一.导言
鲕状赤铁矿嵌布粒度极细，常与菱铁矿、鲕状绿泥石和含磷矿物共生或相互包裹。因此，鲕状赤铁矿是目前国内外公认的最难开采的铁矿石类型，该类型铁矿石资源基本不被利用。但其储量丰富，中国铁矿石资源的1/9是鲕状赤铁矿。鲕状赤铁矿常形成大矿，如法国的罗林铁矿、美国的克林顿铁矿、中国北方的龙轩铁矿和中国南方的宁乡铁矿。随着我国可利用铁矿资源的逐渐减少和我国经济的发展，研究其利用具有重要的战略意义。
二，使用中存在的问题
由于鲕状赤铁矿的嵌布粒度极细，不利于矿石的单体解理。如“龙轩”鲕状赤铁矿，当原矿磨矿粒度为-200目55%时，赤铁矿单体解离度仅为12.33%，-325目赤铁矿单体解离度仅为22.25%，-325目赤铁矿单体解离度为31。随着磨矿粒度-200目含量的增加，赤铁矿单体解离度增加，但变化幅度不大。当-200目粒度达到95%时，赤铁矿单体解离度为52.23%，-325目粒度为52.23%，-325目粒度为60.82%。而且经过破碎、研磨后，矿石中有大量的泥。这就决定了这种铁矿石的选矿冶炼难度很大。
以下是某难选鲕状赤铁矿的选矿研究。
根据某难选鲕状赤铁矿的多元素分析和铁相分析，该难选鲕状赤铁矿中硫、磷等有害元素含量虽低，但破碎磨矿后极易形成超细颗粒和大量泥。通过随机取样、磨平薄片、X射线粉末衍射分析、显微鉴定和原块矿石分析，发现了鲕粒。大多数鲕粒具有小的鲕核，核(圈)的边界不清楚。鲕粒主要为片状赤铁矿。部分鲕粒的鲕核较大，由隐晶碳酸盐团块组成，形态多为细长等粒状。鲕粒环状结构清晰致密，同心层一般在20 ~ 50层之间，由厚度为0.005 ~ 001mm的赤铁矿层和厚度< 01005mm泥晶碳酸盐条纹的赤铁矿层组成。在鲕粒中部，碳酸盐同心脉略多且较厚，在鲕粒外部，赤铁矿同心脉较多，碳酸盐同心脉减少变薄。这些都增加了难选鲕状赤铁矿选矿的难度和生产成本。由于难选鲕状赤铁矿颗粒极细，含泥量多，虽然采用了多种选矿冶金方法，进行了一系列富集回收试验，但效果并不理想。要么回收率低，品位低，要么成本太高，工艺流程复杂。
根据以上研究，由于鲕状赤铁矿特殊的矿石性质，常规的选矿方法和设备不适用，因此有必要探索新的方法，开发新的设备和药剂。
三。研究现状
国内外对鲕状赤铁矿的选矿研究包括脱磷、脱硅、脱硫、反浮选、选择性团聚-反浮选、高梯度磁选、新设备和新工艺、直接还原、酸浸、氯化焙烧-酸浸等。然而，很少有关于其成功浓缩的报道。除了上述的选矿研究外，还有用它制作铁红颜料的研究。本文还提出了一种利用难选鲕状赤铁矿的新技术，即直接冶炼其原矿，选出可作为炼钢原料的生铁，用其冶炼渣制取高附加值的微晶玻璃。虽然该项技术的研究刚刚起步，但由于其良好的经济效益和重要的环境效益，具有广阔的发展前景。
(1)直接还原-磁选试验研究
鲕状赤铁矿因其矿物结构而难以分离。常规分选方法难以获得良好的分选指标。鲕状赤铁矿被直接还原相变，氧化铁转化为金属铁，可通过弱磁选分离。将矿石细粒的鲕状结构变为粗粒的粒状结构，可以为分选创造条件，简化分选工艺，提高铁的金属回收率。
