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我国铁矿石选矿技术的发展情况与方向

作者:红星机器时间:2010-11-04更新时间:1970-01-01

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近年来在国选矿工作者的积极努力下,不时开拓、不时创新、积极探索、抓住机遇、敢于挑战,一批选矿科技效果已跻身于世界先进水平行列,大大促进了生产力的发展,支持了国民经济建设的发展。

选矿生产线

1、选矿工艺取得重大突破

目前国内选矿厂处理的铁矿石主要有磁铁矿和赤铁矿两大类,其中磁铁精矿产量约占我国铁精矿产量的3/4,而且国内大部分铁矿山在选矿技术革新方面针对的也主要是这两类矿石。

1.1 磁铁矿石选矿工艺的进展

铁矿资源比较丰富,就储量而言仅次于俄罗斯、加拿大、澳大利亚和巴西等国家,铁矿资源中,鞍山式铁矿分布广,重要的铁矿床,其储量约占全国铁矿石总储量的一半以上,而且规模一般比较大,其矿石类型以磁铁矿为主,当前国内铁矿选矿厂主要的入选矿石类型。近年来呈现的比较胜利的新工艺具有代表性的主要有:阶段磨矿﹑弱磁选―反浮选工艺”全磁选选别工艺”超细碎―湿式磁选抛尾工艺”。

磁选机

1.1.1 阶段磨矿﹑弱磁选―反浮选工艺

目前入选的磁铁矿由于粒度细,使得磁团聚在选别中的负面影响日益明显,导致依靠单一的磁选法提高精矿品位越来越难,把磁选法与阴离子反浮选结合起来,实现选别磁铁矿石过程中的优势互补,有利于提高磁铁矿石选别精矿品位。阶段磨矿﹑弱磁选―反浮选工艺是国铁精矿提铁降硅较有效工艺之一。鞍钢弓长岭选矿厂采用阳离子反浮选工艺,经一次粗选一次精选获得精矿﹑反浮选泡沫经浓缩磁选后再磨﹑再磨产品经脱水槽和多次扫磁选后抛尾﹑磁选精矿返回反浮选作业再选。

1.1.2 全磁选选别工艺

全磁选工艺是现有阶段磨矿﹑弱磁选―细筛再磨再选工艺流程的基础上,再用高效细筛和高效磁选设备进行精选。与反浮选工艺相比该工艺流程简单,工艺可靠,投资省、工期短、易操作。首钢矿山选矿厂入选矿石属于鞍山式贫磁铁矿,矿石呈条带状和片麻状构造,金属矿物以磁铁矿为主,有少量的赤铁矿,全磁选工艺在首钢矿山选厂应用多年,其铁精矿品位一直保持在67%左右。国内以高频振网筛、BX磁选机、磁选柱、盘式过滤机等为主要设备的全磁选工艺首先在本钢南芬选矿厂和歪头山选矿厂采用,该工艺流程切入点准确,开口少,对于优化整体工艺流程、达到降硅提铁目的既合理又经济。应用结果标明,精矿铁品位可提高到69.5%左右,精矿中的SiO2含量降到4%以下,尾矿品位和金属回收率基本不变,新增加加工成本小于20元/t。

1.1.3 超细碎―湿式磁选抛尾工艺

该工艺是将矿石细碎到5mm或3mm以下,然后用永磁中场强磁选机进行湿式磁选抛尾。该工艺对于节能降耗﹑有效利用极贫铁矿石和提高铁精矿质量具有特别重要的意义。

1.2 红矿选矿工艺的进展

红矿资源储量大,可选性差,主要分布在辽宁、河北、甘肃、安徽、内蒙、河南、湖北、山西、贵州等地。国内易选的磁铁矿资源正面临着日益短缺的局面,后备磁铁矿矿山明显缺乏,相对好选的红铁矿矿山大多进入深层开采时期,采矿利息逐年升高,红矿选矿一直是国选矿界的一大难题。近年来,国选矿科技工作者坚持不懈进行选矿攻关,针对红矿的具体特征研制出新型选矿药剂、工艺及设备,使我国红矿选矿技术取得了重大突破,工艺技术指标达到国际先进水平。

1.2.1 连续磨矿—磁选—浮选联合工艺

鞍钢调军台选矿厂在研究比拟了连续磨矿,弱磁—强磁—阴离子反浮选流程”连续磨矿,弱磁—强磁—酸性正浮选流程”阶段磨矿、重选–磁选-酸性正浮选”连续磨矿,弱磁—强磁—阳离子反浮选流程”等工艺后,根据实验结果确定采用“连续磨矿,弱磁—强磁—阴离子反浮选流程”该流程结构合理、紧凑,对矿石性质变化的适应性较强,生产稳定。调军台选矿厂根据此流程改造后,原矿品位29.60%情况下,取得了精矿品位67.59%以上,尾矿品位10.56%金属回收率82.24%指标。目前除了调军台选矿厂外,已有齐大山选矿厂、东鞍山烧结厂按此流程完成了技术改造,司家营选矿厂、舞阳红铁矿选矿厂、弓长岭红铁矿选矿厂已经按此流程开始建设,并取得了重大进展。

浮选机

1.2.2 阶段磨矿—重选—磁选—浮选联合工艺

鞍钢东鞍山选厂采用该工艺获得得到精矿品位64.49%金属回收率76.11%技术指标。

1.2.3 强磁—反浮选—焙烧联合工艺

目前红铁矿的还原焙烧磁选工艺因其成本高和铁精矿品位低应用不是很广,该工艺主要适合褐铁矿、菱铁矿等烧损较大的铁矿石。由于该类铁矿石的理论品位较低,先通过强磁—反浮选获得低杂质含量的铁精矿,然后通过普通焙烧或者生产球团矿可大幅度提高产品的铁品位,仍不失为优质炼铁原料。

