我国铁矿选矿技术的进展.pdf

第2 1卷增刊 20 05 年 7 月 有色矿 冶 NON 一F E R ROU S MIN ING A N]ME I,AL LURCY V OI . 21 July200 5 文章编号 100 7一 9 67 X20 05印 一 02 9一‘8 我国铁矿选矿技术的进展 张光烈 中冶北方工程技术有限公司 . 辽宁鞍山11 40 01 摘要 综述了我国铁矿选矿技术的进步 , 特别是近年来在选矿 _ L艺 、选 矿设备 、 自磨 、 长距离管道输送 及选矿厂自动化等方面所取得的突破性进展 。 提 出了进一步提高铁矿选矿技术水平的建议 。 关健词 选矿工艺 ;选矿设 备; 自磨 ;长距离管道输送 中图分类号 T D 9 5 1文献标识码 A 2 03 18 6 2 92 9 2 9 2 9 3 0 我国铁矿资源 “ 贫 、 细 、 杂 ”的特点给选矿处理增加 了 很大 难度 , 广大选矿工作者面对这一现实 , 经过几十年的不懈努 力 , 卓有成效地攻克了诸多技术难题 , 是我国铁矿选矿技术得 到长足进步和发展 , 总体水平有很大提高 。 特别是近年来 , 新 工艺 、新设备、 新材料 、 新药剂不断研制并成功应用 , 选矿技术 和工艺指标取得突破性进展 , 跨入世界先进行列 , 为我国钢铁 工业发展做出了突出贡献 。 本文从如下方面综述我国铁矿选矿技术的进展 1 赤铁矿选矿技术取得重大突破;2 磁铁矿选矿技 术迈 仁新台阶 ; 3 多金属型铁矿综合回收取得重大进展; 4 自磨工艺从无到有 , 自磨技术更加成熟; 5新型高效设 备的研制与应用为选矿技术进步起到重要作用 ; 6 选矿厂 自动控制水平不断提高; 1 赤铁矿选矿技术取得重大突破 赤铁矿石包括磁铁 一 赤铁混合矿石是我国重要铁矿资 源 , 也是我国难选矿石主要类型之一 。 20世纪60年代初期 , 国内主要采用焙烧 一 磁选及单一浮选工艺处理赤铁矿石 , 生 产技术指标较差 。 后来经过不断攻关改造 , 指标虽然有所改 善 , 但没有太大的进展 。 近年来 , 随着一些新工艺 、 新设备 、新 药剂的成功研制与应用 , 赤铁矿选矿技术取得重大突破 , 工艺 指标达到更高水平 。 鞍钢调军台和齐大山选矿厂精矿品位均 已达到6 7 . 5 , 东鞍山选矿厂也达到6 4 . 5叹 ,。 1 . 1 鞍山调军台选矿厂 该选厂所处理的矿石为齐大山铁矿矿石 。 齐大山铁矿属 于鞍山式沉积变质矿床 , 地表及浅部为氧化矿 , 氧化程度较 深 。 目前 , 供选矿厂的矿石属于由氧化矿向半氧化矿过渡的 混合矿石 。 调军台选矿厂于 199 8 年建成投产 , 设计规模90 0 万 t/a , 采用三段破碎粗破碎在矿山 , 两段连续磨矿 , 弱磁 - 强磁 一 阴离子反浮选流程 。 选矿厂铁精矿采用浆体管道输送 至鞍钢厂区 , 输送距离2 0 km 。 自8 0年代以来 , 为解决齐大山贫赤铁矿选矿技术难题 , 国内许多科研 、设计、大专院校等单位参与了实验研究和技术 攻关 , 进行了多种流程方案和不同规模的实验研究包括工业 试验 , 在此基础上经过多方案比较确定采用连续磨矿 , 弱磁 一 强磁 一 阴离子反浮选流程见图1 。 流程的主要特点 ‘是 D连续磨矿 , 弱磁 一 强磁 一 阴离子反浮选流程结构合 理 、 紧凑 , 对矿石性质变化的适应性较强 , 生产稳定 , 操作管理 较为方便 。 2弱磁 一 强磁作业既能提高浮选给矿品位 , 抛掉大量 尾矿 , 并有良好的脱泥效果 , 为后续浮选作业创造较好条件 。 3 首次将阴离子反浮选工艺应用于大工业生产 , 阴离 子反浮选对矿泥的适应性强 , 泡沫脆 , 流动性好 , 分选效果好 , 操作稳定 。 精矿 , _ 尾 训 图1调军台选矿厂流程图 4由于采用连续磨矿 , 并最终精矿全部为阴离子反浮 选精矿 , 因此精矿粒度较细 一20 0 目9 0 一9 5 , 矿浆碱度 高pHI。一川 , 这对于精矿长距离管道输送十分有利 。 这样 的精矿也适合做球团矿的原料 。 调军台选厂投产后很快达到设计指标 , 且逐渐提高 。 目 前 , 精矿铁品位达到6 7 . 5 , 铁回收率7 5 一7 8 , 见表1 。 