用高品位铁矿石直接还原是一项成熟的技术，其产品可直接作为炼钢的原料，在工业上应用广泛。研究人员将贫鲕状赤铁矿铁矿石直接还原，对还原产物进行磁选试验研究。但研究仍处于实验室阶段，还原方法仅限于固定床还原。后来statements等人采用固定床法和流化床法，包括内热法和外热法，对贵州赫章鲕状赤铁矿进行了直接还原磁选试验，以及半工业规模的回转窑直接还原试验和回转窑模型试验，并对工艺进行了热力学分析。试验结果表明，采用固定床或外热流化床方法对鲕状赤铁矿进行直接还原-磁选可获得较好的分选指标，而内热流化床直接还原-磁选指标较差。还原过程的热力学分析表明，炉内气氛中的高氧含量使硅酸盐与铁的反应不可逆，生成的硅酸铁和尖晶石打断了铁的迁移路径。煅烧产物金属化率低，铁晶体粒度小，降低了铁的回收率。最后得出结论:①直接还原鲕状赤铁矿，最好在还原设备外加热回转窑。②无烟煤作为还原剂还原鲕状赤铁矿，其性能优于烟煤。③鲕状赤铁矿采用固定床或外热回转窑直接还原，还原产物采用弱磁选分离，可获得较好的分选指标。
该方法虽然分选指标相对较好，但技术难点在于需要超细磨矿，常规选矿设备和药剂难以有效回收-10μm细粒铁矿物。因此，开发新的选矿设备和药剂是今后努力的方向。
(2)浮选初步试验研究
王静等人通过正交浮选试验考察了贵州某地鲕状赤铁矿浮选的主要影响因素，最终得出结论:①合适的磨矿时间对鲕状赤铁矿的浮选至关重要。②十二胺作为捕收剂对铁精矿有明显的富集作用，但其泡沫极其丰富和稳定，对刮泡和后续操作影响很大。因此，选择合适的调整剂来消除气泡的不利影响将是今后鲕状赤铁矿浮选研究中需要解决的关键问题。③本次实验使用的化学药品用量较大，减少化学药品用量，选择更高效的化学药品是今后的努力方向。
(3)降磷实验研究
铁矿石中磷含量高会严重影响生铁产品的质量。因此，随着冶炼对原料要求的不断提高，解决铁矿石降磷问题显得尤为突出。针对五龙山高磷鲕状赤铁矿(含磷0.6%)进行了多种选矿方案的对比研究，以降低矿石中的磷含量。试验表明，由于矿石性质的原因，重选、强磁选、直接浮选和分散-选择性絮凝-沉降脱泥都不能达到良好的降磷效果。然后进行了原矿直接反浮选、脱泥-选择性聚团-反浮选、重选和反浮选精矿焙烧试验。试验的降磷指标良好，但精矿铁品位仍然较低。笔者认为，探索新的降磷增铁方法，如化学浸出、生物降磷等，将是今后工作的方向。
(4)闪速磁化焙烧-弱磁选试验研究
磁化焙烧是矿石加热到一定温度后，在相应的气氛中发生物理化学反应的过程。磁化焙烧后，铁矿物磁性明显变强，脉石矿物磁性变化不大，为下一步磁选创造了条件。众所周知，磁化焙烧是处理难选赤铁矿最有效的方法之一，在相当长的一段时间内已经成为我国回收难选赤铁矿最有效的手段。然而，传统的磁化焙烧技术存在能耗高、成本高、投资大等缺点。，难以得到广泛应用。任亚峰等深入探讨了应用“闪速磁化焙烧-弱磁选”新工艺解决我国难选赤铁矿选矿问题。为开发新型磁化焙烧设备，改善焙烧环境，缩短还原反应时间，降低能耗，采用流态化焙烧方法进行了基础试验研究。通过理论计算，实验从冷态模拟入手，摸清了闪速磁化焙烧炉内焙烧物料的运行规律，为热态实验研究奠定了良好的基础。然后在新研制的闪速磁化焙烧炉中加入一定量的脉石主要为含铁硅酸盐的红铁矿粉(-0.355mm)，焙烧温度控制在700℃-850℃之间。采用流态化沸腾技术，以主要成分为CO2 4.9-18.1%、O2 0-0.1%、CO 0.1-9.0%的发生炉煤气作为流化介质，均匀还原，使铁矿粉在焙烧炉内剧烈沸腾。因此，矿粉颗粒与还原性气体的接触面积增大，传热传质过程加快，反应速度加快，弱磁性铁矿物(赤铁矿、菱铁矿等。)在几秒钟内转化为强磁性磁铁矿，而含铁硅酸岩等脉石矿物的磁性变化不大，因此两种矿物可以通过弱磁选有效分离。闪速磁化焙烧基础实验研究的成功，确定了细粒赤铁矿磁化焙烧的反应速率，为新型循环流化床磁化焙烧技术的研究和设备开发提供了理论依据。预计新的循环流化床磁化焙烧技术将焙烧时间从几十分钟缩短到几十秒甚至几秒，必将为我国难选赤铁矿的选矿提供一条新的技术路线。
