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1我國(guó)當(dāng)前鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、發(fā)展趨勢(shì)及方向余永富長(zhǎng)沙礦冶研究院武漢理工大學(xué)2013.6.161我國(guó)當(dāng)前鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、發(fā)展趨勢(shì)及方向余永2目錄

前言1國(guó)內(nèi)鐵礦石資源量及生產(chǎn)現(xiàn)狀2鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀2.1分選設(shè)備2.2主要礦石類(lèi)型的分選工藝及新型設(shè)備2.2.1鞍山式磁(赤)鐵礦石英巖型鐵礦石2.2.1.1鞍山式磁鐵礦石

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石2.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石的選礦研究及生產(chǎn)2.2.2.1豎爐磁化焙燒

2.2.2.2回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒2.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝研究與開(kāi)發(fā)2.2.3包頭白云鄂博鐵、稀土、鈮選礦工藝2.2.4攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦工藝3存在問(wèn)題

4我國(guó)鐵礦石選礦研究發(fā)展趨勢(shì)及方向2目錄前言3

新中國(guó)成立60多年來(lái)我國(guó)鐵礦石選礦技術(shù)取得了巨大進(jìn)步,先后建設(shè)約有170多座不同規(guī)模的鐵礦山和選礦廠,目前開(kāi)采利用鐵礦山的鐵礦石品位大約在10%-40%。由于我國(guó)鐵礦石具有貧、細(xì)、雜、難選的特點(diǎn),所以我國(guó)鐵礦石的選礦技術(shù)進(jìn)行了廣泛深入細(xì)致地研究,在選礦設(shè)備、選礦工藝及浮選藥劑等方面都有了顯著地發(fā)展,取得了重大進(jìn)步和成就。前言作者簡(jiǎn)介:余永富,1932年生,河南南召縣人,任職于長(zhǎng)沙礦冶研究院和武漢理工大學(xué),名譽(yù)院長(zhǎng),教授,博士生導(dǎo)師,中國(guó)工程院院士。3新中國(guó)成立60多年來(lái)我國(guó)鐵礦石選礦技術(shù)取得4

1國(guó)內(nèi)鐵礦石資源量及生產(chǎn)現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)有鐵礦石資源量743.90億噸(國(guó)土資源部2011年),2012年鐵礦石采出量13.096億噸;大中型鐵礦山選礦廠鐵精礦品位63%-69%、SiO2含量3%-6%,磁鐵礦精礦鐵品位平均66%以上,紅鐵礦精礦鐵品位平均63%,是世界上鐵礦石生產(chǎn)量最多,鐵精礦質(zhì)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,徹底擺脫了十多年前我國(guó)鐵精礦質(zhì)量低(鐵品位低、SiO2含量高)的歷史。2012年我國(guó)生鐵產(chǎn)量6.5791億噸,占世界生鐵產(chǎn)量55%以上,我國(guó)鐵礦石的自給率約占36.3%,說(shuō)明我國(guó)是個(gè)鋼鐵生產(chǎn)大國(guó),也是鐵礦石生產(chǎn)大國(guó)。但是不要忘記,我國(guó)鐵礦資源量雖多,98.57%都是貧礦,大部分含鐵在20%-30%之間,多年來(lái)采出平均鐵品位28%左右,鐵品位大于55%的富礦只占1.43%,為了供給煉鐵用鐵精礦,有的地方對(duì)含鐵只有10%的鐵礦石也開(kāi)采選礦了。

41國(guó)內(nèi)鐵礦石資源量及生產(chǎn)現(xiàn)狀我5

2鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀

由于我國(guó)鐵礦石秉賦性差,98.57%的鐵礦石都需經(jīng)過(guò)選礦得到合格鐵精礦才能供高爐煉鐵使用,所以我國(guó)的選礦技術(shù)研究投入力量最多,研究最深入,在選礦分選設(shè)備及選礦方法上取得了巨大進(jìn)展。

52鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀由于我國(guó)鐵6

2.1分選設(shè)備

近十年來(lái),各種分選性能優(yōu)良的新型設(shè)備,特別是大型設(shè)備在我國(guó)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用(主要都是我國(guó)自主研制生產(chǎn)、個(gè)別進(jìn)口)。如Φ7.9m×12m大型球磨機(jī)、Φ1200×4500mm超大型弱磁選機(jī)、SLon2000~4000系列大型強(qiáng)磁選機(jī)(處理量50~550t/h)、大型系列浮選機(jī)50~300m3。這些大型號(hào)設(shè)備研制成功并在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用,不僅使我國(guó)擺脫了沒(méi)有大型化分選設(shè)備的狀況,而且為我國(guó)貧鐵礦選礦廠擴(kuò)大處理能力創(chuàng)造了條件。62.1分選設(shè)備近十年來(lái),各種分選性能優(yōu)良7

2.2主要礦石類(lèi)型的分選工藝及新型設(shè)備北方有鞍、本地區(qū)和冀東地區(qū)鐵礦西北有山西尖山鐵礦、袁家村鐵礦南方有湖南祁東鐵礦、新余良山鐵礦

2.2.1鞍山式磁(赤)鐵礦石英巖型鐵礦石

該類(lèi)型鐵礦石在我國(guó)分布廣泛,北方有鞍、本、冀東地區(qū),西北有尖山、袁家村鐵礦等,南方有祁東鐵礦、良山鐵礦等,資源量大,占我國(guó)鐵礦石總儲(chǔ)量的55%以上。

72.2主要礦石類(lèi)型的分選工藝及新型設(shè)備北方有鞍、8

2.2.1.1鞍山式磁鐵礦石磁鐵礦石占全國(guó)鐵礦石總量的50.8%(2006年統(tǒng)計(jì)),而在鞍山式鐵礦石中磁鐵礦石約占60%以上。鞍鋼大孤山、弓長(zhǎng)嶺、南芬、歪頭山選礦廠處理的磁鐵礦石,鐵礦物粒度屬中細(xì)粒級(jí),大都采用階段磨礦-階段弱磁選-細(xì)篩-篩上產(chǎn)品再磨-弱磁選單一磁選工藝(南芬、歪頭山磁選主要設(shè)備用磁選柱)。82.2.1.1鞍山式磁鐵礦石磁鐵圖1大孤山鐵礦選礦原則工藝流程圖9圖1大孤山鐵礦選礦原則工藝流程圖910

2.2.1.1鞍山式磁鐵礦石中細(xì)粒磁鐵礦石的選礦工藝特點(diǎn):

1.單一弱磁選

2.二、三段磁選使用BX-1024半逆流磁選機(jī),磁選鐵精礦入細(xì)篩篩分,篩上產(chǎn)品再磨

3.BX-1024半逆流磁選機(jī)具有多磁極、大包角、精礦排出處的下面安裝了一排沖洗水管。該機(jī)比一般磁選機(jī)不僅能提高精礦品位1%-2%,有時(shí)還能降低尾礦含鐵1%-2%,提高回收率。在國(guó)內(nèi)已大量推廣使用。

4.細(xì)篩采用國(guó)產(chǎn)陸凱MVS型高頻振篩,該機(jī)價(jià)格低廉,在全國(guó)普遍推廣使用,但是篩網(wǎng)壽命低,約30天左右。

5.磁選鐵精礦如果不用反浮選提高鐵精礦質(zhì)量,也可以使用磁選柱、淘洗磁選機(jī)或加強(qiáng)細(xì)篩篩分-磁選等技術(shù)措施提高鐵精礦質(zhì)量。

6.鐵精礦品位67.04%,鐵回收率83.77%。102.2.1.1鞍山式磁鐵礦石中細(xì)粒磁鐵11

2.2.1.1鞍本地區(qū)磁鐵礦石

細(xì)粒磁鐵礦石的選礦工藝流程見(jiàn)圖2。該工藝特點(diǎn):

1.尖山等選礦廠細(xì)篩采用進(jìn)口德瑞克(Derrick)高頻振動(dòng)細(xì)篩,分級(jí)效率高、篩網(wǎng)耐磨,篩網(wǎng)壽命長(zhǎng)達(dá)9-12個(gè)月,在國(guó)內(nèi)已大量推廣使用。

2.磁選流程的磁選鐵精礦含鐵65.5%、SiO2>8%(SiO2含量高了)。

3.該鐵精礦再經(jīng)反浮選脫除石英得到反浮選鐵精礦含鐵69%、SiO2<4%(達(dá)到了煉鐵要求)。112.2.1.1鞍本地區(qū)磁鐵礦石細(xì)粒磁鐵圖2太鋼尖山鐵礦選礦廠原則工藝流程圖(2005年)12圖2太鋼尖山鐵礦選礦廠原則工藝流程圖(2005年)1鞍山式貧紅鐵礦石按鐵礦物粒度大小可分為三種類(lèi)型礦石基本解離細(xì)度鞍山(司家營(yíng)等)地區(qū)鐵礦石山西袁家村鐵礦石湖南祁東地區(qū)鐵礦石-0.075mm80%~95%-0.045mm90%-0.037mm>95%