表1调军台选矿厂设计及生产指标 原矿品位精矿品位 尾矿品位回收率 设计 生产调试 199 9一加01 平均 20 02 20 0 3 64 . 0 0 64 . 77 6 5 . 10 6 6 . 8 0 67 . 5 4 1146 11 . 59 10 13 75 . 22 78 . 3 8 1 . 2 鞍钢齐大山选矿厂 齐大山选矿厂于 1970 年建成投产 , 经多次改造形成了原 矿经粗 、 中破碎和筛分 , 分成块矿7 5 一20mm 和粉矿2 0 一0 m m后 , 分别处理的流程 。 即块矿由二选车间处理 , 规模420 万 t/a 。 采用竖炉焙烧 一 磁选流程;粉矿由一选车间处理 , 规 模3 0 0万 t/ a 。 采用阶段磨矿 , 粗细粒分选 , 重选 一 磁选 一 酸 性正浮选流程 。 选矿厂虽然经过多次改造 , 工艺指标有所改 善 , 但没有突破性进展 。 本次改造前的2000年全厂平均指标 为 精矿品位 ’rFe 6 3 . 51 . 5 1已 含量8 左右 . 铃回盼 主为 收稿日期 2005一06一 2 0 作者简介 张光烈 , 男 , 教授级 高级工程师 。 有色矿冶 第2 1 卷 75 . 6 。 2000一200 1 年在试验研究的基础上先后对一 、二选车间 进行改造 。 一 、 二选车间技术改造均采用了阶段磨矿 , 粗细粒 分选 , 重选 一 弱磁 一 强磁 一 阴离子反浮选工艺流程见图2 。 原矿 厂|1 .|1 . | ||e s .| | 图2 齐大山选矿厂技术改遥流程 该流程特点 1 采用粗细粒分选工艺 , 实现了窄级别入选 , 充分满足 选别设备要才的适宜粒度范围 , 有利于提高其选别效果 。 2 粗粒选别采用重选 一 磁选工艺 , 可获得最终精矿和 最终尾矿 , 只有少量中矿进入再磨 , 减少再磨机台数 , 实现粗 磨机与再磨机台数之比3 l 或2 1 。 节省磨矿能耗和费用 。 3 由 一于 大部分矿量进入加工费较低的粗粒选别作业 , 并获得最终精矿 , 因此 , 降低了精矿成本 。 4 细粒选别采用弱磁 一 强磁 一 阴离子反浮选工艺 , 其 中强磁作业起到抛尾和脱泥的双重作用特别是强磁选设备 采用了S I 二n 立环脉动高梯度磁选机 , 选别效果明显好于仿 琼斯磁选机 , 为下面的浮选作业创造了有利条件 。 5 采用阴离子反浮选工艺 , 其捕收剂选择性好 , 捕收能 力强 , 对矿石性质的变化具有较强的适应性 , 分选效果好 , 操 作稳定 。 选矿厂技术改造后取得了明显的技术经济效果 。 选矿工 艺指标大幅度提高 。 改造前后工艺指标对比见表2 ; 由于取 消了 竖炉焙烧工艺 , 能耗大幅度降低 , 费用降低48 . 9 。 表2齐大山选矿厂改造前后生产指标对比全厂l 原矿品位 精矿品位 尾矿品位回收率 改造前 2 8 . 7 46 3 , 511 0 . 667 5 . 60 改造后 2 9 . 6 267 . 001 1 . 4174 . 10 改造后 29 . 606 7 . 5 910 . 56 76 . 23 也为其他矿山的建设和改造提供了范例 , 目前 , 已有一些类似 矿山借鉴两选厂的经验进行改造或建设 , 如鞍钢东鞍山选矿 厂 、 弓长岭新建赤铁矿选矿厂 、 唐钢司家营铁矿选矿厂 、 河南 舞阳铁矿选矿厂二期等 。 1 . 3 鞍钢东鞍山选矿厂等 东鞍山选矿厂一选车间自1958年投产以来 , 一直采用 两段连续磨矿 , 单一碱性正浮选工艺流程 , 选矿指标较差 。 特 别是近年来 , 由于矿山开采深部矿石 , 其嵌布粒度更细 , 矿物 组成变化更加复杂 , 选矿厂精矿品位呈下降趋势 。 2 00 2 年选 矿指标为 原矿品位3 2 . 8 5 , 精矿品位6 0 . 1 6 , 尾矿品位 15 . 06 , 回收率72 . 23 。 自200 1年 , 借鉴其大山选矿厂流程改造经验相继进行了 小型试验 、连选试验和工业试验, 并在此基础上对选矿厂进行 全面改造 。 工艺流程为连续磨矿 、 中矿再磨 、重选一 强磁 一 阴 离子反浮选 。 改造后的主要指标 原矿品位3 2 左右 , 精矿 品位6 4 . 5左右 , 尾矿品位 16 . 5左右 , 回收率65 左右 。 改造后精矿品位有较大提高 , 从6 0提高到64 . 5 。 