目前，我国仍有14.86%的高磷铁矿未被开发利用。因此，研究高磷铁矿石的降磷工艺对保证我国钢铁工业的原料供应具有重要意义。近年来，根据不同的矿石性质，国内外对铁矿石脱磷工艺进行了深入的研究。主要工艺有:反浮选、选择性团粒分离、酸浸、高梯度磁选、氯化焙烧-酸浸、微生物除磷等。本研究采用云南某高磷赤铁矿褐铁矿。磷品位大于1%，磷主要以类质同象形式存在，少量以胶磷矿形式存在。这类矿石分选困难，一直是选矿的难题之一。还原焙烧磁选后，铁精矿铁品位为56.06%，铁回收率为87.81%，磷品位为1.26%。为了提高铁的品位，降低磷的品位，本研究的关键技术是磷的浸出，要保证铁的回收率。以还原焙烧磁选富集的铁精矿为原料，研究了不同浸出条件对矿石降磷的影响。
一.研究方法
(一)样本的性质
样品为云南某高磷赤铁矿褐铁矿。其光谱分析见表1，化学成分见表2，铁相分析见表3。
表1样品的光谱分析结果/%
通过对矿石赋存状态的研究，矿石中的铁主要产于褐铁矿中。脉石矿物主要为应时，含少量长石、绢云母和高岭石。应时长石很容易与褐铁矿分离。电子探针分析表明，褐铁矿主要含有MnO、SiO2、P2O5等杂质。矿石中磷含量为0.88%，其中85.9%以类质同象的形式分布在褐铁矿中，无法通过机械选矿与褐铁矿分离。另有14.1%的磷以胶磷矿的形式产出，但胶磷矿也以浸染状或极细的机械掺合物形式分布在褐铁矿中，这部分磷很难通过机械选矿与褐铁矿分离。
(2)测试计划
还原焙烧磁选获得56.06%铁精矿后，根据铁矿石性质和磷的赋存状态，采用降磷浸出工艺方案，进行了硫酸和盐酸浸出试验。研究了最佳浸出酸浓度、浸出温度、液固比、浸出时间等因素。
二，研究结果与讨论
(1)浸出酸的型式试验
浸出酸包括硫酸和盐酸，测试结果如图1和图2所示。浸出温度为常温，浸出时间为l0min，浸出液固比为2∶1。
结果表明，酸浸后铁的品位明显提高，磷的品位明显降低。盐酸浸出精矿中磷的品位有所下降，但仍较高，均在0.4%以上。在相同酸浓度条件下，硫酸浸出的磷品位明显低于盐酸浸出，因此用硫酸浸出更合适。
图1盐酸浸出试验结果
图2硫酸浸出试验结果
(2)酸浓度和浸出温度的试验
因为酸液浓度是决定浸出效果的主要因素之一，而酸液的用量与浸出温度密切相关，同时，浸出温度又影响浸出反应。同时，为了考察酸浓度和浸出温度对浸出结果的影响，进行了系统的实验。分别在40℃、60℃和80℃下进行了酸浸实验。实验结果如图3、图4和图50所示。本实验的浸出时间为10min，浸出液固比为2∶1
图3 40℃时酸浓度的测试结果
根据图3、图4和图5的常温浸出试验结果，可以
图4 60℃时酸浓度的测试结果
图5 80℃时酸浓度测试结果
可以看出，随着酸浓度的增加，精矿中磷的品位逐渐降低。浸出温度为常温时，硫酸浓度应为12。50%，使精矿磷品位可降至0.3%以下，且耗酸量大。浸出温度为80℃时，精矿磷品位将降至0.3%以下，酸浓度达到10.00%，低于相同酸浓度下40℃和60℃浸出的铁精矿。当酸浓度在40℃和60℃达到8.33%时，精矿磷品位可降至0.3%以下。总的来说，60℃浸出得到的铁精矿指标较好。因此，浸出温度为60℃，酸浓度为8.33%。
(3)液固比试验
浸出液固比直接影响浸出效果。为了寻找合适的浸出液固比，进行了液固比对浸出影响的实验研究。实验结果如图60所示。浸出温度为60℃，硫酸浓度为8.33%，浸出时间为l0min。
图6液固比测试结果
从图6的试验结果可以看出，液固比低时，磷的浸出效果不好；当液固比为2.5∶1时，磷品位可有效降至0.231%，铁品位可提高至59.04%。当液固比增加到3∶1时，磷品位继续下降，但铁品位也略有下降。同时，考虑到经济因素，浸出液固比为2.5∶1。
(4)浸出时间的测试
除了受酸浓度、浸出温度和液固比的显著影响外，浸出时间也是一个重要因素。为了探索合适的浸出时间，测试了时间变化对浸出的影响，测试结果如图7所示。浸出温度为60℃，硫酸浓度为8.33%，液固比为2.5∶1。
图7浸出时间的测试结果
结果表明，浸出15min后，磷品位均可降至0.3%以下，浸出时间可达58%以上。随着时间的增加，铁的品位变化不大。同时，考虑到工业生产效率，适宜的浸出时间为15min。
(5)重复浸出试验
为了验证本实验中确定的浸出条件的稳定性，进行了4组重复实验，测试结果如表4所示。
表4重复浸出试验的结果
三。结论
(1)浸出后，精矿中的磷得到有效降低，铁的品位明显提高。选择硫酸作为浸提的酸。综合因素考虑，浸出温度为60℃，酸浓度为8.33%。
(2)液固比低时，磷的浸出效果不好；当液固比为2.5∶1时，磷品位可有效降至0.231%，铁品位可提高至59.04%。同时，考虑到经济因素，浸出液固比为2.5∶1。
(3)浸出时间达到15分钟后，铁品位可达58%以上。随着时间的增加，铁品位变化不大。同时，考虑到工业生产效率，适宜的浸出时间为15min。
(4)在确定的条件下，浸出的铁精矿质量相对稳定，重复性好。铁精矿品位达到59.35%，磷品位降至0.222%，铁回收率达到73.16%。