(5)制造铁红
氧化铁是产量和需求量最大的一种无机彩色颜料。广泛应用于建材、涂料、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、造纸、油墨、艺术涂料、医药、化妆品等行业。
张金锐等人以鲕状赤铁矿为原料，采用选矿技术提纯并超细粉碎，提出了一种生产天然氧化铁红的新方法，并获得国家专利。用该方法生产的氧化铁红产品经化工部涂料研究所检测，各项指标均达到国家标准。现已建成2500吨/年氧化铁红颜料厂，其产品已在国内几家大型涂料厂应用，效果良好。本研究工艺生产的产品理化性能稳定，耐腐蚀，耐盐水，无毒，可用作防锈漆。可用作火车底盘、船舶等的底漆。也可用于塑料、建材、棕色玻璃、橡胶等行业。本工艺为物理加工，生产中不添加任何化学试剂，因此与化学合成法相比，生产工艺简单，成本低，质量稳定，操作简单，无污染，产品附加值高。
(6)用炉渣直接冶炼制造微晶玻璃。
微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是通过控制基础玻璃的晶化行为，使微晶和玻璃相均匀分布的一种材料。微晶玻璃和普通玻璃的区别在于它的晶体结构，而微晶玻璃和陶瓷材料的区别在于它的晶体结构要精细得多。玻璃陶瓷具有许多有价值的性能:机械强度高、电绝缘性好、介电损耗低、介电常数稳定、热膨胀系数可在很大范围内调节、耐化学腐蚀、耐磨损、热稳定性好、使用温度高。它们可广泛用作结构材料、技术材料、光电材料、建筑装饰材料等。在先进的国防科技、工业、建筑、生活等各个领域。
鲕状赤铁矿不经选矿阶段直接冶炼，其冶炼渣用于制造高附加值微晶玻璃，以弥补直接冶炼过程中的过度消耗损失。该方案节省了原矿选矿的投资，由于不产生废渣，基本可以实现零排放。因此，推进清洁生产、建立循环经济模式和社会可持续发展具有重要的战略意义。北京科技大学在实验室阶段利用司家营矿成功制备了三种颜色的微晶玻璃样品并分离出生铁。微晶玻璃的各项性能指标都达到了目前市场上销售的微晶玻璃的水平，制备的生铁也达到了GB 10的标准。
该方案的工艺流程如下:
四。结论。
(1)在前人选矿研究的基础上，攻克尚未解决的技术难关，开发新的选矿设备和药剂。
(2)加强其他利用途径的研究，继续优化氧化铁红的工艺流程，力争使其成为鲕状赤铁矿利用的主流途径，并进一步加强用其制作微晶玻璃的研究，因为这种方法不仅可以回收铁以满足我国日益减少的铁矿资源需求，而且可以利用其矿渣制作微晶玻璃作为一种高附加值的新材料，所以这种方法基本不产生废渣，具有非常重要的环保意义。
(3)鲕状赤铁矿在中欧的法国、德国、英国、卢森堡等国也有广泛分布，总储量超过140亿吨。虽然那里的矿石铁品位低，磷含量高，但它们的利用不再是问题。要组织有关专业人员到法国、英国、德国等中欧国家实地考察，学习他们的有益经验和技能。