存 在的主要问题是尾矿品位偏高 , 回收率偏低 , 有待于强化研 究 , 采取措施 , 提高回收率指标 。 鞍钢弓长岭选矿厂二选车间于 1976 年建成投产 , 原设计 处理弓长岭铁矿贫赤铁矿 , 设计规模30 0万 /a。 流程为磁选 一 重选联合流程 , 后改为连续磨矿 , 弱磁选 一 细筛 一 分级重选 以及阶段磨矿 , 强磁选 一 重选两种流程 。 长期以来选矿工艺 指标不佳以199 5年为例 , 原矿品位为2 9 . 2 7 , 精矿品位为 63 . 26 , 尾矿品位1 7 . 叨 , 回收率5 7 . 32 , 精矿成本高 1995年接近400元八 。 为此 . 弓长岭矿业公司于2998年将 二选车间改造为处理磁铁矿 , 停止了赤铁矿生产 。 为满足弓长岭铁矿一 、 二期球团厂对铁精矿原料的需要 , 公司决定恢复赤铁矿生产 , 新建规模为30 0万t / a 处理赤铁 矿选矿厂 。 目前该选厂正在建设中 , 所采用的流程与齐大山 改造流程基本相同 , 为阶段磨矿 , 粗细粒分选 , 重选 一 弱磁 - 强磁 一 阴离子反浮选流程 , 试验及设计指标见表3 。 表3 新建弓长岭赤铁矿选矿厂连选试验及设计指标 原矿品位精矿品位 尾矿品位回收率 连选试验 设计 2 8 . 78 2 8 . 78 6779 67 . 1 9 7 . 9 5 10 . 13 8 1 . 9 9 76 29 调军台 和齐大山两个选矿厂所采用的工艺流程有所不 同 , 两种流程既各有其特点 , 又适应各自的具体条件 。 生产实 践证明 , 两种流程的应用是成功的 , 并取得明显的技术经济效 果 。 鞍钢齐大山品赤铁矿是选矿工艺研究成果以及在调军台 选矿厂和齐大山选矿厂建设和改造中的成功应用 , 彻底结束 了采用焙烧 一 磁选工艺处理鞍山式赤铁矿近8 0年的历史 , 实 现了我国赤铁矿选矿技术的重大突破 , 使我国赤铁矿选矿技 术进入一个新阶段 。 调军台和齐大山两个选矿厂的成功经验 1 , 4 梅山铁矿选矿厂二期扩建 梅山铁矿石矿物组成复杂 , 金属矿物主要有磁铁矿 、假象 赤铁矿 、菱铁矿、 黄铁矿等 , 并含有硫 、 磷等有害杂质 。 梅山铁 矿一期设计规模为200万 t/a 。 采用破碎 一 分级预选 一 磨矿 一 脱硫浮选工艺流程 。 二期扩建后采选综合能力由20 0 万t / a 扩大到40 0万 t/ a 。 选矿厂扩建面临两大技术难题 一是降 磷问题 , 从199 4年开始梅山铁矿原矿开采进入高磷区 , 原矿 含磷由0 . 3 5上升到0 . 4 0 以上 。 按一期选矿流程生产 , 铁 精矿含磷达0 . 4 3以上 , 致使产品滞销 , 甚至被迫限产 。 二 是精矿过滤问题 , 梅山选矿厂铁精矿是国内最难过滤的铁精 矿之一 , 投产初期过滤机效率只有0 . 17 t/ m“ h , 严重制约 了选矿生产 。 19 87 年研究并实施了分级过滤即将精矿用旋 流器分级 , 粗粒部分采用原有的内滤式过滤机处理 , 细粒部分 采用新增设的板框式压滤机处理 , 勉强维持生产 , 但过滤效 率依然较低 , 滤饼水分较高 , 特别是细粒压滤部分 , 从而导致 粗 、细粒精矿滤饼难以混匀的问题。 增刊张光烈 我国铁矿选矿技术的进展 为了在扩建工程中解决这些问题 , 为设计提供依据 , 梅山 铁矿和有关研究单位做了大量的多方案试验研究工作 。 在此 基础上设计采用了对现有流程铁精矿增设弱磁 一 强磁脱磷深 选的流程方案 。 扩建工程于 199 7年建成投产 。 二期扩建投产后取得明显效果 采用弱磁 一 强磁深选脱 磷系统的铁精矿含磷由0 . 4 3降至0 . 2 5 以下 , 铁品位由 53 . 5 提高到5 7 . 5 , 达到了炼铁要求的铁精矿质量标准 。〕 深选流程除取得明显的降磷效果外 , 由于弱磁 一 强磁作业具 有良好的脱泥作用 , 改善了铁精矿过滤性能 , 因而从根本上解 决了梅山铁矿另一个老大难问题过滤问题 , 结束了梅山 铁矿精矿分级过滤的历史 , 取消了压滤作业系统 。 梅山铁矿 选矿厂二期扩建采用的弱磁 一 强磁深选工艺同时解决了降磷 和精矿过滤的难题 , 提高了梅山铁精矿市场竞争力和占有率 , 实现了梅山铁矿选矿技术的重大突破 , 2 磁铁矿选矿技术迈上新台阶 磁铁矿选矿是铁矿石选矿的主体 , 在国内铁精矿产量中 , 磁铁矿精矿约占3/4 。 