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石

貧氧化鐵礦石分布廣泛,不同地區(qū)的礦物和脈石的成分相似,但磁鐵礦及脈石的粒度差別很大。從而導(dǎo)致選礦工藝相差很大。

13鞍山式貧紅鐵礦石按鐵礦物粒度大小可分為三種類(lèi)型礦石基本鞍山(142.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石

自上世紀(jì)50年代初期(建國(guó)初期),國(guó)家組織對(duì)東鞍山等鞍山式鐵礦石進(jìn)行了選礦技術(shù)攻關(guān)。歷經(jīng)50多年,經(jīng)過(guò)全國(guó)選礦科研、高校、選礦設(shè)備研制廠等單位的反復(fù)多次攻關(guān)試驗(yàn)研究,鞍鋼生產(chǎn)單位廣大工程技術(shù)人員和生產(chǎn)工人反復(fù)多次試驗(yàn)、生產(chǎn)及工藝流程技術(shù)改造。于2002年在齊大山選礦廠完成改造優(yōu)化,建成了階段磨礦-粗細(xì)分級(jí)-重選-磁選-陰離子反浮選工藝流程,該工藝充分體現(xiàn)了鞍山地區(qū)紅鐵礦石鐵礦物粗細(xì)不均勻嵌布的特點(diǎn)。在粗粒磨礦下,粗粒經(jīng)過(guò)重選可得到合格鐵精礦產(chǎn)率的50%。也可丟掉相當(dāng)部分的脈石尾礦。該工藝集中了中國(guó)選礦界科技人員和生產(chǎn)工人的智慧以及幾十年來(lái)研制成功的技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的紅鐵礦石選礦工藝。齊大山、鞍千、弓長(zhǎng)嶺紅鐵礦(磨礦-200目70%-80%)、唐山司家營(yíng)紅鐵礦(磨礦-200目90%-95%)等選礦廠都可以按此工藝流程建設(shè)。

142.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石廠名原礦精礦TFe(%)TFe(%)SiO2

(%)回收率齊大山29.1667.673.8571.65司家營(yíng)29.1466.504.5075.00弓長(zhǎng)嶺28.7867.794.1081.99表1齊大山、司家營(yíng)選礦指標(biāo)(%)2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石15廠名原礦精礦TFe(%)TFe(%)SiO2(%)回收率齊16圖3鞍鋼齊大山貧赤鐵礦選礦工藝流程圖

16圖3鞍鋼齊大山貧赤鐵礦選礦工藝流程圖17

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石

齊大山選礦工藝特點(diǎn):

1.很好地利用了齊大山鐵礦物顆粒粗細(xì)不均勻特點(diǎn),第一段磨礦較粗,經(jīng)過(guò)分級(jí),粗粒用螺旋溜槽重力選礦回收。

2.應(yīng)用了我國(guó)自己研制的新型SLon強(qiáng)磁選機(jī),該機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度較高、不堵塞,隔膜帶動(dòng)礦漿震動(dòng),分選性好。比國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有強(qiáng)磁選機(jī)選紅鐵礦時(shí)鐵精礦品位高、回收率高,運(yùn)轉(zhuǎn)順行,事故少。在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)紅鐵礦選礦廠都使用該強(qiáng)磁選機(jī),在國(guó)內(nèi)已推廣300多臺(tái),在國(guó)外十多個(gè)國(guó)家推廣使用近50臺(tái)。目前是紅鐵礦石選礦使用的最普遍最有效的強(qiáng)磁選機(jī)。

3.使用陰離子捕收劑反浮選脫除石英等脈石礦物,提高鐵精礦質(zhì)量,鐵精礦品位達(dá)到67.5%以上,SiO2降到4%左右,得到高質(zhì)量鐵精礦。172.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石18太鋼袁家村紅鐵礦石儲(chǔ)量12億噸,其鐵礦物粒度比鞍山地區(qū)的細(xì),需要磨細(xì)到-0.045mm(-325目)90%以上才能單體解離,由于粒度細(xì)不能用重選方法得到合格鐵精礦,所以不能用處理鞍山地區(qū)紅鐵礦石的典型選礦工藝流程。經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院長(zhǎng)期研究,2007年制定了階段磨礦-弱磁-強(qiáng)磁-陰離子反浮選工藝,對(duì)于含鐵31.72%的原礦石經(jīng)擴(kuò)大連選試驗(yàn)后得到鐵精礦含鐵66.95%,鐵回收率72.62%。按照此工藝太鋼在袁家村礦山今年已建成年處理原礦石2200萬(wàn)噸的國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的選礦廠。工藝流程見(jiàn)圖4。2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-山西袁家村紅鐵礦石18太鋼袁家村紅鐵礦石儲(chǔ)量12億噸,其鐵礦物粒度比鞍山19產(chǎn)率;品位回收率圖例:%原礦磨礦1分級(jí)-0.045mm90.47%100.00;31.72100.00弱磁選強(qiáng)磁選磨礦2分級(jí)濃縮浮選粗選精選四次掃選鐵精礦尾礦34.20;66.9572.6265.80;13.1227.38圖4

袁家村鐵礦階段磨礦弱磁-強(qiáng)磁-濃縮-反浮選擴(kuò)試流程圖85.05%-0.075mm19產(chǎn)率;品位圖例:%原礦磨礦1分級(jí)-0.045mm9020祁東鐵礦是湖南省最大的鐵礦山,儲(chǔ)量3.6億噸,它的鐵礦物粒度更細(xì),需要細(xì)磨到-0.037mm(-400目)>95%鐵礦物才能基本單體解離。2005-2007年,經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院研究制定了階段磨礦-絮凝脫泥-陰(陽(yáng))離子反浮選工藝,由于鐵礦物及脈石粒度更細(xì),礦石磨細(xì)后僅用浮選分選得不到高品位鐵精礦,礦泥的存在嚴(yán)重干擾陽(yáng)離子或陰離子反浮選,必須先把微細(xì)粒的礦泥脫除干凈才能進(jìn)行正常浮選,對(duì)于含鐵30.83%的原礦石經(jīng)擴(kuò)大連選試驗(yàn)分選得鐵精礦含鐵64.14%,鐵回收率70.67%。

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-湖南祁東鐵礦石20祁東鐵礦是湖南省最大的鐵礦山,儲(chǔ)量3.6億噸,它的鐵21

近期按此工藝現(xiàn)已建成年處理鐵礦石300萬(wàn)噸/a選礦廠。

2008年湖南三安公司按此工藝建成30萬(wàn)噸/a選礦實(shí)驗(yàn)廠,選礦廠工業(yè)試驗(yàn)經(jīng)84小時(shí)運(yùn)行,對(duì)含鐵30.70%的原礦石選礦得到鐵精礦含鐵63.02%,鐵回收率65.83%。

由于礦石性質(zhì)變化對(duì)選礦指標(biāo)有較大影響,目前按鐵精礦品位63~65%,鐵回收率70~65%組織生產(chǎn)。如此細(xì)的紅鐵礦石絮凝脫泥-陰離子捕收劑反浮選生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)取得突破性進(jìn)展,為國(guó)內(nèi)微細(xì)粒鐵礦石生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。工藝流程見(jiàn)圖5。2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-湖南祁東鐵礦石21近期按此工藝現(xiàn)已建成年處理鐵礦石300萬(wàn)噸/a選礦廠22

圖5

祁東紅鐵礦石階段磨礦-絮凝脫泥-反浮選工業(yè)生產(chǎn)原則流程圖(30萬(wàn)噸/年)22圖5祁東紅鐵礦石階段磨礦-絮凝脫泥-反浮選工業(yè)生產(chǎn)23

2.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石選礦研究及生產(chǎn)褐鐵礦大部分都是由菱鐵礦及多金屬硫化礦經(jīng)多年風(fēng)化,淋濾形成的。兩種鐵礦石中的鐵礦物比磁化系數(shù)都低,磁性弱,比重也小,難于和共生的脈石分選。

采用磁化焙燒-磁選小型試驗(yàn)表明不僅鐵精礦品位可以提高,而更重要的是鐵的回收率可以明顯提高(一般70~85%),分選效果好。特別近幾年來(lái)由于國(guó)內(nèi)鐵礦石非常緊缺,許多科研單位和企業(yè)都對(duì)這兩種鐵礦石作過(guò)很多實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)研究,通常的重選、弱磁選、強(qiáng)磁選及浮選方法分選,鐵精礦品位不僅低(含鐵45~55%),更重要的是鐵的回收率很低,一般僅40~60%,分選效果不好。

