我國鐵礦石選礦技術進展

我國鐵礦石選礦技術進展

　　摘 要：我國鐵礦石分布整體分散、局部集中，且品位低、粒度小、組份復雜，極大阻礙了鐵礦石的利用率。為提高鐵礦石利用率，滿足生產對鋼鐵資源的需求，我國在鐵礦石選礦方面加大研發力度，積極實踐改良，已取得顯著的成果。

　　關鍵詞：鐵礦石;磁選;選礦;

　　一、引言

　　鋼鐵工業是國民經濟的基礎產業，其發展水平是一個國家綜合實力的重要標志。隨著國家經濟發展和財力的增強，資源約束正逐步替代資本約束上升為國家經濟發展中的主要矛盾，鐵礦石資源供應不足已成為伴隨工業化、城鎮化和現代化過程的一個重大現實問題，甚至成為制約國家經濟發展的瓶頸。

　　二、我國鐵礦石分布現狀

　　(一)鐵礦石資源分布。我國鐵礦床類型較多，據2013年中國礦產資源報告顯示，截止到2012年底，我國鐵礦石查明資源儲量775.3億t，居世界第五位，可謂儲量豐富，但分布地區高達17各省份，在整體分布分散的情況下，主要集中在鞍山、本溪礦區、冀東、密云礦區、攀枝花、西昌礦區、五臺、呂梁礦區、寧蕪礦區、包頭白云鄂博礦區、魯中礦區、邯鄲、邢臺礦區、鄂東礦區和海南礦區十大礦區。

　　(二)鐵礦石特征。我國鐵礦石呈現貧、細、雜幾大特點。品位低，平均品位只有32.67%;嵌布粒度細，微細粒嵌布鐵礦石中鐵礦物結晶粒度一般小于0.074mm，有的甚至只有0.01mm;組成復雜，共伴生組分多，大約探明總儲量的1/3為共伴生多組分鐵礦。由于鐵礦石復雜難選，我國已探明鐵礦資源的開發利用程度較低，鐵礦資源開發利用率不足35%。

　　三、鐵礦選礦技術進展

　　(一)微細粒鐵礦選礦技術

　　微細粒鐵礦是指赤鐵礦結晶粒度小于0.045mm或磁鐵礦結晶粒度小于0.03mm的鐵礦石。在原礦鐵品位31.18%，0.045mm粒級占93.81%的條件下，采用半自磨+兩段球磨的磨礦工藝和弱磁-強磁-混合磁精礦再磨-陰離子反浮選工藝，獲得了精礦鐵品位66.95%，回收率72.62%的良好指標。長沙礦冶研究院針對祁東鐵礦鐵礦物嵌布粒度微細、性質復雜的礦石特性，提出了選擇性絮凝脫泥-反浮選技術，同時研制出有針對性的SA-2絮凝劑;另外，王秋林、胡義明、范志堅、楊云、曹進成等針對不同礦區特征，提出不同選擇技術，均大幅度提高了鐵礦的回收率。

　　(二)高效碎磨技術

　　1、高壓輥磨技術。高壓輥磨機具有單位破碎能耗低、處理能力大、破碎產品粒度均勻等特點;其粉碎產品顆粒內部微裂紋明顯增多，細粒級含量高，礦物解離性好;我國應用高壓輥磨技術處于起步階段，但經過大量研究工作，已逐步實現了“多碎少磨，磨前拋尾，降低選礦成本”的生產目標。例如，韓躍新等對鐵品位24.48%的貧赤鐵礦高壓輥磨機粉碎產品進行了系統的強磁預選研究，最終獲得了預選精礦鐵品位32.92%，回收率86.51%，拋尾率35.71%的指標。

　　2、自磨/半自磨技術。自磨/半自磨機是一種具有粉碎和磨礦雙重功能一機兩用的設備，以礦石本身作磨礦介質的為自磨(AG)，加入適量鋼球作磨礦介質的為半自磨(SAG).與常規的三段一閉路破碎流程相比，自磨/半自磨流程具有工藝簡單、基建投資低、設備大型、高效、粉塵污染低等顯著特點。近年來，隨著自磨/半自磨設備的不斷改進，自磨/半自磨技術在鐵礦選廠得到了推廣應用。例如，凌鋼保國鐵礦選用8.0m×2.8m全自磨+頑石破碎+球磨(ABC)的碎磨流程，處理量為300萬t/a。