多年来磁铁矿选矿技术不断发展和进 步 , 从6 0 一7 0 年代磁选设备的永磁化到8 0年代细筛工艺的 应用 , 使磁铁矿选矿厂生产指标有了较大的改善 , 精矿品位从 60 左右提高到6 5一6 7 。 进入2 1世纪以来 , 随着钢铁 工业的发展 , 对原料的要求越来越高 。 为了满足这 , 一要求 , 许 多单位和矿山围绕 “提铁降硅”做了大量的研究开发工 作 , 并 采用各种不同的技术方案对选矿厂进行了卓有成效的改造 , 取得显著效果 , 使我国磁铁矿品位由6 5 提高到6 8 、 8 5 , s i姚 由8 一9 降至 4;太钢尖山铁矿采用单一阴离子反 浮选工艺改造选矿厂 , 使铁精矿品位由655提高到6 9 . 0 9 , S iq 由8降至4 ;本钢歪头山铁矿采用以新型细筛 和磁选柱为主体的细筛再磨工艺进行改造 , 其试验指标精矿 品位达到6 9 . 6 3 , s i仇降至3 . 4 2 ;鞍钢大孤山选矿厂采用 更新设备 、 优化流程结构等措施 , 也取得明显成效 。 2 , 1 鞍山弓长岭选矿厂 弓长岭选矿厂一车间于 1959 年建成投产 , 设计规模56 0 万 t/a , 处理磁铁矿石;二选车间于 1975 年建成投产 , 原设计 处理赤铁矿 , 1998年改造成处理磁铁矿石 。 两个选矿车间均 采用阶段磨矿 、单一 磁选 、细筛再磨流程, 精矿品位为6 5 左 右 , S i姚 含量为8一9 。 自2 0 0 1年开始 , 弓长岭铁矿进行了磁铁精矿 “提铁降硅” 的试验研究工作 , 并于 20 2 年相继完成了二选车间和一选车 间的技术改造 。 其流程为 现有一 、 二选车间流程不变 , 其细 筛筛下精矿用阳离子反浮选 一 再磨 一 磁选流程 , 见图3 。 改造后精矿品位已接近6 9 , S i姚 含量降到4以下 , 提 铁降硅部分作业回收率为9 8 . 5左右 。 改造前后工艺指标 对比见表4 。 表4弓长岭选矿厂提铁降硅改造前后指标对比 原矿品位精矿品位尾矿品位回收率 连选试验 32 . 6 66 5 . 4 38 一 992383 . 5 3 设计 3 4 . 26 6 8 . 82410 . 228353 改造前精矿品位6 5 . 5 , s i姚 含量8左右 。 飞飞一一- 一 精矿 图3 弓长岭选矿厂提铁降硅工艺流程 该矿于2 0 眨年对选矿厂进行了技术改造 , 实现了当年试验 、 设计 、施工、投产。 技术改造流程为 , 对原流程精矿采用单一 阴离子反浮选一次粗选 、 一次精选 、三次扫选流程进行深 选 , 见图4 。、 经改造后 , 精矿品位有较大的提高 , 目前已超过 6 9 , 51仇 含量降至4以下 , 反浮选作业回收率为9 8 . 5左 右 。 改造前后指标对比见表5 。 给矿陇选精矿 精矿 尾矿 图4 尖山选矿厂提铁降硅技术改造流程 表5 尖山选矿厂改造前后指标对比 原矿品位 精矿品位5 1 0 含量 尾矿品位 改造前2 001 改造后20 03 3 3 . 12 33 . 03 6579一8 690 9成4 7 . 74 7 . 80 回收率 86 . 8 5 8 6 . 0 5 2 . 2 太钢尖山铁矿选矿厂 太钢尖山铁矿为细粒嵌布鞍山式磁铁矿石 。 选矿厂于 1994年建成投产 , 原设计规模40 0万 t/a , 扩建后规模为50 0 万 t/ a 。 采用三段破碎 、 阶段磨矿 、 单一磁选 、 细筛再磨流程 。 2 . 3 鞍钢大孤山选矿厂 大孤山选矿厂包括一 、二选车间 通称磁选车间和三选 车间 。 磁选车间采用阶段磨矿 、 磁选 一 细筛再磨工艺流程 。 200 0 年主要指标 原矿品位3 3 . 8 8 , 精矿品位6 6 . 3 3 , 尾 矿品位8 . 86 , 金属回收率8 3 . 3 4 。 三选车间采用连续磨 矿 、磁选一 细筛再磨工艺流程 。 改造前2000年生产指标 原 矿品位3 1 . 8 8 , 精矿品位6 4 . 2 1 , 尾矿品位9 . 6 2 , 金属回 收率82 . 13 。 大孤山选矿厂采用另一种方式通过优化流程结构 , 改造或更新设备等措施 , 强化磁选 一 细筛再磨工艺来实现 提铁降硅 , 取得满意效果 。 