232.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石選礦研究及生產(chǎn)24豎爐焙燒回轉(zhuǎn)窯焙燒酒鋼選礦廠陜西大西溝鐵礦

新疆切列克其鐵礦

閃速磁化焙燒

菱鐵礦、褐鐵礦磁化焙燒的研究發(fā)展方向研究開(kāi)發(fā)中……

2.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石選礦研究及生產(chǎn)24豎爐焙燒回轉(zhuǎn)窯焙燒酒鋼選礦廠陜西大西溝鐵礦新疆切列克其252.2.2.1

豎爐磁化焙燒酒泉鋼鐵公司選礦廠酒鋼選礦廠年處理鐵礦石650萬(wàn)噸,礦物成分主要為鏡鐵礦、少量菱鐵礦和褐鐵礦。破碎后,>15mm的塊礦350萬(wàn)噸采用豎爐焙燒,目前用100m3

豎爐20座,入爐塊礦含鐵34~35%,生產(chǎn)鐵精礦品位55~56%,含SiO210.5%、鐵回收率72~74%。對(duì)該鐵精礦進(jìn)行了陽(yáng)離子反浮選試驗(yàn)研究,2007年建成了磁化焙燒-弱磁選-新型陽(yáng)離子(GE-609)反浮選流程,反浮選鐵精礦品位達(dá)到60.61%、SiO2降低到5.76%,實(shí)現(xiàn)了酒鋼30多年的夢(mèng)想,明顯地提高了高爐煉鐵系數(shù)及節(jié)能減排的效益。

252.2.2.1豎爐磁化焙燒酒泉鋼鐵公司選礦廠26

大西溝菱鐵礦為國(guó)內(nèi)最大的菱鐵礦床(含少量褐鐵礦),鐵礦石儲(chǔ)量近3億噸,原礦石含鐵26.96%。經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院研究,2004年制定了磁化焙燒-弱磁-陽(yáng)離子反浮選工藝流程,2006年8月大西溝礦業(yè)有限公司按推薦工藝在大西溝建成二條90萬(wàn)噸菱鐵礦焙燒生產(chǎn)線生產(chǎn)至今,4臺(tái)ф4.0m×50m回轉(zhuǎn)窯,入爐菱鐵礦石16~0mm(全粒級(jí))磁化焙燒,經(jīng)弱磁選-反浮選工藝工業(yè)生產(chǎn)14天考查表明,對(duì)于含鐵26.96%的原礦石經(jīng)選礦生產(chǎn)出鐵精礦品位60.08%,鐵回收率75.62%。這是國(guó)內(nèi)菱鐵礦選礦大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的最佳技術(shù)指標(biāo)。為國(guó)內(nèi)菱鐵礦鐵礦石開(kāi)發(fā)利用起到了示范作用。工藝流程見(jiàn)圖6。2.2.2.2回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒-陜西大西溝菱鐵礦石

豎爐磁化焙燒不僅焙燒時(shí)間長(zhǎng),處理量小,能耗高,而且不能處理粉礦。為了優(yōu)化磁化焙燒的工藝和裝備,開(kāi)發(fā)利用褐鐵礦和菱鐵礦石,我國(guó)幾十年來(lái)不斷地對(duì)回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒進(jìn)行研究。26大西溝菱鐵礦為國(guó)內(nèi)最大的菱鐵礦床(含少量褐鐵礦),鐵27二段回收機(jī)62.57;11.5924.38;6.9637.43;60.0875.62;82.00精選二段溢流-0.045mm92.8%一段磁尾磁選一粗一掃;0.26T五磁;0.35T一段回收機(jī)一段磨礦焙燒礦(-16mm)100.00;29.74100.00;93.50三磁;0.19T二段磨礦旋流器Ф500mm一次掃選浮選粗選旋流器Ф250mm產(chǎn)率%;品位%

回收率%;濃度%尾礦一段溢流-0.074mm77.4%成品精礦四磁;0.19T浮尾回收機(jī)圖6大西溝菱鐵礦生產(chǎn)流程考查流程簡(jiǎn)圖27二段回收機(jī)62.57;11.5937.43;60.08精28

切列克其鐵礦石由一大型菱鐵礦床經(jīng)多年風(fēng)化上部形成了褐鐵礦石,含鐵43.40%。整個(gè)礦床儲(chǔ)量4899萬(wàn)噸。經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院實(shí)驗(yàn)室研究制定了磁化焙燒-單一磁選工藝流程,在大西溝大型回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒工業(yè)生產(chǎn)成功的基礎(chǔ)上,長(zhǎng)沙礦冶研究院負(fù)責(zé)對(duì)切列克其褐鐵礦工程建設(shè)及生產(chǎn)調(diào)試。2008~2010年先后建成ф4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯5臺(tái),年處理原礦石200萬(wàn)噸。2011年5月生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)圖6:原礦石含鐵37.73%經(jīng)磁化焙燒磁選后得到鐵精礦品位62.39%鐵回收率85.02%的優(yōu)良技術(shù)指標(biāo)。2.2.2.2回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒-新疆切列克其褐鐵礦石

28切列克其鐵礦石由一大型菱鐵礦床經(jīng)多年風(fēng)化上部形成29產(chǎn)率;品位回收率圖例:%100.00;37.73100.00原礦煤8%煙塵燒失80.53;43.4692.76磨礦-0.075mm占75%86.47;42.4497.2660.55;55.4789.0325.92;11.998.2355.01;59.5086.7651.41;62.3985.023.60;18.251.745.54;15.452.2735.06;13.1812.245.94;28.564.50粗選1800Oe精選Ⅰ1600Oe精選Ⅱ1600Oe掃選

3000Oe尾礦鐵精礦29.12;10.047.74圖7新疆褐鐵礦生產(chǎn)流程圖8.00;34.137.2411.47;0.000.0029產(chǎn)率;品位圖例:%100.00;37.73原礦煤8%煙塵302.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化焙燒)研究與開(kāi)發(fā)為開(kāi)發(fā)利用褐鐵礦、菱鐵礦石資源,豎爐磁化焙燒技術(shù)及裝備雖然比較落后,但因?yàn)闆](méi)有比之更先進(jìn)的磁化焙燒裝備不得不仍然在工業(yè)生產(chǎn)上繼續(xù)應(yīng)用?;剞D(zhuǎn)窯磁化焙燒,明顯比豎爐有大的進(jìn)步,它能全粒級(jí)焙燒,入爐礦石粒度小,焙燒時(shí)間大大縮短,產(chǎn)量增大,能耗降低,但它還有結(jié)圈,焙燒時(shí)間長(zhǎng),處理量小等問(wèn)題。上述問(wèn)題的存在促使我們開(kāi)始研究第三代磁化焙燒(閃速磁化焙燒)技術(shù)及裝備,該技術(shù)裝備若能研究成功,將極大地改善和提高磁化焙燒技術(shù)和效果,使磁化焙燒技術(shù)及裝備進(jìn)一步得到改進(jìn)與優(yōu)化。302.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化31閃速磁化焙燒關(guān)鍵技術(shù)是將褐鐵礦、菱鐵礦石及最難分選的鮞狀赤鐵礦石預(yù)先粉磨至0.2mm以下,以流態(tài)化的形態(tài)分布于還原氣氛中,焙燒系統(tǒng)中的傳熱、傳質(zhì)效果都會(huì)大幅度改善,達(dá)到磁化還原反應(yīng)速度快(一般10~60秒),處理量大,節(jié)能降耗。能提高鐵精礦質(zhì)量,提高回收率,能充分合理回收利用鐵礦石資源。

