鞍钢选矿技术特点及建议.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M D 肿i GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G n 岘E R 矾G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 鞍钢选矿技术特点及建议① 吕建华1 ，梁嵩2 1 ．鞍钢集团矿业设计研究院，辽宁鞍山1 1 4 0 0 2 ；2 ．鞍钢集团矿业公司供销公司，辽宁鞍山1 1 4 0 0 2 摘要分析了多破少磨、阶段磨矿、粗细分选、阴离子反浮选、单一磁选等工艺在鞍钢的应用及特点；介绍了鞍钢高效破碎设备、大 型化球磨机、S l o n 强磁选机、M V S 高效振网筛、B X 系列筒式磁选机等高效设备应用情况以及资源高效利用情况；提出了加快鞍钢选 矿技术进步的建议。 关键词鞍钢；选矿；高效；展望 中图分类号T D 9 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 0 5 6 0 3 鞍钢拥有我国最为丰富的铁矿石资源，已确定的 资源总量在8 0 亿吨以上，年产铁精矿16 0 0 万吨。但 是，鞍钢资源禀赋不高，其铁矿床大都开采难度大且相 对难选，这需要投入较多才能得到较好的开发利用。 在2 0 世纪，受科技投入不多的影响，鞍钢选矿技术指 标不高。2 1 世纪以来，鞍钢矿业高度重视选矿技术研 究工作，不仅提高了鞍钢铁矿资源利用效果，最大程度 地降低了铁矿石开发成本，而且在实现矿业绿色开发 上取得了显著成效。 1 选矿工艺技术特点 1 ．1 多破少磨工艺 长期以来，鞍钢采用的破碎设备大多为国产设备， 设备运转效能差，破碎效率低，使得鞍钢各选厂破碎粒 度普遍较大，为后续磨矿作业带来了较大的负担，成本 较高。近些年来，鞍钢高度重视“多破少磨”工艺的应 用，通过采用先进的破碎设备，使得台时提高1 0 ％以 上，破碎产品粒度降至1 2m m 以下，一次磨机可实现 年效益5 ．5 6 亿元。同时，采用新型破碎机，在相同破 碎台时粒度情况下可实现节能3 0 ％。按鞍钢矿山目 前的规模计算，年节电效益2 ．2 亿元。 1 ．2 阶段磨矿工艺 阶段磨矿与连续磨矿工艺相比，存在着以下两个 明显优势①阶段磨矿工艺成本低。对鞍钢铁矿石而 言，在一次磨矿后，在较粗的粒度下实现分级人选，一 般情况下可提取6 0 ％左右的粗粒级合格精矿及尾矿。 因此。采用阶段磨矿工艺能大大地减轻了进入二次磨 矿的量，有利于降低成本。同时，应用阶段磨矿工艺 后，铁精矿的综合粒度比较粗，有利于选矿厂后续的过 滤作业。②阶段磨矿工艺减轻了矿石过磨，避免了因 过磨造成金属严重流失使得选矿技术指标降低的问 题。对于东鞍山烧结厂而言，连续磨矿粒度在一7 4 I x m 粒级占7 7 ．5 ％的情况下，一1 0 斗m 粒级含量高达 2 6 ．2 ％。对于齐大山铁矿原连续磨矿工艺而言，强磁 尾矿占总尾矿量的1 ／3 ，而其中一1 0 斗m 流失的金属 量占强磁尾矿中总流失金属量的5 0 ％以上，有时高达 7 0 ％。可见，连续磨矿工艺造成的过磨和金属流失现 象都是十分严重的。目前，鞍钢采用阶段磨矿方式与 连续磨矿工艺相比，可使鞍钢二次磨机用量减少 3 2 ％，每年降低成本1 3 ．5 亿元。 1 ．3 粗细分选工艺 粗细分选工艺具有以下特点①选别的针对性 强。矿物在磨矿过程中解离是随机的，这种过程使得 粒度不等的矿物颗粒均存在解离的条件。。邀种粗细粒 度均存在解离的现象是粗细分级入选工艺具有较强生 命力的重要基础之一。在粗细分选工艺中，一般采用 简单的工艺选别粗粒矿物，采用比较复杂的工艺选别 相对难选细粒级。粗粒级和细粒级选矿方法的有效组 合使得粗细分选工艺具有经济上合理，技术上先进的 双重特点。②实现了窄级别人选的合理过程，这能在 较大程度上杜绝容易导致选矿过程混乱度的现象的发 生，提高选矿效率。 1 ．4 阴离子反浮选工艺 阴离子反浮选具有高效的提质效果，这是因为 ①反浮选充分利用矿物的重力特性。