三选车间于200 1 年完成了技术改造 。 其主要内容包括 二次球磨机由格子型改成溢流型 , 磨矿介质由必6 0 m m 钢球 改为必3 5 mm x 45m m 圆棒;将一 、二 段细筛改为高频细筛; 三段脱水槽之后加一段磁选作业;磨矿分级回路实施自动控 制 。 三选车间改造前后指标对比见表6 。 J 乙 月 巴 侧 佑 弟2 1卷 一 一一 - 一一一 表6 大孤山三选车间改造前后指标对比 原矿品位 精矿品位 尾矿品位 改造前2000 改造后 31 . 8 8 31 , 9 3 64 . 21 6 6 . 3 3 9 . 62 8 . 73 回收率 82 . 13 8 3 , 67 石 , 生产指标较差 , 以前一种工艺为例 , 铁精矿品位5 5 一 57 , 含氟2 . 5 , 含磷0 . 3 , 铁回收率6 5左右 , 稀土回收 率只有4 一5 。 为了给磁选车间技术改造提供依据 , 2003年1一3 月在 磁选车间7系列进行了工业试验 , 其主要改进内容 将二次分 级机改为动压旋流器 , 用高频振网筛代替尼龙细筛;增加第5 段磁选作业并采用多极磁系磁选机 。 工业试验取得较好指 标 , 精矿品位达到6 7 . 4 4 。 目前 , 磁选车间改造工程已经完 成 , 达到预期的工艺指标 。 2 . 4 本 钢歪头山及南芬选矿厂 本钢歪头山和南芬选矿厂均为大型磁选厂 。 处理矿石相 似 , 均为鞍山式磁铁矿 , 工艺流程除破碎和一段磨矿不同外 歪头山采用自磨 , 南芬采用老三段破碎球磨其余部分大体 相同 , 均为阶段磨矿 , 单一磁选 , 细筛自循环流程 。 自7 0年代 末采用细筛工艺以来 , 选矿指标有较大改善 , 精矿品位由原来 的62 一63 提高到6 7 以上s i姚 含量6 . 5 左右 。 2002年选矿主要指标见表7 。 表7 20 02年南芬及歪头山选矿厂生产指标 原矿品位精矿品位 尾矿品位回收率 南芬选矿厂 29 . 1067 . 529 . 0 882 . 8 5 改造后 29 . 5 667 . 137 . 3 38 3 . 0 5 尾矿 为了进一步提铁降硅 , 满足炼铁对高质量铁原料要求 , 本 钢决定对两个选矿厂进行技术改造 。 歪头山选矿厂采用以新 型细筛和磁选柱为主要设备的细筛再磨流程见图5 ;南芬 选矿厂采用以新型细筛和磁选柱为主要设备的细筛自 循环流 程 。 两选厂试验研究取得良好指标 , 精矿品位均达到6 9 . 5 以上 。 以歪头山为例 , 其选矿试验指标如表8所示 。 目前 , 两 选厂技术改造已经完成并投产 , 效果良好 。 歪头山选矿厂精 矿品位目前控制在68 . 5 一69 . 0 。 表8 歪头山选矿厂技术改造后流程试验指标 图5歪头山选矿厂技术改造流程 1986年包钢与长沙矿冶研究院合作成功地采用了弱磁 一 强磁 一 浮选流程综合回收铁和稀土 , 见图6 。 至1993年选 矿厂全部氧化矿系列按此流程改造完毕 。 生产实践表明 , 指 标和效果良好 , 铁精矿品位为6 0 一6 1近期达到6 3 , 含 氟0 7 8 , 含磷0 . 1 2 , 铁回收率为7 1 一7 3;稀土精矿品 位R eO 50 一60 回收率 12 . 55 , 稀土中矿品位R eO 34 . 5回收率60 1 , 稀土总回收率1 8 . 5 6 。 近期从铁 一 稀土选矿工艺中生产稀土精矿 , 以稀土氧化物计年实际产 量达到6万 t , 占国内产量7 0 以上 。 包钢选矿厂采用弱磁 一 强磁 一 浮选流程综合回收铁 、 稀土的新工艺 , 解决了白云鄂 博铁矿石选矿技术难题 , 明显的改善了铁和稀土的选矿指标 , 这是该矿选矿技术的一次重大突破 。 , 之法自云哪搏草业卫止 给矿原细筛 给矿品位 精矿品位 51姚含量 6 9 . 6 33 . 42 尾矿品位 作业回收率 流程试验6 3 6 69 8 . 57 铁精矿 图6 尾矿 稀土中矿尾矿 3 多金属型铁矿综合回收取得重大进展 我国多金属型铁矿主要有白云鄂博含稀土等多金属共生 铁矿 、攀枝花和大庙钒钦磁铁矿以及大冶、金岭、 鲁中含铜磁 铁矿等 。 多年来 , 国内 许多科研 、 设计及大专院校等单位对多 金属型铁矿进行了大量研究工作 , 在许多方面实现了技术突 破 , 并成功的应用于工业生产 。 