矿石检测

铁矿选矿的核心目标是提升铁精矿品位，而主量元素（如铁、二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等）的含量直接影响选矿流程与最终产品质量。主量元素含量分析通过精准量化矿石中各成分占比，为选矿工艺优化提供数据支撑，是解决铁矿品位低、杂质高问题的关键技术手段。

主量元素基础检测与选矿流程适配

主量元素分析的第一步、通过精准检测明确矿石中各成分的绝对含量与相对占比，常用方法包括X射线荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP）及经典化学分析。例如，针对鞍山式磁铁矿，XRF可快速测出Fe含量约30%-40%、SiO2约45%-55%，而贵州菱铁矿的Fe含量多在25%-35%，且伴生MgO达5%-10%。

检测结果直接决定选矿流程的选择：若矿石中Fe主要以磁铁矿形式存在（磁性铁占比≥80%），且SiO2为主要杂质，优先采用弱磁选流程；若Fe以赤铁矿、褐铁矿为主（磁性铁占比＜30%），且Al2O3含量超过10%，则需搭配强磁选+反浮选工艺。比如某河北赤铁矿样品，经ICP检测Al2O3达12.5%，若直接用磁选，精矿Al2O3仍超5%，改用强磁选富集后再反浮选脱铝，精矿品位提升8个百分点。

此外，主量元素的波动范围也需纳入流程适配考量：若同一矿体不同地段Fe含量波动超过5%，需设置预先抛尾环节，通过重介质选矿将低Fe（＜20%）矿石提前剔除，避免后续流程处理无效物料，降低成本的同时提升有效矿物回收率。

例如某内蒙古磁铁矿，矿体上部Fe约35%，下部降至28%，通过XRF在线检测分地段处理：上部矿石直接弱磁选，下部矿石先重介质抛尾（抛除Fe＜25%的废石），再磁选，最终精矿品位稳定在65%以上，较原流程提升3%。

铁元素分布特征分析与回收效率优化

铁元素的分布特征（赋存状态、嵌布粒度、连生关系）是影响回收效率的核心因素，需通过主量元素分析结合矿物解离度测定（MLA）深入解析。例如，某山东磁铁矿，Fe总含量38%，但通过MLA分析发现，其中15%的Fe以类质同象形式存在于角闪石中（FeO=8.5%），这类铁无法通过磁选回收，需在流程中明确“可回收铁”比例（38%×(1-15%)=32.3%），避免高估回收潜力。

对于嵌布粒度较细的铁矿物（如嵌布粒度＜0.074mm占比＞60%），需优化磨矿工艺确保解离；若嵌布粒度较粗（＞0.15mm占比＞50%），则可采用阶段磨矿-阶段选别流程，减少过磨损失。例如某湖北赤铁矿，Fe嵌布粒度以0.05-0.2mm为主，原流程一段磨矿至-200目占70%，铁回收率仅65%，经MLA结合主量元素分析后，改为两段磨矿（一段磨至-200目占50%，选别后粗精矿再磨至-200目占90%），回收率提升至78%。

此外，铁矿物与脉石的连生关系也需通过主量元素比值判断：若Fe/SiO2比值＜0.8，说明连生体以脉石为主，需加强磨矿；若比值＞1.2，则连生体以铁矿物为主，可适当降低磨矿细度。例如某辽宁磁铁矿，Fe/SiO2=0.75，连生体中石英包裹磁铁矿占比达25%，通过增加磨矿时间30分钟，解离度从65%提升至85%，精矿Fe品位从62%升至65%。

对于菱铁矿（FeCO3），主量元素分析需关注Fe的化学形态：若FeCO3含量＞70%，可采用焙烧磁选工艺（将FeCO3转化为Fe3O4），若含量＜50%，则需搭配浮选。例如某广西菱铁矿，FeCO3占65%，经焙烧后Fe3O4含量达55%，弱磁选精矿Fe品位从35%升至63%。