一般地，石英的 密度在2 ．6 5g ／c m 3 左右，铁矿物的密度在5 ．0g ／c m 3 左右，矿浆的密度在1 ～2g ／e m 3 之间，这使得石英在 矿浆中的有效重力远远低于铁矿物在矿浆的有效重 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 5 作者简介吕建华 1 9 6 1 一 ，女，黑龙江鹤岗人，教授级高级工程师，主要从事选矿科研工作。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 吕建华等鞍钢选矿技术特点及建议 力。这表明从重力特征上石英在矿浆中比铁矿物更容 易上浮。②阴离子反浮选因为具有可靠高效的药剂 制度而使浮选效果更好。在阴离子反浮选作业中，共 有氢氧化钠、淀粉、氧化钙浦收剂等4 种药剂在矿浆 中发生作用，药剂种类多，在过程中可以通过多个变量 实现浮选作业的控制。药剂种类的增多，使得浮选过 程的针对性更强。其中，仅就其中的氢氧化钠而言，就 有调节矿浆p H 值、改变矿浆表面电位、影响其它药剂 的赋存状态和作用效果的作用。同时，阳离子反浮选 工艺选别效果也比较好，还具有药剂简单、易于配置等 特点。 阴离子反浮选等具有高效提质效果的工艺的应 用，大大提高了鞍钢选矿精矿的品位，效益显著。据统 计，“提铁降硅”工艺应用以来，鞍钢铁精矿品位累计 提高3 ．0 6 ％，相当于为鞍钢高炉利用系数提高0 ．3 5 t ／ m 3 d ，按吨铁高炉加工费10 0 0 元计算，可年为 鞍钢带来2 8 ．7 亿元的效益。 1 ．5 单一磁选工艺 近些年来，国内许多磁铁矿选矿厂采用浮选的方 法进行了提铁降硅工艺改造。在使铁精矿指标得到大 幅度提高的同时，整个工艺也存在以下不足①容易 污染环境。在浮选的过程中，药剂的使用势必会对环 境造成或轻或重的污染。②药剂种类多，配制困难， 浪费能源。特别是在阴离子反浮选工艺中，有四种药 剂同时使用，并且多数药剂在配制过程中需要加热，既 浪费能源，又增加了配制过程的管理环节和工作量。 ③淀粉等物资的使用消耗大量的粮食。在国内一些 磁铁矿选矿厂提铁降硅工艺中，阴离子反浮选使用的 抑制剂淀粉原料主要来源于粮食，是国民经济的 重要战略物资。鞍钢目前采用的“单一磁选”工艺，有 效解决了上述问题。同时，鞍钢目前采用的“单一磁 选”工艺，还具有工艺流程比较单一、设备种类少、精 矿易于过滤、容易管理等特点。特别是值得指出的是 “单一磁选”工艺因为精矿表面特性好大大优化了球 团工艺指标。据统计，弓长岭选矿厂在采用阳离子提 质过程中，因为在球团过程需要多加膨润土等调节矿 物表面特性，使得精矿品位在6 8 ．8 9 ％的情况下，球团 矿品位仅为6 4 ．2 3 ％；而应用“单一磁选”工艺，在精矿 品位6 7 ．6 5 ％的情况下，球团矿品位高达6 5 ．4 ％。 2 高效选矿设备应用特点 2 。1 高效破碎设备 高效破碎设备的使用是降低鞍钢碎矿系统成本的 关键所在。目前，鞍钢已经完成了用进口H P 系列和 H 系列取代原国产中细碎破碎机的进程。由于进口 H P 系列和H 系列中细碎破碎机具有进料粒度大、排 矿粒度小而均匀、经久耐用、性能稳定、衬板使用寿命 长、易于维护和维修成本低、可灵活调整等优点，使得 进口H P 系列和H 系列中细碎破碎机在使用过程中效 率很高，这也推进了H P 系列和H 系列中细碎破碎机 在鞍钢的应用。 2 ．2 大型化球磨机 磨矿设备大型化具有生产效率更高，自动控制更 容易，运行经济效益更高等显著优点，这不仅是鞍钢等 国内大企业的发展趋势，更是世界知名企业不断探索 追求的目标。在鞍钢齐大山铁矿选矿分厂建成前 1 9 9 7 年投产 ，鞍钢所属选矿厂除齐大山选矿厂二选 车间外，其它选矿厂 包括齐大山选矿厂一选车间 的 磨矿设备直径均在3 ．2m 以下。自从鞍钢齐大山铁矿 选矿分厂引进m 5 4 9 0 8 8 3 0 磨机后，大磨机安装简 单、维护方便、节省电耗和磨矿产品粒度均匀的优势在 鞍钢逐渐显现出来。