包钢选矿厂采用弱磁 一 强磁 一 浮选流程综合回收铁和稀土 , 解决了白云鄂博铁矿选矿技 术难题;攀枝花选钦厂成功采取了强磁 一 脱硫浮选 一 钦浮选 流程 , 解决了细粒级磁选尾矿选钦技术难题 。 使多金属型铁 矿选矿技术取得重大进展 。 3 . 1 包钢选 矿厂 包钢选矿厂处理的矿石为白云鄂博铁矿矿石 。 该矿是以 铁 、稀土和妮为主的多金属共生矿床。 矿石分磁铁矿石和氧 化矿石两种类型 。 其中氧化矿由于矿物嵌布粒度细 , 共生关 系复杂而属难选矿石 。 70年代包钢选矿厂采用弱磁选铁 - 浮选稀土 一 强磁选铁以及焙烧 一 磁选两种工艺处理氧化矿 包钢选矿厂弱磁 一 强磁 一 浮选原则流程 3 . 2 攀枝花钒钦磁铁矿综合回收 攀枝花钒钦磁铁矿储量占我国钒钦磁铁矿总储量的 8 7 。 其主要有用矿物为钒钦磁铁矿和钦铁矿 。 1978 年建 成的密地选矿厂设计规模1 35 0万 t/ a , 采用单一弱磁选回收 钒钦磁铁矿 。 197 9 年建成5万 /a 钦精矿的选矿厂 , 处理 密地选矿厂选铁尾矿 。 19 90年扩建选钦厂 , 规模达到1 0万 t / a钦精矿。 其工艺流程几经改造形成了选铁尾矿按0 . 04 5 mm 粒度分级 , 0 . 04 5 m m 采用重选 一 强磁 一 脱硫浮选 一 电 选流程 , 获得T i姚47以上的粗粒钦精矿 。 一 0 . 04 5mm 细 粒部分 , 由于当时技术没过关 , 而作为尾矿处理 。 直到1997 年 , 随着浮选钦铁矿捕收剂MOS的研制成功 , 细粒级钦铁 矿的选别获得突破性进展 , 相继建成了采用强磁 一 脱硫浮选 一 钦铁矿浮选流程的细粒级 一0 , 04 5 m m 选别系统 , 细粒级 钦精矿品位4 7 . 3一48 , 可使选钦厂每年多产钦精矿3 一5 万t 。 目前 , 攀枝花钒钦磁铁矿选矿原则流程见图7 。 增刊 张光烈 我国铁矿选矿技术的进展 攀枝花钒钦磁铁矿石 一Q0 4, lr” 尾矿 浮选钦铁精矿 钦铁精矿 2 ,‘ , ‘,‘, ‘ 五 峙, ‘ l ,” 内j月峙1几 1 .J 图7 攀枝花帆社磁铁矿选矿原则流程 从攀枝花钒钦磁铁矿粗粒级选钦工艺的不断改进到细粒 级选钦工艺技术的突破以及选钦工艺指标和产量的不断提 高 , 见表9 , 无不体现出我国钒钦磁铁矿选矿综合回收技术的 巨大进步 。 表9攀钢社业公司选社指标及产t 年度钦精矿品位 选钦总回收率钦精矿产量 t 19 80 47 . 288 . 72 2 . 100 19 85 47 . 2115 . 5 06 . 191 19 9 0 47 . 3 516 . 7 41 〕 . 163 19954 7 . 5720 . 063 . 219 19 96 47 . 4921 . 0 2100 . 0 81 19 97 47 . 492 3 . 1 5103 . 581 19 98 47 . 48 25 . 0 11 1 .0 . 9 81 更为完善 ., 80 年代以来建设的自磨厂如山东张家洼等选矿 厂在建厂前进行了充分的试验研究工作 , 并经多方案技术经 济比较 , 投产后自磨工艺生产效果良好 , 自磨机产量等指标很 快达到设计要求 。 4 . 3 干式自 磨逐渐被湿式自 磨取代 在国内外自磨工艺应用初期 , 有许多厂采用了干式自磨 。 多年研究及生产实践表明 , 干式自磨对给矿水分要求严格 , 一 般需设置加热干燥设施 , 而且其风力分级系统复杂 , 建设投资 及能耗均高于湿式自磨 。 此外 , 干式自磨还存在粉尘污菜波 风力系统磨损等难以解决的问题 。 因此 , 目前干式自磨已很 少采用 , 国内外早期建设的干式自磨厂绝大部分已改为湿式 自 磨 , 比如我国的北京密云铁矿 、 山西二峰山铁矿 、辽宁保国 铁矿等 。 表1 0 国内自磨工艺部分应用实例 矿 山 设计规模投产时间 自磨机规格自磨机 万t / a m 台数 本钢歪头山铁矿 唐钢石人沟铁矿 马钢东山铁矿 浙江漓诸铁矿 福建潘洛铁矿 武钢金山店铁矿 邯刑玉石洼铁矿 南京吉山铁矿 安徽黄梅山铁矿 江西德兴铜矿 北京密云铁矿改建 广东云浮硫铁矿 邯刑西门石铁矿 北京冯家峪铁矿 辽宁保国铁矿二期 山东张家洼铁矿 舞阳赵案庄铁矿 昆钢大红山铁矿 铜陵冬瓜山铜矿 1971 19 74 197 2 1973 1973 1974 197 7 1973 一 1786 1 979 19 84 1 985 1 9 8 5 1 986 1 986 1 98 1 19 86 5 x 1 . 