硅铝杂质元素的赋存状态解析与脱除

SiO2和Al2O3是铁矿中最常见的杂质，其赋存状态直接决定脱除难度：SiO2主要以石英（SiO2＞98%）、长石（KAlSi3O8）形式存在，Al2O3则多来自长石、高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）或云母。主量元素分析结合X射线衍射（XRD）可明确其具体矿物类型，例如某安徽赤铁矿，XRF测SiO2=40%、Al2O3=10%，XRD显示石英占35%、高岭土占8%，长石占5%。

针对石英类杂质（无机组分，表面亲水性弱），反浮选是主要脱除方法：通过添加捕收剂（如油酸、塔尔油）选择性吸附石英表面，使其疏水上浮。例如上述安徽赤铁矿，原反浮选流程用油酸作捕收剂，SiO2脱除率仅50%，经主量元素分析发现，石英表面因含少量Fe3+（来自铁矿物溶解）而亲水性增强，添加抑制剂（如淀粉）抑制铁矿物，同时调整pH至10（增强油酸的解离），SiO2脱除率提升至75%，精矿SiO2从12%降至5%。

对于高岭土类杂质（黏土矿物，表面带负电，易泥化），需通过主量元素分析判断泥化程度：若Al2O3中黏土矿物占比＞60%，则需添加分散剂（如水玻璃、六偏磷酸钠）降低矿浆黏度，避免黏土覆盖铁矿物表面。例如某江西赤铁矿，Al2O3=11%，其中高岭土占70%，原矿浆浓度30%时黏度达50mPa·s，铁矿物回收率仅60%，添加0.5kg/t水玻璃后，黏度降至25mPa·s，回收率提升至72%，精矿Al2O3从8%降至4%。

长石类杂质（含K、Na等碱金属）的脱除需结合主量元素中的K2O、Na2O含量：若K2O+Na2O＞3%，说明长石占比高，需采用浮选-磁选联合流程。例如某山西铁矿，K2O=2.5%、Na2O=1.0%，长石占15%，原流程磁选后精矿Al2O3=6%，改用磁选+反浮选（捕收剂用十二胺），Al2O3降至3%，Fe品位从63%升至66%。

钙镁元素交互作用对浮选工艺的影响调控

CaO和MgO是铁矿中常见的碱性杂质，其交互作用会显著影响浮选药剂的效果：Ca2+会活化石英（增强其与捕收剂的吸附），而Mg2+会抑制铁矿物的浮选（降低其与捕收剂的亲和力），需通过主量元素分析明确二者的含量与比值（CaO/MgO），针对性调整工艺。

若CaO/MgO＞2（CaO为主），例如某四川磁铁矿，CaO=5%、MgO=2%，CaO/MgO=2.5，浮选时石英易被活化，导致精矿SiO2升高，需添加抑制剂（如氟硅酸钠）抑制石英的活化：原流程精矿SiO2=6%，添加1kg/t氟硅酸钠后，SiO2降至4%，Fe品位从64%升至66%。

若CaO/MgO＜1（MgO为主），例如某云南铁矿，CaO=1%、MgO=3%，MgO会抑制赤铁矿的浮选，需添加活化剂（如硫酸）调整pH至5-6，去除表面Mg2+：原流程浮选回收率仅60%，调整后回收率提升至75%，精矿MgO从3%降至1%。

对于钙镁碳酸盐矿物（如方解石CaCO3、白云石CaMg(CO3)2），主量元素分析需关注CO32-的含量：若CaCO3＞5%，会消耗浮选药剂（如油酸），需预先用酸处理或添加消泡剂；若白云石＞8%，则需采用阶段浮选（先浮白云石，再浮铁矿物）。例如某贵州铁矿，白云石占10%，原流程直接浮选铁矿物，药剂用量达2kg/t，回收率仅55%，改为先浮白云石（用油酸作捕收剂，pH=8），再浮铁矿物，药剂用量降至1kg/t，回收率提升至70%。

