次级精矿铁品位高于原矿铁品位并低于合格精矿铁品位,在很多铁矿选厂都有产出。次级精矿不仅价格低不易销售,大量堆存还会造成铁资源浪费和环境问题。昆明钢铁集团下属的玉溪大红山矿业有限公司选厂由于近年来降尾工作的开展,多个品级的次级精矿大量产生,难以销售,影响了企业经济效益。这些次级精矿矿物组成复杂,脉石种类繁多,含铁硅酸盐突出,回收难度大。赤褐铁矿是次级精矿提质降杂的主要富集对象,但大红山铁矿是赋存于古元古界大红山群海相火山喷发沉积变质岩系中的大型矿床,其赤褐铁矿类型和特征有别于其他矿山,有其自身特点,难以用常规单一工艺实现高效处理。大红山式赤褐铁矿型次级精矿的提质降杂课题受到很多关注,企业和科研机构也开展了大量研究。本文在前人研究的基础上,从最本质的矿物晶体出发,通过测试表征和理论计算,发现了大红山赤褐铁矿晶体的典型特征,找到了大红山式赤褐铁矿难以用单一磁选回收处理的矿物学和晶体学原因,并由此开发筛选出浮选改性捕收剂,探索出了较为合理的药剂制度,进行了实验室和工业试验研究。研究结果表明:(1)以赤褐铁矿为主的大红山次级精矿在成矿和经年蚀变过程中形成了具有差异化的含铁矿物晶体结构,具有相同化学分子式的赤褐铁矿具有不同的晶体几何结构和电磁结构,造成了不同蚀变期次成矿晶体的磁选差异,因此这部分赤褐铁矿目前难以用单一磁强度和磁设备实现高效回收。(2)晶体结构差异性造成弛豫重构后形成的独特解离面性质,为浮选处理大红山式赤褐铁矿提供了可能。依据晶体本体差异化和表面性质特征,筛选出正浮选改性捕收剂。先后完成了37%品级次级精矿、二选厂二段强磁精矿、二期离心机精矿、三选厂三段强磁精矿的实验室正浮选试验研究工作,并完成了37%品级次级精矿和50%品级次级精矿两种矿样的工业试验。工业试验验证了连续条件和新药剂制度下浮选指标的稳定性和适应性,为技改实施提供了依据。(3)对于37%品级次级精矿:原矿铁品位38.46%,二氧化硅含量24.69%,采用“一粗两精中矿再选正浮选”工艺流程,获得了综合铁品位为53.73%,二氧化硅含量为13.53%,铁回收率为78.02%的铁精矿,铁品位提高15.27个点,二氧化硅含量降低11.16个点。对于二选厂二段强磁精矿:经“一粗一精中矿再选正浮选”流程选别后,铁品位由45.26%提高到57.48%,二氧化硅品位由20.07%降低到7.56%,铁回收率为81.59%。对于二期离心机精矿:经“一粗一精中矿再选正浮选”流程选别后,铁品位由54.00%提高到59.25%,二氧化硅品位由10.90%降低到5.57%,铁回收率为83.74%。对于三段强磁精矿:铁品位由42.72%提高到57.26%,二氧化硅品位由20.82%降低到5.26%,铁回收率75.14%。因此,大红山多品级次级精矿的浮选提质试验取得了积极效果。(4)对37%品级次级精矿开展工业试验,原矿铁品位为40.58%,二氧化硅品位为21.84%,最终精矿铁品位提高到52.28%,二氧化硅品位降低到12.12%,铁回收率为74.46%,铁精矿铁品位提高了11.70个点,二氧化硅降低了9.72个点。对50%品级次级精矿开展工业试验,原矿铁品位为50.24%,二氧化硅品位为14.22%,最终精矿铁品位为57.79%,二氧化硅品位为8.09%,铁回收率为82.08%。工业试验结果与实验室指标基本一致。研究获得了大红山赤褐铁矿多晶型与差异电磁性质共存的重要发现,基于特征晶面开发的浮选多基团改性捕收剂在实验室和工业试验中取得了积极效果,浮选提质试验研究取得积极进展,为大红山式赤褐铁矿型次级精矿的最终技术突破奠定了基础,也为同类型其他地区赤褐铁矿的回收利用提供了参考。