8 5 x 1 . 8 5 X 18 5 火 1 . 6 5 0 X 1 . 4 5 X 1 . 8 5 x 1 . 8 5 火1 . 8 0 X 1 . 4 5 x 2 . 8 0 X 3 . 0 5 X 1 . 8 5 x 1 . 8 5 x 1 . 8 5 X 1 . 8 仍邸哪奶四奶扔必咖姚咖仍奶仍邸 5 0 01 0 0 1 5 01 0 0 4 0 1 0 02 0 0 4 0 4 自磨工艺从无到有 , 自磨技术更加成熟 自磨是2 0世纪5 0年代开始应用于矿业的碎磨新工艺 。 与常规碎磨工艺相比 , 自 磨可接受更大的给矿粒度 , 因此可取 代中 、 细破碎及粗磨作业 , 这样就大大简化了碎磨流程 , 减少 生产环节及车间组成 ; 自磨可不消耗或少消耗磨矿介质;自磨 还有一定的选择性破碎作用 ;对含泥较多的粘矿石 , 采用自磨 湿式可以避免常规流程 ; 中破碎 、 筛分等环节发生堵塞问题 。 由于上述特点 , 自磨工艺受到人们青睐 , 国外有许多矿山成功 地采用了自磨 , 工业应用最大的自磨及规格已达到必1 2 . 2 0 m X6 . 7m 。 我国于7 0年代初开始应用自磨工艺197 0年底一个采 用干式自 磨的北京密云铁矿选矿厂投产 。 3 0多年来自磨技 术得到较快发展 , 它己成为一种成熟的具有特点的磨矿工艺 。 4 . 1 自磨工艺得到较广泛应用 自我国开始应用自磨工艺以来 , 自磨厂的数量逐渐增加 , 特别是7 0 一8 0 年代 , 有许多选矿厂采用自磨工艺 。 据不完全 统计 , 目前 , 国内采用自磨工艺的选矿厂已达3 0多座 , 绝大部 分为铁矿选矿厂 , 见表1 0 , 安装各种规格自磨半自磨机近 百台包括部分有色及黄金矿山 。 工业应用的最大规格自磨 机必8 . 53 mx 3 . 96m 冬瓜山铜矿已于2004年投产 。 正在 建设的昆钢大洪山铁矿采用仍8 . 5 3 m x 4 . 42m 自 磨机 。 4 . 2 自 磨试验 技术 手段更加完善 自 磨工艺虽然有其优点 , 但不是任何矿石都适合于自磨 。 在确定碎磨方案之前 , 必须进行充分的具有一定规模和深度 的自磨试验研究 , 以确定该矿石是否适合自磨 , 选矿厂是否采 用自磨工艺 。 70年代初期 , 由于对这一问题认识不足 , 并受 当时国内自 磨试验技术及装备的限制 , 自磨工艺的采用出现 了某些偏差 , 有些不适合自磨的矿石采用了自磨工艺 。 7 0年 代后期以来 , 随着自磨技术的发展 , 对自磨工艺及自磨试验重 要性认识逐渐深化 , 试验技术手段以及自磨机选择计算方法 15 0 15 0 6 0 5 0 5 . 5 火1 . 8 608 0200 0 4 00 在建 13 0 0 020 04 0 4 . 0 x l . 4 必5 . 5 x 1 . 8 08 . 5 3 x4 . 4 2 QS . 53 x 3 . 9 8 4 . 4 自 磨流程不 断改进 多年来 , 国内许多单位 , 特别是采用自磨工艺的选矿厂对 自磨工艺及设备进行大量研究和改进 , 取得明显成效 。 自磨 流程已从初期的单一自磨和自磨 一 球磨发展成目前的多种形 式 , 例如 , 本钢歪头山 、 马钢东山 、广东云浮等常采用了半自 磨 一 球磨流程 ;保国二期、德兴铜矿等厂采用了自磨一 球磨 十破 碎流程;武钢金山店铁矿采用了采用了自磨 一 球磨十干选流 程;南京吉山铁矿采用了自磨 破碎 十 干选流程等 。 许多矿 山根据各自不同的矿石性质和具体条件 , 采用不同的自磨流 程 , 充分发挥出自 磨工艺的特点 , 获得满意的效果 。 仅以歪头 山选矿厂为例 , 歪头山铁矿是我国第一个也是规模最大的采 用湿式自磨选矿厂 , 规模50 0万 t/ a , 共有必5 . 5 mx l . s m 自 磨机9个系列 。 原设计采用自磨 一 球磨流程 。 自投产以来 , 为提高自磨机产量 , 对流程及设备进行大量研究改进工作 。 主要改进项目 l 自磨机与自返装置闭路 , 取消螺旋分级 机;2 将全自磨改为半自磨 , 自磨机加入充填率为3 一5 的钢球 。 