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我國鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)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(fù)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(chǎn)對鋼鐵資源的需求，我國在鐵礦石選礦方面加大研發(fā)力度，積極實(shí)踐改良，已取得顯著的成果。
關(guān)鍵詞：鐵礦石;磁選;選礦;
一、引言
鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平是一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和財(cái)力的增強(qiáng)，資源約束正逐步替代資本約束上升為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的主要矛盾，鐵礦石資源供應(yīng)不足已成為伴隨工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化過程的一個(gè)重大現(xiàn)實(shí)問題，甚至成為制約國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。
二、我國鐵礦石分布現(xiàn)狀
(一)鐵礦石資源分布。我國鐵礦床類型較多，據(jù)2013年中國礦產(chǎn)資源報(bào)告顯示，截止到2012年底，我國鐵礦石查明資源儲(chǔ)量775.3億t，居世界第五位，可謂儲(chǔ)量豐富，但分布地區(qū)高達(dá)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(qū)、冀東、密云礦區(qū)、攀枝花、西昌礦區(qū)、五臺(tái)、呂梁礦區(qū)、寧蕪礦區(qū)、包頭白云鄂博礦區(qū)、魯中礦區(qū)、邯鄲、邢臺(tái)礦區(qū)、鄂東礦區(qū)和海南礦區(qū)十大礦區(qū)。
(二)鐵礦石特征。我國鐵礦石呈現(xiàn)貧、細(xì)、雜幾大特點(diǎn)。品位低，平均品位只有32.67%;嵌布粒度細(xì)，微細(xì)粒嵌布鐵礦石中鐵礦物結(jié)晶粒度一般小于0.074mm，有的甚至只有0.01mm;組成復(fù)雜，共伴生組分多，大約探明總儲(chǔ)量的1/3為共伴生多組分鐵礦。由于鐵礦石復(fù)雜難選，我國已探明鐵礦資源的開發(fā)利用程度較低，鐵礦資源開發(fā)利用率不足35%。
三、鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)展
(一)微細(xì)粒鐵礦選礦技術(shù)
微細(xì)粒鐵礦是指赤鐵礦結(jié)晶粒度小于0.045mm或磁鐵礦結(jié)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(qiáng)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(biāo)。長沙礦冶研究院針對祁東鐵礦鐵礦物嵌布粒度微細(xì)、性質(zhì)復(fù)雜的礦石特性，提出了選擇性絮凝脫泥-反浮選技術(shù)，同時(shí)研制出有針對性的SA-2絮凝劑;另外，王秋林、胡義明、范志堅(jiān)、楊云、曹進(jìn)成等針對不同礦區(qū)特征，提出不同選擇技術(shù)，均大幅度提高了鐵礦的回收率。
(二)高效碎磨技術(shù)
1、高壓輥磨技術(shù)。高壓輥磨機(jī)具有單位破碎能耗低、處理能力大、破碎產(chǎn)品粒度均勻等特點(diǎn);其粉碎產(chǎn)品顆粒內(nèi)部微裂紋明顯增多，細(xì)粒級含量高，礦物解離性好;我國應(yīng)用高壓輥磨技術(shù)處于起步階段，但經(jīng)過大量研究工作，已逐步實(shí)現(xiàn)了“多碎少磨，磨前拋尾，降低選礦成本”的生產(chǎn)目標(biāo)。例如，韓躍新等對鐵品位24.48%的貧赤鐵礦高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品進(jìn)行了系統(tǒng)的強(qiáng)磁預(yù)選研究，最終獲得了預(yù)選精礦鐵品位32.92%，回收率86.51%，拋尾率35.71%的指標(biāo)。
2、自磨/半自磨技術(shù)。自磨/半自磨機(jī)是一種具有粉碎和磨礦雙重功能一機(jī)兩用的設(shè)備，以礦石本身作磨礦介質(zhì)的為自磨(AG)，加入適量鋼球作磨礦介質(zhì)的為半自磨(SAG).與常規(guī)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(shè)備大型、高效、粉塵污染低等顯著特點(diǎn)。近年來，隨著自磨/半自磨設(shè)備的不斷改進(jìn)，自磨/半自磨技術(shù)在鐵礦選廠得到了推廣應(yīng)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(shù)。攪拌磨具有能效高、可防止過磨、節(jié)省介質(zhì)、易于操作、安裝簡便等顯著特點(diǎn)。攪拌磨機(jī)作為細(xì)磨、超細(xì)磨裝備首先在有色金屬礦山獲得了成功應(yīng)用。隨著微細(xì)粒鐵礦的開發(fā)利用，攪拌磨技術(shù)正逐漸推廣至我國鐵礦山細(xì)磨作業(yè)。肖驍?shù)葘Ρ确治隽藬嚢枘ズ颓蚰鲜林駡@磁鐵礦中礦產(chǎn)品再磨解離度的影響規(guī)律，結(jié)果表明，采用攪拌磨時(shí)，新生成0.038mm粒級物料含量比球磨高8.1個(gè)百分點(diǎn)，攪拌磨細(xì)磨產(chǎn)品的單體解離度明顯高于球磨機(jī)，并且攪拌磨產(chǎn)品經(jīng)磁選后精礦品位比球磨機(jī)的高5.2個(gè)百分點(diǎn)。
(三)磁化焙燒技術(shù)
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(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁性鐵礦物，再利用鐵礦物與脈石礦物之間的磁性差異進(jìn)行磁選獲得鐵精礦;磁化焙燒-磁選是一種從復(fù)雜難選鐵礦石中回收鐵礦物行之有效的方法。近年來，國內(nèi)許多研究單位針對磁化焙燒技術(shù)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(shù)，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(jìn)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(biāo)。
(四)深度還原-磁選技術(shù)
針對常規(guī)選礦方法和磁化焙燒技術(shù)也難以高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用的復(fù)雜難選鐵礦資源，國內(nèi)相關(guān)科研人員提出了深度還原-磁選技術(shù)，該技術(shù)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(diào)控，促使金屬鐵聚集長大為一定粒度的鐵顆粒，還原物料經(jīng)磁選獲得金屬鐵粉。深度還原磁選技術(shù)為復(fù)雜難選鐵礦的開發(fā)利用提供了新途徑，成為近年來選礦領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。
(五)尾礦再選技術(shù)
由于我國鐵礦資源品位低，生產(chǎn)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(huán)境，還造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。為提高礦石利用率，減少資源浪費(fèi)，尾礦再選技術(shù)同樣得到極大關(guān)注。采用強(qiáng)磁再選-分步浮選技術(shù)處理鐵品位23.46%的強(qiáng)磁選尾礦，最終獲得了鐵品位42.75%的精礦，該技術(shù)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(nèi)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(zhì)。陰離子-反浮選工藝具有生產(chǎn)穩(wěn)定、指標(biāo)好的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)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(dǎo)致浮選礦漿需要加溫處理，增加了生產(chǎn)成本。近年來，東北大學(xué)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(tuán)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(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，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(biāo)。
我國鐵礦資源儲(chǔ)量豐富，但由于礦石品位低，鐵礦物嵌布粒度細(xì)，礦物組成復(fù)雜等因素導(dǎo)致其難以分選，給選礦工作者帶來巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也為我國鐵礦選礦技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造了機(jī)遇。
參考文獻(xiàn)：
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