利用實(shí)驗(yàn)室建成的50kg/h閃速磁化焙燒試驗(yàn)裝置對(duì)多家礦山的褐鐵礦、菱鐵礦進(jìn)行了試驗(yàn),效果良好,結(jié)果見(jiàn)表2。2.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化焙燒)研究與開(kāi)發(fā)31閃速磁化焙燒關(guān)鍵技術(shù)是將褐鐵礦、菱鐵礦石及最難分選表2不同類(lèi)型鐵礦石閃速磁化焙燒實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果(%)礦山礦石類(lèi)型產(chǎn)品名稱(chēng)產(chǎn)率鐵品位鐵回收率河南靈寶公司赤鐵礦(浸渣)磁選精礦52.8560.1590.13磁選精礦47.157.389.87焙燒礦100.0035.27100.00重鋼接龍鐵礦菱鐵礦磁選精礦62.3058.7686.05磁選精礦37.7015.7413.95焙燒礦100.0042.54100.00昆鋼包子鋪鐵礦褐鐵礦磁選精礦57.4059.5092.06磁選精礦42.606.917.94焙燒礦100.0037.10100.00武鋼大冶強(qiáng)磁中礦菱鐵礦褐鐵礦磁選精礦70.9660.1693.05磁選精礦29.0411.006.95焙燒礦100.0045.88100.00武鋼黃梅鐵礦褐鐵礦磁選精礦50.9360.6791.74磁選精礦49.075.678.26焙燒礦100.0033.68100.00江西鐵坑鐵礦褐鐵礦磁選精礦61.9260.2794.31磁選精礦38.085.915.69焙燒礦100.0039.57100.00表2不同類(lèi)型鐵礦石閃速磁化焙燒實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果(%)礦山332.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化焙燒)研究與開(kāi)發(fā)為了取得為黃梅鐵礦建設(shè)閃速焙燒工業(yè)爐的相關(guān)參數(shù),我們近期建成5萬(wàn)噸/年小型工業(yè)爐,并進(jìn)行了試驗(yàn),取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),對(duì)于含鐵31%的菱鐵礦,經(jīng)過(guò)磁化焙燒-磁選后可得到含鐵59.02%的鐵精礦,鐵回收率89.40%。332.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化34

2.2.3包頭白云鄂博鐵、稀土、鈮選礦工藝

白云鄂博氧化礦1991年改建為弱磁選-強(qiáng)磁選-反浮選工藝,該工藝是根據(jù)白云鄂博氧化礦石粒度特性,礦物間的可選性差異以及當(dāng)時(shí)選礦工藝、設(shè)備技術(shù)水平制定的。

強(qiáng)磁中礦以羥肟酸類(lèi)捕收劑可浮選出高質(zhì)量的稀土精礦,其稀土浮選尾礦五氧化二鈮含量較原礦富集約一倍,作為下一工序回收鈮礦物的原料。

首先連續(xù)磨礦至-0.074mm90%以上,有用礦物基本單體解離,利用礦物的磁性差異,采用弱磁選-強(qiáng)磁選將礦物分組,獲得富含鐵的磁選鐵精礦、富含稀土和鈮礦物的強(qiáng)磁中礦以及含少部分稀土和大量脈石的強(qiáng)磁選尾礦。弱磁選鐵精礦及強(qiáng)磁選鐵精礦混合一起(或單一各自反浮選)采用硅酸鈉為抑制劑,烴基磺酸和羧酸組成的捕收劑反浮選,除去其中的螢石、稀土、碳酸鹽等易浮礦物,獲得含鐵63%以上的鐵精礦。342.2.3包頭白云鄂博鐵、稀土、鈮選礦工藝35圖8中貧氧化礦選鐵原則工藝流程圖35圖8中貧氧化礦選鐵原則工藝流程圖36圖9強(qiáng)磁中礦浮稀土原則工藝流程圖

強(qiáng)磁中礦中待回收的礦物主要為稀土礦物和鈮礦物,脈石主要為碳酸鹽礦物、螢石及含鐵硅酸鹽礦物。浮選稀土礦物的捕收劑主要為環(huán)烷基羥肟酸,水玻璃為主要抑制劑,可浮選出品位不同的稀土精礦(60%、50%、30%等)。稀土浮選尾礦作為回收鈮原料。

螯合絡(luò)合捕收劑如羥肟酸是分離浮選性質(zhì)相近礦物的專(zhuān)屬性強(qiáng)地高效浮選藥劑,如包頭稀土、鈮礦物的浮選和攀枝花鈦鐵礦物的浮選都使用該類(lèi)捕收劑起到了很好的分選效果,這是對(duì)氧化礦物浮選分離的特效捕收劑。:REO60%:REO30%36圖9強(qiáng)磁中礦浮稀土原則工藝流程圖強(qiáng)磁中礦中待回37圖10磁鐵礦選礦原則工藝流程圖

白云鄂博磁鐵礦石:磁鐵礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦,少量褐鐵礦和赤鐵礦,稀土礦物含氧化稀土2%以下。該工藝流程采用階段磨礦階段選,磁選鐵精礦經(jīng)陰離子反浮選脫除螢石、稀土及碳酸鹽脈石礦物,將鐵精礦品位提高到66%以上,主要回收磁鐵礦物。37圖10磁鐵礦選礦原則工藝流程圖白云鄂博磁鐵礦石38

2.2.4攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦工藝攀枝花釩鈦磁鐵礦石中主要含鈦磁鐵礦、鈦鐵礦及少量稀有金屬硫化物,脈石礦物主要為斜長(zhǎng)石、鈦普通輝石等。工藝流程特點(diǎn):將原礦石破碎到70mm以下磁滑輪拋尾,選礦工藝主要為階段磨礦階段選得到磁選鐵精礦,含鐵54.2%、TiO212.87%,鐵回收率75%。弱磁尾礦送選鈦廠分選回收鈦鐵礦。選鐵尾礦分級(jí)為+74μm、74-38μ

m、-38μ

m三個(gè)粒級(jí),-38μ

m粒級(jí)目前無(wú)法選礦回收,作為尾礦。前兩個(gè)粒級(jí)分別進(jìn)入選鈦鐵礦系統(tǒng)。382.2.4攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦工藝攀枝花39圖11攀枝花釩鈦磁鐵礦選鐵原則工藝流程圖39圖11攀枝花釩鈦磁鐵礦選鐵原則工藝流程圖40圖12選鐵尾礦選鈦原則工藝流程圖40圖12選鐵尾礦選鈦原則工藝流程圖413.1

我國(guó)煉鐵用鐵礦石自給率多年來(lái)僅在36%左右,致使進(jìn)口鐵礦石價(jià)格不斷飆升,目前礦價(jià)一般在120-140美元/噸,曾高達(dá)165美元/噸,嚴(yán)重影響我國(guó)鋼鐵工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。3.2

我國(guó)鐵礦石嵌布粒度比較細(xì),不磨細(xì)鐵礦物不能單體解離;磨細(xì)了,小于20μm的鐵礦物顆粒太多,特別是褐鐵礦容易泥化,目前工業(yè)應(yīng)用的強(qiáng)磁選機(jī)對(duì)<20μm粒度的鐵礦物回收率很低。如酒鋼酒泉粉礦選礦廠的尾礦含鐵25%以上,強(qiáng)磁選鐵精礦含鐵48%、鐵回收率僅65%,鐵損失太多。3.3

褐鐵礦、菱鐵礦的高效選礦仍沒(méi)有很好解決,如鐵坑褐鐵礦選礦廠入選的原礦石含鐵37%,經(jīng)過(guò)選礦后得鐵精礦含鐵54%,而鐵回收率只有50%左右,尾礦含鐵28%。3.4