通过上述改进形成了半自磨 一 球磨流程 。 改进后效 果明显 , 自磨机产量提高1 0 以上 。 有 色矿冶 第2 1 卷 5 长距离浆体管道 , 为铁精矿输送开辟新途径 铁精矿长距离浆体管道输送是一种经济 、 有效 、 技术先进 的粉状物料运输方式 。 与铁路 、 公路等其他运输方式相比 , 具 有投资少 、 成本低 、 运输物料损失小 、 占地少 、 对环境污染小 、 受外界条件干扰小 、建设速度快等一系列优点。 国外自2 0世 纪60年代开始将长距离浆体管道输送技术应用于铁精矿以 来 , 已有许多铁矿山应用此项技术 , 取得良好效果 。 该技术在 我国起步较晚 , 于8 0年代开始进行研究 。 9 0年代以来 , 我国 长距离浆体管道输送技术有了长足进步 , 已经从试验研究阶 段了实际工业应用阶段 。 太钢坚山铁矿铁精矿浆体管道输送 系统于1997年投入运行 , 开创了我国铁精矿长距离浆体管道 输送的先河 , 从此结束了我国铁精矿只能采用铁路 、公路和水 路运输的历史 。 随后 , 鞍钢齐大山铁矿调军台选矿厂铁精矿 浆体管道输送于 199 8 年建成投产 。 目前 , 昆钢大红山铁矿选 矿厂以及铁精矿管道输送系统工程正在建设之中 , 可望在近 年内投产 。 5 . 1 太钢坚山铁矿选矿厂 太钢尖山铁矿选矿厂原设计规模40 0万 /a , 后扩建到 500万t / a, 精矿产量200万 t/a 。 精矿采用浆体管道输送 , 此 系统于1997年建成投产 。 管道输送系统有关参数如下 精矿输送能力 2 0 0万 t / a; 精矿密度 4 . 7 6t / m 3;精矿粒 度 一 20 0 目92 , 一325 目70 ;管道长度102 . 3km 管 道外径 229 . 7m m ;管道壁厚前zo k m , 24 . 2 7m m , 其余1一5 一7 . 3m m;矿浆输送浓度6 5 ; 矿浆平均流速 1 . 69 8 m/ s; 主泵段数 1; 主泵型式 荷兰Ge h 。 隔膜泵;主泵台数 2 台一 工一备;主泵额定压力 15 . 引 MP a 管道输送系统自投产以来 , 运行平稳正常 , 输送能力逐年 提高 , 目前 , 以达到设计能力并有望进一步提高 。 此项技术在 尖山铁矿获得了成功的应用 , 这也为其他矿山应用此技术提 供了范例 。 5 . 2 鞍钢齐大山铁矿调军台选矿厂 调军台选矿厂设计规模900万 t/a , 铁精矿采用浆体管道 输送 。 选矿厂及管道输送系统与199 8年建成投产 , 管道系统 运行状况良好 。 这是我国第二条成功投产运行的铁精矿浆体 管道输送系统 。 主要技术参数如下 精矿输送能力 30 2 万t / a; 精矿密度 4 . 8 6t / m 3; 精矿粒 度 一2 00 目 90 ;管道长度20km ; 管道外径 27 3 m m ; 管 道壁厚 ; 1 2 mm; 矿浆输送浓度 65一6 7 ;矿浆平均流速 1 . 7m/s;主泵段数1;主泵型式wi ls o n一 Sn yd e 隔膜泵;主 泵台属 2 台一工一备;主泵额定压力6 MP a 。 6 新型高效设备的研制与应用 选矿工艺的实现离不开选矿设备 。 多年来我国选矿设备 有了很大发展 , 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 , 并得到成功的应用 , 为选矿技术进步起到重要作 用 。 这里仅就其中某些备受关注的工艺设备做以简述 。 6 . 1 破碎 机 美卓矿机公司生产的N o r dbe rgHP系列圆锥破碎机采用 现代液压和高能破碎技术 , 具有破碎力强 、 破碎比大 、产品粒 度细等特点 。 目前国内许多选矿厂采用H P系列破碎机 , 如 鞍钢调军台 、 齐大山选矿厂 、 太钢尖山铁矿选矿厂 、 包钢选矿 厂 、武钢程潮铁矿选矿厂、 马钢凹山选矿厂等 , 均取得满意效 果 。 鞍钢调军台选矿厂中 、 细破碎均采用H P系列破碎机 , 最 终破碎粒度达到 一 12mm 占95 , 一9 mm 占80 。 S a ndvik 公司的H系列圆锥破碎机 , 亦采用现代液压和高能破碎技 术 , 其设备性能良好 。 我国齐大山铁矿厂 、 大孤山选矿厂 、 弓 长岭选矿厂