多元素协同分析下的磨矿细度优化

磨矿细度是影响选矿效果的关键参数：细度不足会导致铁矿物未解离，精矿品位低；细度过高会导致脉石泥化，回收率下降。需通过主量元素的多因素协同分析（Fe解离度、SiO2泥化率、Al2O3连生率）优化磨矿细度。

例如某湖南磁铁矿，原磨矿细度-200目占70%，Fe解离度75%，SiO2泥化率（＜0.01mm占比）20%，Al2O3连生率30%，精矿Fe=62%，SiO2=8%，Al2O3=5%。通过正交试验设置3个细度水平（-200目占60%、70%、80%），结合主量元素分析：细度60%时Fe解离度65%（品位低），细度80%时SiO2泥化率30%（回收率低），最终选择-200目占75%，Fe解离度80%，SiO2泥化率25%，精矿Fe升至63%，回收率72%。

对于含黏土矿物较多的矿石（Al2O3＞10%），磨矿细度需控制在-200目占70%以下，避免黏土泥化。例如某福建铁矿，Al2O3=12%，原细度-200目占80%，黏土泥化率40%，矿浆黏度达60mPa·s，铁回收率仅60%，调整至-200目占65%后，泥化率降至25%，黏度降至35mPa·s，回收率提升至72%，精矿Al2O3从7%降至5%。

主量元素实时监测与分选参数动态调整

矿石性质的波动是选矿过程中常见问题，需通过主量元素实时监测（在线分析）及时调整分选参数，确保产品质量稳定。常用在线监测技术包括在线XRF、近红外光谱（NIR）及激光诱导击穿光谱（LIBS）。

例如某河北磁铁矿选厂，采用在线XRF监测入磨矿石的Fe含量（波动范围30%-40%），当Fe含量降至32%以下时，自动增加磨矿时间10分钟（提升解离度），同时提高磁选机电流（从100A增至120A，增强磁性矿物回收）；当Fe含量升至38%以上时，减少磨矿时间5分钟，降低磁选电流至80A，避免过磨与过选。实施后，精矿Fe品位波动从±3%降至±1%，稳定在65%以上。

对于浮选流程，实时监测主量元素可调整药剂用量与pH值：例如某山东赤铁矿选厂，在线监测浮选给矿的Al2O3含量（波动范围8%-15%），当Al2O3超过12%时，自动增加抑制剂（淀粉）用量0.2kg/t（抑制黏土矿物），同时提高pH值0.5（增强捕收剂选择性）；当Al2O3低于10%时，减少淀粉用量0.1kg/t，降低pH值0.3。调整后，精矿Al2O3波动从±2%降至±0.5%，Fe品位稳定在64%以上。

尾矿主量元素再分析与二次资源利用

铁矿尾矿中仍含有一定量的主量元素（通常Fe=8%-15%，SiO2=40%-60%，Al2O3=5%-15%），通过主量元素再分析可实现二次资源利用，降低尾矿堆存压力。

对于尾矿中的铁元素，若磁性铁占比＞5%，可采用尾矿磁选回收：例如某河北选厂尾矿，Fe=12%，磁性铁占6%，通过添加一台弱磁选机，回收的铁精矿Fe品位达60%，回收率15%，年新增效益200万元。

若尾矿中Fe以赤铁矿为主（磁性铁＜3%），可采用强磁选+反浮选工艺：例如某山东选厂尾矿，Fe=10%，赤铁矿占8%，通过强磁选富集（精矿Fe=25%），再反浮选脱硅（精矿Fe=62%），回收率12%，年新增效益150万元。

对于尾矿中的硅铝元素，若SiO2＞50%、Al2O3＜10%，可用于生产建筑材料（如加气混凝土、水泥熟料）：例如某安徽选厂尾矿，SiO2=55%、Al2O3=8%，与水泥熟料按1:3混合，生产的加气混凝土抗压强度达3.5MPa，符合国家规范，年消纳尾矿10万吨，收益50万元。