令人費(fèi)解的一個(gè)現(xiàn)象:一些中小型甚至是大型鋼鐵企業(yè)大量購(gòu)買(mǎi)含鐵40%-50%的鐵礦石混入含鐵高的鐵礦石中煉鐵?嚴(yán)重影響高爐煉鐵效益,加大了環(huán)境污染。3存在問(wèn)題413.1我國(guó)煉鐵用鐵礦石自給率多年來(lái)僅在36%左右,致424.1為了降低細(xì)粒鐵礦物在尾礦中的損失,應(yīng)盡快研究高效回收細(xì)粒鐵礦物的設(shè)備和方法。如長(zhǎng)沙礦冶研究院近期研制的ZH型強(qiáng)磁選機(jī),該機(jī)工作磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)2T即2萬(wàn)高斯,磁場(chǎng)強(qiáng)度高,可以把5μm以上的鐵礦物顆粒選礦回收。分選酒泉黑溝鐵礦石,可以把尾礦含鐵從23%-25%降低到17%-18%,提高鐵精礦回收率?,F(xiàn)該機(jī)正在酒泉選礦廠試驗(yàn)中。4.2研制提高離心選礦機(jī)的轉(zhuǎn)速,提高離心力,可以有效回收微細(xì)粒級(jí)的鐵礦物,贛州研究所正在海南鐵礦試驗(yàn)中。4.3推廣應(yīng)用回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒褐鐵礦、菱鐵礦,加強(qiáng)閃速磁化焙燒產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn),它不僅可經(jīng)濟(jì)高效地分選褐鐵礦、菱鐵礦,而且可能成為分選處理50-80億噸的鮞狀赤鐵礦石目前無(wú)法分選利用的唯一有效方法。4我國(guó)鐵礦石選礦研究發(fā)展趨勢(shì)及方向424.1為了降低細(xì)粒鐵礦物在尾礦中的損失,應(yīng)盡快研究高434.4加強(qiáng)國(guó)內(nèi)鐵礦石開(kāi)發(fā),增加成品鐵精礦產(chǎn)量,只有提高國(guó)內(nèi)成品鐵精礦自給率,減少對(duì)國(guó)外鐵礦石的依賴(lài),才能遏制進(jìn)口鐵礦石價(jià)格飆升。我國(guó)鐵礦石資源量豐富,如鞍鋼礦業(yè)公司目前年開(kāi)采量只4000多萬(wàn)噸,年產(chǎn)鐵精礦1600萬(wàn)噸,對(duì)于擁有80多億噸的大礦山來(lái)說(shuō)太少了。在鞍鋼礦業(yè)公司總經(jīng)理邵安林的“辦大礦業(yè)”的思想指導(dǎo)下,向國(guó)家申報(bào)并已得到國(guó)家發(fā)改委批復(fù)的老區(qū)鐵礦山改擴(kuò)建項(xiàng)目,包括7座老礦山和新建3座礦山。于2015年實(shí)施后將新增鐵礦石2315萬(wàn)噸/年,鞍鋼原礦石產(chǎn)量將達(dá)到6950萬(wàn)噸/年,鐵精礦總量將達(dá)到2350萬(wàn)噸/年,鞍鋼鐵礦石自給率將達(dá)到75%。繼續(xù)加強(qiáng)開(kāi)發(fā),于2020年達(dá)到原礦石1.0億噸/年的總產(chǎn)量,屆時(shí)可以基本滿(mǎn)足鞍鋼公司對(duì)鐵礦石的需求。全國(guó)各大鋼企如都能像鞍鋼這樣擴(kuò)大自身產(chǎn)量或國(guó)家組建一批新的鐵礦山開(kāi)發(fā)基地,如冶金礦山行業(yè)十二五建設(shè)目標(biāo)中規(guī)定的十二五末期將建成年產(chǎn)近2億噸的43座鐵礦山,屆時(shí)我國(guó)鋼鐵企業(yè)將改變目前對(duì)進(jìn)口鐵礦石依賴(lài)的局面。4我國(guó)鐵礦石選礦研究發(fā)展趨勢(shì)及方向434.4加強(qiáng)國(guó)內(nèi)鐵礦石開(kāi)發(fā),增加成品鐵精礦產(chǎn)量,只有提444.5加強(qiáng)研究和推廣反浮選鐵礦石應(yīng)用的陽(yáng)離子捕收劑,這有利于降低選礦成本。4.6建議鋼鐵企業(yè)制止把含鐵40%-50%的低品位鐵礦石不經(jīng)選礦直接用于煉鐵,這是造成鋼鐵企業(yè)能耗高、效益低的直接原因,而且造成擴(kuò)大環(huán)境污染。選礦加工要比冶煉成本低得多,低品位原礦石直接煉鐵會(huì)造成鋼鐵企業(yè)效益低下的惡性循環(huán)。4.7

本文在各部分所述的新型選礦設(shè)備和浮選藥劑都是當(dāng)前選礦的先進(jìn)適用技術(shù),希望從事礦業(yè)開(kāi)發(fā)的同志們多加注意!4我國(guó)鐵礦石選礦研究發(fā)展趨勢(shì)及方向444.5加強(qiáng)研究和推廣反浮選鐵礦石應(yīng)用的陽(yáng)離子捕收劑,45總之,當(dāng)前在保持高質(zhì)量鐵精礦的前提下,目前應(yīng)當(dāng)提倡加強(qiáng)提高選礦回收率的研究和生產(chǎn)。兩院院士師昌緒在討論實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”時(shí)說(shuō),要實(shí)現(xiàn)中國(guó)偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)必須加強(qiáng)材料工業(yè)的研究和發(fā)展。試想在沒(méi)有充足的鈦鐵礦石的開(kāi)采和選礦,哪來(lái)的鈦合金材料呢?而目前攀枝花選礦廠對(duì)于小于37μm的鈦鐵礦尚不能選礦回收,浪費(fèi)于尾礦之中,攀枝花鈦鐵礦的選礦回收率只15%,金屬礦物回收率太低,所以今后加強(qiáng)研究提高金屬礦物選礦回收率是很必要的。4我國(guó)鐵礦石選礦研究發(fā)展趨勢(shì)及方向45總之,當(dāng)前在保持高質(zhì)量鐵精礦的前提下,目前46謝謝!46演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!48我國(guó)當(dāng)前鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、發(fā)展趨勢(shì)及方向余永富長(zhǎng)沙礦冶研究院武漢理工大學(xué)2013.6.161我國(guó)當(dāng)前鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、發(fā)展趨勢(shì)及方向余永49目錄

前言1國(guó)內(nèi)鐵礦石資源量及生產(chǎn)現(xiàn)狀2鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀2.1分選設(shè)備2.2主要礦石類(lèi)型的分選工藝及新型設(shè)備2.2.1鞍山式磁(赤)鐵礦石英巖型鐵礦石2.2.1.1鞍山式磁鐵礦石

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石2.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石的選礦研究及生產(chǎn)2.2.2.1豎爐磁化焙燒

2.2.2.2回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒2.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝研究與開(kāi)發(fā)2.2.3包頭白云鄂博鐵、稀土、鈮選礦工藝2.2.4攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦工藝3存在問(wèn)題

4我國(guó)鐵礦石選礦研究發(fā)展趨勢(shì)及方向2目錄前言50

新中國(guó)成立60多年來(lái)我國(guó)鐵礦石選礦技術(shù)取得了巨大進(jìn)步,先后建設(shè)約有170多座不同規(guī)模的鐵礦山和選礦廠,目前開(kāi)采利用鐵礦山的鐵礦石品位大約在10%-40%。由于我國(guó)鐵礦石具有貧、細(xì)、雜、難選的特點(diǎn),所以我國(guó)鐵礦石的選礦技術(shù)進(jìn)行了廣泛深入細(xì)致地研究,在選礦設(shè)備、選礦工藝及浮選藥劑等方面都有了顯著地發(fā)展,取得了重大進(jìn)步和成就。前言作者簡(jiǎn)介:余永富,1932年生,河南南召縣人,任職于長(zhǎng)沙礦冶研究院和武漢理工大學(xué),名譽(yù)院長(zhǎng),教授,博士生導(dǎo)師,中國(guó)工程院院士。3新中國(guó)成立60多年來(lái)我國(guó)鐵礦石選礦技術(shù)取得51

1國(guó)內(nèi)鐵礦石資源量及生產(chǎn)現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)有鐵礦石資源量743.90億噸(國(guó)土資源部2011年),2012年鐵礦石采出量13.096億噸;大中型鐵礦山選礦廠鐵精礦品位63%-69%、SiO2含量3%-6%,磁鐵礦精礦鐵品位平均66%以上,紅鐵礦精礦鐵品位平均63%,是世界上鐵礦石生產(chǎn)量最多,鐵精礦質(zhì)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,徹底擺脫了十多年前我國(guó)鐵精礦質(zhì)量低(鐵品位低、SiO2含量高)的歷史。2012年我國(guó)生鐵產(chǎn)量6.5791億噸,占世界生鐵產(chǎn)量55%以上,我國(guó)鐵礦石的自給率約占36.3%,說(shuō)明我國(guó)是個(gè)鋼鐵生產(chǎn)大國(guó),也是鐵礦石生產(chǎn)大國(guó)。但是不要忘記,我國(guó)鐵礦資源量雖多,98.57%都是貧礦,大部分含鐵在20%-30%之間,多年來(lái)采出平均鐵品位28%左右,鐵品位大于55%的富礦只占1.43%,為了供給煉鐵用鐵精礦,有的地方對(duì)含鐵只有10%的鐵礦石也開(kāi)采選礦了。

41國(guó)內(nèi)鐵礦石資源量及生產(chǎn)現(xiàn)狀我52

2鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀

由于我國(guó)鐵礦石秉賦性差,98.57%的鐵礦石都需經(jīng)過(guò)選礦得到合格鐵精礦才能供高爐煉鐵使用,所以我國(guó)的選礦技術(shù)研究投入力量最多,研究最深入,在選礦分選設(shè)備及選礦方法上取得了巨大進(jìn)展。

52鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀由于我國(guó)鐵53

2.1分選設(shè)備

近十年來(lái),各種分選性能優(yōu)良的新型設(shè)備,特別是大型設(shè)備在我國(guó)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用(主要都是我國(guó)自主研制生產(chǎn)、個(gè)別進(jìn)口)。如Φ7.9m×12m大型球磨機(jī)、Φ1200×4500mm超大型弱磁選機(jī)、SLon2000~4000系列大型強(qiáng)磁選機(jī)(處理量50~550t/h)、大型系列浮選機(jī)50~300m3。這些大型號(hào)設(shè)備研制成功并在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用,不僅使我國(guó)擺脫了沒(méi)有大型化分選設(shè)備的狀況,而且為我國(guó)貧鐵礦選礦廠擴(kuò)大處理能力創(chuàng)造了條件。62.1分選設(shè)備近十年來(lái),各種分選性能優(yōu)良54

2.2主要礦石類(lèi)型的分選工藝及新型設(shè)備北方有鞍、本地區(qū)和冀東地區(qū)鐵礦西北有山西尖山鐵礦、袁家村鐵礦南方有湖南祁東鐵礦、新余良山鐵礦

2.2.1鞍山式磁(赤)鐵礦石英巖型鐵礦石

該類(lèi)型鐵礦石在我國(guó)分布廣泛,北方有鞍、本、冀東地區(qū),西北有尖山、袁家村鐵礦等,南方有祁東鐵礦、良山鐵礦等,資源量大,占我國(guó)鐵礦石總儲(chǔ)量的55%以上。

72.2主要礦石類(lèi)型的分選工藝及新型設(shè)備北方有鞍、55

2.2.1.1鞍山式磁鐵礦石磁鐵礦石占全國(guó)鐵礦石總量的50.8%(2006年統(tǒng)計(jì)),而在鞍山式鐵礦石中磁鐵礦石約占60%以上。鞍鋼大孤山、弓長(zhǎng)嶺、南芬、歪頭山選礦廠處理的磁鐵礦石,鐵礦物粒度屬中細(xì)粒級(jí),大都采用階段磨礦-階段弱磁選-細(xì)篩-篩上產(chǎn)品再磨-弱磁選單一磁選工藝(南芬、歪頭山磁選主要設(shè)備用磁選柱)。82.2.1.1鞍山式磁鐵礦石磁鐵圖1大孤山鐵礦選礦原則工藝流程圖56圖1大孤山鐵礦選礦原則工藝流程圖957

2.2.1.1鞍山式磁鐵礦石中細(xì)粒磁鐵礦石的選礦工藝特點(diǎn):

1.單一弱磁選

2.二、三段磁選使用BX-1024半逆流磁選機(jī),磁選鐵精礦入細(xì)篩篩分,篩上產(chǎn)品再磨

3.BX-1024半逆流磁選機(jī)具有多磁極、大包角、精礦排出處的下面安裝了一排沖洗水管。該機(jī)比一般磁選機(jī)不僅能提高精礦品位1%-2%,有時(shí)還能降低尾礦含鐵1%-2%,提高回收率。在國(guó)內(nèi)已大量推廣使用。

4.細(xì)篩采用國(guó)產(chǎn)陸凱MVS型高頻振篩,該機(jī)價(jià)格低廉,在全國(guó)普遍推廣使用,但是篩網(wǎng)壽命低,約30天左右。

5.磁選鐵精礦如果不用反浮選提高鐵精礦質(zhì)量,也可以使用磁選柱、淘洗磁選機(jī)或加強(qiáng)細(xì)篩篩分-磁選等技術(shù)措施提高鐵精礦質(zhì)量。

6.鐵精礦品位67.04%,鐵回收率83.77%。102.2.1.1鞍山式磁鐵礦石中細(xì)粒磁鐵58

2.2.1.1鞍本地區(qū)磁鐵礦石

細(xì)粒磁鐵礦石的選礦工藝流程見(jiàn)圖2。該工藝特點(diǎn):

1.尖山等選礦廠細(xì)篩采用進(jìn)口德瑞克(Derrick)高頻振動(dòng)細(xì)篩,分級(jí)效率高、篩網(wǎng)耐磨,篩網(wǎng)壽命長(zhǎng)達(dá)9-12個(gè)月,在國(guó)內(nèi)已大量推廣使用。

2.磁選流程的磁選鐵精礦含鐵65.5%、SiO2>8%(SiO2含量高了)。

3.該鐵精礦再經(jīng)反浮選脫除石英得到反浮選鐵精礦含鐵69%、SiO2<4%(達(dá)到了煉鐵要求)。112.2.1.1鞍本地區(qū)磁鐵礦石細(xì)粒磁鐵圖2太鋼尖山鐵礦選礦廠原則工藝流程圖(2005年)59圖2太鋼尖山鐵礦選礦廠原則工藝流程圖(2005年)1鞍山式貧紅鐵礦石按鐵礦物粒度大小可分為三種類(lèi)型礦石基本解離細(xì)度鞍山(司家營(yíng)等)地區(qū)鐵礦石山西袁家村鐵礦石湖南祁東地區(qū)鐵礦石-0.075mm80%~95%-0.045mm90%-0.037mm>95%

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石

貧氧化鐵礦石分布廣泛,不同地區(qū)的礦物和脈石的成分相似,但磁鐵礦及脈石的粒度差別很大。從而導(dǎo)致選礦工藝相差很大。

60鞍山式貧紅鐵礦石按鐵礦物粒度大小可分為三種類(lèi)型礦石基本鞍山(612.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石

自上世紀(jì)50年代初期(建國(guó)初期),國(guó)家組織對(duì)東鞍山等鞍山式鐵礦石進(jìn)行了選礦技術(shù)攻關(guān)。歷經(jīng)50多年,經(jīng)過(guò)全國(guó)選礦科研、高校、選礦設(shè)備研制廠等單位的反復(fù)多次攻關(guān)試驗(yàn)研究,鞍鋼生產(chǎn)單位廣大工程技術(shù)人員和生產(chǎn)工人反復(fù)多次試驗(yàn)、生產(chǎn)及工藝流程技術(shù)改造。于2002年在齊大山選礦廠完成改造優(yōu)化,建成了階段磨礦-粗細(xì)分級(jí)-重選-磁選-陰離子反浮選工藝流程,該工藝充分體現(xiàn)了鞍山地區(qū)紅鐵礦石鐵礦物粗細(xì)不均勻嵌布的特點(diǎn)。在粗粒磨礦下,粗粒經(jīng)過(guò)重選可得到合格鐵精礦產(chǎn)率的50%。也可丟掉相當(dāng)部分的脈石尾礦。該工藝集中了中國(guó)選礦界科技人員和生產(chǎn)工人的智慧以及幾十年來(lái)研制成功的技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的紅鐵礦石選礦工藝。齊大山、鞍千、弓長(zhǎng)嶺紅鐵礦(磨礦-200目70%-80%)、唐山司家營(yíng)紅鐵礦(磨礦-200目90%-95%)等選礦廠都可以按此工藝流程建設(shè)。

142.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石廠名原礦精礦TFe(%)TFe(%)SiO2

(%)回收率齊大山29.1667.673.8571.65司家營(yíng)29.1466.504.5075.00弓長(zhǎng)嶺28.7867.794.1081.99表1齊大山、司家營(yíng)選礦指標(biāo)(%)2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石62廠名原礦精礦TFe(%)TFe(%)SiO2(%)回收率齊63圖3鞍鋼齊大山貧赤鐵礦選礦工藝流程圖

16圖3鞍鋼齊大山貧赤鐵礦選礦工藝流程圖64

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石

齊大山選礦工藝特點(diǎn):

1.很好地利用了齊大山鐵礦物顆粒粗細(xì)不均勻特點(diǎn),第一段磨礦較粗,經(jīng)過(guò)分級(jí),粗粒用螺旋溜槽重力選礦回收。

2.應(yīng)用了我國(guó)自己研制的新型SLon強(qiáng)磁選機(jī),該機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度較高、不堵塞,隔膜帶動(dòng)礦漿震動(dòng),分選性好。比國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有強(qiáng)磁選機(jī)選紅鐵礦時(shí)鐵精礦品位高、回收率高,運(yùn)轉(zhuǎn)順行,事故少。在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)紅鐵礦選礦廠都使用該強(qiáng)磁選機(jī),在國(guó)內(nèi)已推廣300多臺(tái),在國(guó)外十多個(gè)國(guó)家推廣使用近50臺(tái)。目前是紅鐵礦石選礦使用的最普遍最有效的強(qiáng)磁選機(jī)。