　　3、攪拌磨技術。攪拌磨具有能效高、可防止過磨、節省介質、易于操作、安裝簡便等顯著特點。攪拌磨機作為細磨、超細磨裝備首先在有色金屬礦山獲得了成功應用。隨著微細粒鐵礦的開發利用，攪拌磨技術正逐漸推廣至我國鐵礦山細磨作業。肖驍等對比分析了攪拌磨和球磨對湖南柿竹園磁鐵礦中礦產品再磨解離度的影響規律，結果表明，采用攪拌磨時，新生成0.038mm粒級物料含量比球磨高8.1個百分點，攪拌磨細磨產品的單體解離度明顯高于球磨機，并且攪拌磨產品經磁選后精礦品位比球磨機的高5.2個百分點。

　　(三)磁化焙燒技術

　　磁化焙燒-磁選是指將鐵礦石在一定溫度和氣氛條件下焙燒，使礦石中弱磁性鐵礦物轉變為強磁性鐵礦物，再利用鐵礦物與脈石礦物之間的磁性差異進行磁選獲得鐵精礦;磁化焙燒-磁選是一種從復雜難選鐵礦石中回收鐵礦物行之有效的方法。近年來，國內許多研究單位針對磁化焙燒技術和裝備開展了大量的研究：余永富院士提出了閃速磁化焙燒技術，對陜西大西溝菱鐵礦、昆明王家灘礦、重鋼接龍鐵礦等含碳酸鹽鐵礦進行焙燒-磁選，均獲得了精礦鐵品位大于55%回收率大于70%的指標。

　　(四)深度還原-磁選技術

　　針對常規選礦方法和磁化焙燒技術也難以高效經濟開發利用的復雜難選鐵礦資源，國內相關科研人員提出了深度還原-磁選技術，該技術煤粉為還原劑，在低于礦石熔化溫度下將礦石中的鐵礦物還原為金屬鐵，并通過調控，促使金屬鐵聚集長大為一定粒度的鐵顆粒，還原物料經磁選獲得金屬鐵粉。深度還原磁選技術為復雜難選鐵礦的開發利用提供了新途徑，成為近年來選礦領域研究熱點之一。

　　(五)尾礦再選技術

　　由于我國鐵礦資源品位低，生產1t鐵精礦平均需要排出2.5t尾礦。大量的尾礦排放不僅占用土地、危害環境，還造成了嚴重的資源浪費。為提高礦石利用率，減少資源浪費，尾礦再選技術同樣得到極大關注。采用強磁再選-分步浮選技術處理鐵品位23.46%的強磁選尾礦，最終獲得了鐵品位42.75%的精礦，該技術可以使梅山鐵礦選礦廠鐵回收率提高。

　　(六)常溫捕收劑研制

　　國內絕大部分鐵礦選礦廠采用陰離子-反浮選工藝提鐵降硅，使用的捕收劑為脂肪酸類物質。陰離子-反浮選工藝具有生產穩定、指標好的優點，缺點是捕收劑配制和所需浮選溫度較高(配制溫度通常為50～70℃，礦漿溫度一般為35～40℃)，導致浮選礦漿需要加溫處理，增加了生產成本。近年來，東北大學以脂肪酸為基體，通過在其位碳原子引入Cl、Br、胺基等原子或基團的方法，研制出DMP-1、DMP-2、DMP-3、DTX-1等系列常溫改性脂肪酸類捕收劑，經實踐檢驗，在浮選溫度為25～30℃的條件下，采用該改性捕收劑浮選，獲得了精礦鐵品位64%～66%回收率68%～90%的良好指標。

　　我國鐵礦資源儲量豐富，但由于礦石品位低，鐵礦物嵌布粒度細，礦物組成復雜等因素導致其難以分選，給選礦工作者帶來巨大的挑戰，同時也為我國鐵礦選礦技術的進步創造了機遇。

　　參考文獻：

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　　[2]李鳳久，王會靜，賈清梅.復雜難選礦石深度還原技術應用研究現狀[J].中國礦業，2014，12：120-123.

　　[3]韓躍新，孫永升，李艷軍，高鵬.我國鐵礦選礦技術最新進展[J].金屬礦山，2015，02：1-11.

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