能存在接觸變質型鐵礦。因此，在寧鄉式鐵礦發育地區，尋找熱變質型鐵礦是有可能的。

此外，化學分離是否可行，值得探索。

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