2、选矿设备取得重大进展

近年来,铁矿石选矿工艺水平的提高得到新型选矿设备及国外先进设备的支持,尤其是近年来在破碎、磨矿分级、选别(包括重选、磁选、浮选等)脱水、过滤等方面研制或引进许多新型高效设备,并得到胜利应用,为选矿技术进步提供了设备保证。

2.1 破碎设备

几十年来,金属矿山一直为节能降耗、提高经济效益而努力,多碎少磨”基本的原则。破碎设备的进展主要表示在研制应用新型外动颚匀摆颚式破碎机、双腔颚式破碎机、双腔回转式破碎机、冲击颚式破碎机等实用性破碎设备上。但这些设备在技术上、使用效果上和国外引进的破碎设备相比,还有一定差异。目前柱磨机在国内部分矿山中也有一定应用,该种设备节能降耗幅度大,可提高系统的产量30%-50%以上,且设备运转率高,对环境影响小。

2.2 磨矿设备

由于球磨机是一种有很多优点的幼稚设备,因此磨矿设备的研究主要集中在节能和磨机衬板上。

2.3 细粒筛分分级设备

近年来,通过不时引进消化国外的先进技术,国的细粒筛分分级设备已达到国际水平。美国德瑞克高频细筛在国磁铁矿选矿厂也已得到应用。莱芜矿业公司、鲁南矿业公司采用该细筛代替普通尼龙细筛后,原矿处理量增加25%以上,精矿品位提高近1个百分点。

分级设备

2.4 磁选设备

磁选设备的进展比较快,从弱磁到强磁,从电磁到永磁,从干式到湿式等,人们都做了大量的研究工作,并取得很大进展,呈现了一批较高水平的磁选设备。

2.5 磁—重选设备

目前复合力选矿技术取得很大进展。开发应用的磁—重选设备主要有磁选柱、磁团聚重选机、低场强自重介跳汰机、CSX系列磁场筛选机等。特点是复合力场,除磁力外还有重力和水动力,磁选和重选的结合。各种力起到相互补充的作用,因而,提高了分选的选择性。这些设备现都在实际生产中得到应用,其中磁选柱、磁团聚重选机应用较广。

2.6 浮选设备

浮选设备在铁矿石选矿作业中应用很广泛,目前国内广泛应用的浮选设备主要是各种类型浮选机,类型有自吸气机械搅拌式、充气机械搅拌式和充气式三种,针对浮选机的研究主要集中在浮选机槽体结构、叶轮形状、叶轮转速、叶轮直径、定子等方面。使用教多的包括XT系列浮选机、BF系列浮选机、JJF系列浮选机、CF系列浮选机等等,近年比较新型的主要有XTB棒形浮选机,以及细粒顺流浮选机和XPM型喷射浮选机等。

2.7 过滤脱水设备

近年来,过滤脱水设备有重大突破,新的过滤脱水设备主要有盘式真空过滤机、压滤机、陶瓷过滤机,新研究开发的还有膜过滤技术。盘式真空过滤机是针对金属矿物密度大、沉降速度快、粘度大的特点进行优化设计。

3、选矿药剂不时更新

选矿药剂的进步对我国铁矿石选矿工艺的发展特别是提铁降硅工作的开展起到重要作用。国内研制的铁矿浮选药剂主要有捕收剂和抑制剂,捕收剂又分为阴离子捕收剂、阳离子捕收剂、螯合捕收剂3大类。

4、铁矿山选矿技术的发展方向

虽然我国铁矿局部选矿工艺技术和精矿质量已达国际先进水平,但我国铁矿石贫、杂、细及种类多的特点,钢铁工业对铁精矿的新要求等给我国选矿工作者提出了新的挑战。因此,国冶金矿山选矿技术还有着更深的发展。

磁选机

1)推广应用以磁选—反浮选、高效磁选(磁重选)等为代表的高质量铁精矿选矿技术的同时,选矿工艺流程应该尽可能的高效、简单,因此应加强对选矿设备、选矿工艺的研究,尽可能以合适的流程取得很好的效果。反浮选工艺对提高金属的回收率具有重要的应用前景,应积极加强对反浮选药剂的研究。

2)继续重视铁精矿提铁降硅技术的同时,今后应重视降低其它有害杂质技术的研究,包括SPKNaF等。

3)应进一步加强嵌布粒度极细红铁矿及复合多金属红铁矿石选矿技术的研究,以进一步提高我国贫红铁矿石的利用率。

4)磨矿、选别设备方面,今后应抓好节能型超细碎设备的引进及合作开发,应加大引进和消化国外先进技术装备工作,尽快提升我国铁矿石整体技术装备水平。同时配套考虑粗粒抛尾工艺及相关设备的开发研究工作。应进一步加强能有效回收微细粒铁矿物的节能型选矿设备的研制,包括强磁设备的永磁化、微细粒浮选机及浮选柱等。要对具有多段连选性能的多筒磁选机更深入地研究。

5)选矿药剂方面,应着重于研制对各种矿石适应性强、高效、耐低温、无毒的药剂;研究同时配制、同时添加的复配药剂;目前应重点研发出能浮选非石英硅酸盐类脉石矿物的高效捕收剂、扩大反浮选工艺的应用范围。

6)浮选设备方面目前的研究主要向大型化和节能化方向发展,浮选粒级下限降低,把复合力场引入到浮选机中,此外浮选机的自动控制方面也应加强研究。对于浮选柱在铁矿山中的应用还有很大工作要做,具有较大前景。

7)过滤脱水设备方面:①研究与开发高效过滤介质;②开发多功能一体化元器件,增强密封性;③发展复合过滤技术设备;④设备大型化、节能和自动化。

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