3.使用陰離子捕收劑反浮選脫除石英等脈石礦物,提高鐵精礦質(zhì)量,鐵精礦品位達(dá)到67.5%以上,SiO2降到4%左右,得到高質(zhì)量鐵精礦。172.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-鞍山地區(qū)鐵礦石65太鋼袁家村紅鐵礦石儲(chǔ)量12億噸,其鐵礦物粒度比鞍山地區(qū)的細(xì),需要磨細(xì)到-0.045mm(-325目)90%以上才能單體解離,由于粒度細(xì)不能用重選方法得到合格鐵精礦,所以不能用處理鞍山地區(qū)紅鐵礦石的典型選礦工藝流程。經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院長(zhǎng)期研究,2007年制定了階段磨礦-弱磁-強(qiáng)磁-陰離子反浮選工藝,對(duì)于含鐵31.72%的原礦石經(jīng)擴(kuò)大連選試驗(yàn)后得到鐵精礦含鐵66.95%,鐵回收率72.62%。按照此工藝太鋼在袁家村礦山今年已建成年處理原礦石2200萬(wàn)噸的國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的選礦廠。工藝流程見(jiàn)圖4。2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-山西袁家村紅鐵礦石18太鋼袁家村紅鐵礦石儲(chǔ)量12億噸,其鐵礦物粒度比鞍山66產(chǎn)率;品位回收率圖例:%原礦磨礦1分級(jí)-0.045mm90.47%100.00;31.72100.00弱磁選強(qiáng)磁選磨礦2分級(jí)濃縮浮選粗選精選四次掃選鐵精礦尾礦34.20;66.9572.6265.80;13.1227.38圖4

袁家村鐵礦階段磨礦弱磁-強(qiáng)磁-濃縮-反浮選擴(kuò)試流程圖85.05%-0.075mm19產(chǎn)率;品位圖例:%原礦磨礦1分級(jí)-0.045mm9067祁東鐵礦是湖南省最大的鐵礦山,儲(chǔ)量3.6億噸,它的鐵礦物粒度更細(xì),需要細(xì)磨到-0.037mm(-400目)>95%鐵礦物才能基本單體解離。2005-2007年,經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院研究制定了階段磨礦-絮凝脫泥-陰(陽(yáng))離子反浮選工藝,由于鐵礦物及脈石粒度更細(xì),礦石磨細(xì)后僅用浮選分選得不到高品位鐵精礦,礦泥的存在嚴(yán)重干擾陽(yáng)離子或陰離子反浮選,必須先把微細(xì)粒的礦泥脫除干凈才能進(jìn)行正常浮選,對(duì)于含鐵30.83%的原礦石經(jīng)擴(kuò)大連選試驗(yàn)分選得鐵精礦含鐵64.14%,鐵回收率70.67%。

2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-湖南祁東鐵礦石20祁東鐵礦是湖南省最大的鐵礦山,儲(chǔ)量3.6億噸,它的鐵68

近期按此工藝現(xiàn)已建成年處理鐵礦石300萬(wàn)噸/a選礦廠。

2008年湖南三安公司按此工藝建成30萬(wàn)噸/a選礦實(shí)驗(yàn)廠,選礦廠工業(yè)試驗(yàn)經(jīng)84小時(shí)運(yùn)行,對(duì)含鐵30.70%的原礦石選礦得到鐵精礦含鐵63.02%,鐵回收率65.83%。

由于礦石性質(zhì)變化對(duì)選礦指標(biāo)有較大影響,目前按鐵精礦品位63~65%,鐵回收率70~65%組織生產(chǎn)。如此細(xì)的紅鐵礦石絮凝脫泥-陰離子捕收劑反浮選生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)取得突破性進(jìn)展,為國(guó)內(nèi)微細(xì)粒鐵礦石生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。工藝流程見(jiàn)圖5。2.2.1.2鞍山式貧氧化鐵礦石-湖南祁東鐵礦石21近期按此工藝現(xiàn)已建成年處理鐵礦石300萬(wàn)噸/a選礦廠69

圖5

祁東紅鐵礦石階段磨礦-絮凝脫泥-反浮選工業(yè)生產(chǎn)原則流程圖(30萬(wàn)噸/年)22圖5祁東紅鐵礦石階段磨礦-絮凝脫泥-反浮選工業(yè)生產(chǎn)70

2.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石選礦研究及生產(chǎn)褐鐵礦大部分都是由菱鐵礦及多金屬硫化礦經(jīng)多年風(fēng)化,淋濾形成的。兩種鐵礦石中的鐵礦物比磁化系數(shù)都低,磁性弱,比重也小,難于和共生的脈石分選。

采用磁化焙燒-磁選小型試驗(yàn)表明不僅鐵精礦品位可以提高,而更重要的是鐵的回收率可以明顯提高(一般70~85%),分選效果好。特別近幾年來(lái)由于國(guó)內(nèi)鐵礦石非常緊缺,許多科研單位和企業(yè)都對(duì)這兩種鐵礦石作過(guò)很多實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)研究,通常的重選、弱磁選、強(qiáng)磁選及浮選方法分選,鐵精礦品位不僅低(含鐵45~55%),更重要的是鐵的回收率很低,一般僅40~60%,分選效果不好。

232.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石選礦研究及生產(chǎn)71豎爐焙燒回轉(zhuǎn)窯焙燒酒鋼選礦廠陜西大西溝鐵礦

新疆切列克其鐵礦

閃速磁化焙燒

菱鐵礦、褐鐵礦磁化焙燒的研究發(fā)展方向研究開(kāi)發(fā)中……

2.2.2褐鐵礦、菱鐵礦石選礦研究及生產(chǎn)24豎爐焙燒回轉(zhuǎn)窯焙燒酒鋼選礦廠陜西大西溝鐵礦新疆切列克其722.2.2.1

豎爐磁化焙燒酒泉鋼鐵公司選礦廠酒鋼選礦廠年處理鐵礦石650萬(wàn)噸,礦物成分主要為鏡鐵礦、少量菱鐵礦和褐鐵礦。破碎后,>15mm的塊礦350萬(wàn)噸采用豎爐焙燒,目前用100m3

豎爐20座,入爐塊礦含鐵34~35%,生產(chǎn)鐵精礦品位55~56%,含SiO210.5%、鐵回收率72~74%。對(duì)該鐵精礦進(jìn)行了陽(yáng)離子反浮選試驗(yàn)研究,2007年建成了磁化焙燒-弱磁選-新型陽(yáng)離子(GE-609)反浮選流程,反浮選鐵精礦品位達(dá)到60.61%、SiO2降低到5.76%,實(shí)現(xiàn)了酒鋼30多年的夢(mèng)想,明顯地提高了高爐煉鐵系數(shù)及節(jié)能減排的效益。

252.2.2.1豎爐磁化焙燒酒泉鋼鐵公司選礦廠73

大西溝菱鐵礦為國(guó)內(nèi)最大的菱鐵礦床(含少量褐鐵礦),鐵礦石儲(chǔ)量近3億噸,原礦石含鐵26.96%。經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院研究,2004年制定了磁化焙燒-弱磁-陽(yáng)離子反浮選工藝流程,2006年8月大西溝礦業(yè)有限公司按推薦工藝在大西溝建成二條90萬(wàn)噸菱鐵礦焙燒生產(chǎn)線生產(chǎn)至今,4臺(tái)ф4.0m×50m回轉(zhuǎn)窯,入爐菱鐵礦石16~0mm(全粒級(jí))磁化焙燒,經(jīng)弱磁選-反浮選工藝工業(yè)生產(chǎn)14天考查表明,對(duì)于含鐵26.96%的原礦石經(jīng)選礦生產(chǎn)出鐵精礦品位60.08%,鐵回收率75.62%。這是國(guó)內(nèi)菱鐵礦選礦大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的最佳技術(shù)指標(biāo)。為國(guó)內(nèi)菱鐵礦鐵礦石開(kāi)發(fā)利用起到了示范作用。工藝流程見(jiàn)圖6。2.2.2.2回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒-陜西大西溝菱鐵礦石

豎爐磁化焙燒不僅焙燒時(shí)間長(zhǎng),處理量小,能耗高,而且不能處理粉礦。為了優(yōu)化磁化焙燒的工藝和裝備,開(kāi)發(fā)利用褐鐵礦和菱鐵礦石,我國(guó)幾十年來(lái)不斷地對(duì)回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒進(jìn)行研究。26大西溝菱鐵礦為國(guó)內(nèi)最大的菱鐵礦床(含少量褐鐵礦),鐵74二段回收機(jī)62.57;11.5924.38;6.9637.43;60.0875.62;82.00精選二段溢流-0.045mm92.8%一段磁尾磁選一粗一掃;0.26T五磁;0.35T一段回收機(jī)一段磨礦焙燒礦(-16mm)100.00;29.74100.00;93.50三磁;0.19T二段磨礦旋流器Ф500mm一次掃選浮選粗選旋流器Ф250mm產(chǎn)率%;品位%

回收率%;濃度%尾礦一段溢流-0.074mm77.4%成品精礦四磁;0.19T浮尾回收機(jī)圖6大西溝菱鐵礦生產(chǎn)流程考查流程簡(jiǎn)圖27二段回收機(jī)62.57;11.5937.43;60.08精75

切列克其鐵礦石由一大型菱鐵礦床經(jīng)多年風(fēng)化上部形成了褐鐵礦石,含鐵43.40%。整個(gè)礦床儲(chǔ)量4899萬(wàn)噸。經(jīng)長(zhǎng)沙礦冶研究院實(shí)驗(yàn)室研究制定了磁化焙燒-單一磁選工藝流程,在大西溝大型回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒工業(yè)生產(chǎn)成功的基礎(chǔ)上,長(zhǎng)沙礦冶研究院負(fù)責(zé)對(duì)切列克其褐鐵礦工程建設(shè)及生產(chǎn)調(diào)試。2008~2010年先后建成ф4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯5臺(tái),年處理原礦石200萬(wàn)噸。2011年5月生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)圖6:原礦石含鐵37.73%經(jīng)磁化焙燒磁選后得到鐵精礦品位62.39%鐵回收率85.02%的優(yōu)良技術(shù)指標(biāo)。2.2.2.2回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒-新疆切列克其褐鐵礦石

28切列克其鐵礦石由一大型菱鐵礦床經(jīng)多年風(fēng)化上部形成76產(chǎn)率;品位回收率圖例:%100.00;37.73100.00原礦煤8%煙塵燒失80.53;43.4692.76磨礦-0.075mm占75%86.47;42.4497.2660.55;55.4789.0325.92;11.998.2355.01;59.5086.7651.41;62.3985.023.60;18.251.745.54;15.452.2735.06;13.1812.245.94;28.564.50粗選1800Oe精選Ⅰ1600Oe精選Ⅱ1600Oe掃選

3000Oe尾礦鐵精礦29.12;10.047.74圖7新疆褐鐵礦生產(chǎn)流程圖8.00;34.137.2411.47;0.000.0029產(chǎn)率;品位圖例:%100.00;37.73原礦煤8%煙塵772.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化焙燒)研究與開(kāi)發(fā)為開(kāi)發(fā)利用褐鐵礦、菱鐵礦石資源,豎爐磁化焙燒技術(shù)及裝備雖然比較落后,但因?yàn)闆](méi)有比之更先進(jìn)的磁化焙燒裝備不得不仍然在工業(yè)生產(chǎn)上繼續(xù)應(yīng)用?;剞D(zhuǎn)窯磁化焙燒,明顯比豎爐有大的進(jìn)步,它能全粒級(jí)焙燒,入爐礦石粒度小,焙燒時(shí)間大大縮短,產(chǎn)量增大,能耗降低,但它還有結(jié)圈,焙燒時(shí)間長(zhǎng),處理量小等問(wèn)題。上述問(wèn)題的存在促使我們開(kāi)始研究第三代磁化焙燒(閃速磁化焙燒)技術(shù)及裝備,該技術(shù)裝備若能研究成功,將極大地改善和提高磁化焙燒技術(shù)和效果,使磁化焙燒技術(shù)及裝備進(jìn)一步得到改進(jìn)與優(yōu)化。302.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化78閃速磁化焙燒關(guān)鍵技術(shù)是將褐鐵礦、菱鐵礦石及最難分選的鮞狀赤鐵礦石預(yù)先粉磨至0.2mm以下,以流態(tài)化的形態(tài)分布于還原氣氛中,焙燒系統(tǒng)中的傳熱、傳質(zhì)效果都會(huì)大幅度改善,達(dá)到磁化還原反應(yīng)速度快(一般10~60秒),處理量大,節(jié)能降耗。能提高鐵精礦質(zhì)量,提高回收率,能充分合理回收利用鐵礦石資源。

利用實(shí)驗(yàn)室建成的50kg/h閃速磁化焙燒試驗(yàn)裝置對(duì)多家礦山的褐鐵礦、菱鐵礦進(jìn)行了試驗(yàn),效果良好,結(jié)果見(jiàn)表2。2.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化焙燒)研究與開(kāi)發(fā)31閃速磁化焙燒關(guān)鍵技術(shù)是將褐鐵礦、菱鐵礦石及最難分選表2不同類(lèi)型鐵礦石閃速磁化焙燒實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果(%)礦山礦石類(lèi)型產(chǎn)品名稱(chēng)產(chǎn)率鐵品位鐵回收率河南靈寶公司赤鐵礦(浸渣)磁選精礦52.8560.1590.13磁選精礦47.157.389.87焙燒礦100.0035.27100.00重鋼接龍鐵礦菱鐵礦磁選精礦62.3058.7686.05磁選精礦37.7015.7413.95焙燒礦100.0042.54100.00昆鋼包子鋪鐵礦褐鐵礦磁選精礦57.4059.5092.06磁選精礦42.606.917.94焙燒礦100.0037.10100.00武鋼大冶強(qiáng)磁中礦菱鐵礦褐鐵礦磁選精礦70.9660.1693.05磁選精礦29.0411.006.95焙燒礦100.0045.88100.00武鋼黃梅鐵礦褐鐵礦磁選精礦50.9360.6791.74磁選精礦49.075.678.26焙燒礦100.0033.68100.00江西鐵坑鐵礦褐鐵礦磁選精礦61.9260.2794.31磁選精礦38.085.915.69焙燒礦100.0039.57100.00表2不同類(lèi)型鐵礦石閃速磁化焙燒實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果(%)礦山802.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化焙燒)研究與開(kāi)發(fā)為了取得為黃梅鐵礦建設(shè)閃速焙燒工業(yè)爐的相關(guān)參數(shù),我們近期建成5萬(wàn)噸/年小型工業(yè)爐,并進(jìn)行了試驗(yàn),取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),對(duì)于含鐵31%的菱鐵礦,經(jīng)過(guò)磁化焙燒-磁選后可得到含鐵59.02%的鐵精礦,鐵回收率89.40%。332.2.2.3多級(jí)循環(huán)流態(tài)化磁化焙燒工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)閃速磁化81

2.2.3包頭白云鄂博鐵、稀土、鈮選礦工藝

白云鄂博氧化礦1991年改建為弱磁選-強(qiáng)磁選-反浮選工藝,該工藝是根據(jù)白云鄂博氧化礦石粒度特性,礦物間的可選性差異以及當(dāng)時(shí)選礦工藝、設(shè)備技術(shù)水平制定的。

強(qiáng)磁中礦以羥肟酸類(lèi)捕收劑可浮選出高質(zhì)量的稀土精礦,其稀土浮選尾礦五氧化二鈮含量較原礦富集約一倍,作為下一工序回收鈮礦物的原料。

首先連續(xù)磨礦至-0.074mm90%以上,有用礦物基本單體解離,利用礦物的磁性差異,采用弱磁選-強(qiáng)磁選將礦物分組,獲得富含鐵的磁選鐵精礦、富含稀土和鈮礦物的強(qiáng)磁中礦以及含少部分稀土和大量脈石的強(qiáng)磁選尾礦。弱磁選鐵精礦及強(qiáng)磁選鐵精礦混合一起(或單一各自反浮選)采用硅酸鈉為抑制劑,烴基磺酸和羧酸組成的捕收劑反浮選,除去其中的螢石、稀土、碳酸鹽等易浮礦物,獲得含鐵63%以上的鐵精礦。342.2.3包頭白云鄂博鐵、稀土、鈮選礦工藝82圖8中貧氧化礦選鐵原則工藝流程圖35圖8中貧氧化礦選鐵原則工藝流程圖83圖9強(qiáng)磁中礦浮稀土原則工藝流程圖

強(qiáng)磁中礦中待回收的礦物主要為稀土礦物和鈮礦物,脈石主要為碳酸鹽礦物、螢石及含鐵硅酸鹽礦物。浮選稀土礦物的捕收劑主要為環(huán)烷基羥肟酸,水玻璃為主要抑制劑,可浮選出品位不同的稀土精礦(60%、50%、30%等)。稀土浮選尾礦作為回收鈮原料。

螯合絡(luò)合捕收劑如羥肟酸是分離浮選性質(zhì)相近礦物的專(zhuān)屬性強(qiáng)地高效浮選藥劑,如包頭稀土、鈮礦物的浮選和攀枝花鈦鐵礦物的浮選都使用該類(lèi)捕收劑起到了很好的分選效果,這是對(duì)氧化礦物浮選分離的特效捕收劑。:REO

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