2 0 0 4 年以来，鞍钢大孤山选矿 厂、鞍千矿业选矿分厂、齐大山选矿厂、东鞍山烧结厂 相继完成了大型磨机的升级改造。目前，除齐大山选 矿厂一选车间和大孤山选矿厂三选车间外，鞍钢其余 磨矿设备直径均达到3 ．6m 以上，3 ．6m 以上大型磨 机产能已占总产能的9 4 ％。鞍钢磨机通过大型化改 造，在原有的场地上，使磨机台数仅为原来的7 7 ％，但 处理能力提高到1 ．7 倍以上。 2 ．3 S l o n 强磁选机 S l o n 立环脉动高梯度强磁机在鞍钢得到应用前， 鞍钢赤铁矿选矿技术指标不高。从2 0 0 - t 缉珏始，鞍钢 在齐大山选矿厂开始在细粒抛尾部分采用S l o n 立环 脉动高梯度强磁机的试验工作。由于S l o n 立环脉动 高梯度强磁选机具有独特的磁介质结构，不易堵塞；依 靠有效的脉动能使颗粒在选分过程中始终保持松散状 态，有效地消除非磁性颗粒的机械夹杂；具有能有效地 调整液位、冲程、冲次、激磁电流等可操作性强的特点， 使S l o n 立环脉动高梯度强磁机在选别齐大山赤铁矿 时选矿效果很好，作业尾矿品位比平环强磁机降低 3 ．1 5 ％。在完成S l o n 立环脉动高梯度强磁机在齐大 山选矿厂应用后，S l o n 立环脉动高梯度强磁机很快在 齐大山铁矿选矿分厂、东鞍山烧结厂、鞍千矿业选矿分 厂、弓长岭选矿厂等细粒抛尾部分得到应用。从2 0 0 4 年开始，鞍钢开始了用S l o n 立环脉动高梯度中磁机控 制螺旋溜槽尾矿品位的试验工作，效果很好。最终在 齐大山选矿厂、齐大山铁矿选矿分厂、东鞍山烧结厂、 鞍千矿业选矿分厂等地完成了用S l o n 立环脉动高梯 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 度中磁机控制螺旋溜槽尾矿品位工业应用工作。目 前，鞍钢共应用5 9 台S l o n 立环脉动高梯度强磁机，5 7 台S l o n 立环脉动高梯度中磁机。 2 ．4M V S 高效振网筛、 长期以来，鞍钢铁矿山选矿一直应用尼龙 高频 细筛。由于尼龙 高频 细筛存在筛分效率低、再磨机 循环量大、容易造成不必要的过磨、金属流失严重、存 在提高精矿品位与提高筛分效率不可调和的矛盾、开 孔率低等问题，应用效果一直不十分理想。2 0 0 3 年以 后，大孤山选矿厂、齐大山铁矿开始了引进M V S 高效 振网筛的工作。大孤山选矿厂应用M V S 高效振网筛 在给矿粒度一0 ．0 9 0m m 粒级占9 0 ％的情况下，取得 了筛下产率5 0 ％，分级效率5 1 ．9 6 ％的指标；齐大山铁 矿应用M V S 高效振网筛在给矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级 占6 0 ．8 3 ％的情况下，取得了筛下产率8 5 ．0 6 ％，分级 效率2 7 ．4 9 ％的指标。实践证明，M V S 高效振网筛筛 分效率高、提质效果好、节能效果明显，已在鞍钢得到 广泛的应用。 2 ．5B X 系列简式磁选机 B X 弱磁选机是提高磁铁矿精矿质量的高效设备 之一。该设备具有磁选极数多、磁系包角大、磁场强度 大且梯度高、精选区加入高压冲洗水、尾矿溢流口高的 特点，在矿浆中拥有较长的选别区间，有利于增加磁性 矿物颗粒在矿浆中的翻滚次数，剔除磁性颗粒中夹杂 的脉石和贫连生体，有利于提高选矿指标。鞍钢在磁 铁矿选别工艺中，大量选用该设备。据统计，目前鞍钢 应用此设备年效益为0 。4 亿元。 3 资源高效利用技术特点 3 。1 采场废石回收有用矿物 随着矿山生产规模的不断扩大和铁矿资源的日趋 减少，低品矿和表外矿的回收利用对于冶金矿山生产 企业的可持续发展显得尤为重要，而低品矿和表外矿 回收利用的技术难点在于能否进行有效预选。多年 来，鞍钢矿业高度重视低品矿和表外矿的回收利用，通 过开展磁滑轮预收等研究，大大提高了废石回收有用 矿物的效果。目前，鞍钢可年从采场废石中回收品位 为2 6 ％的原矿1 6 9 万吨，年效益2 ．6 5 亿元。 3 ．2 实现低品位矿石入选 为实现资源的高效利用，鞍钢矿业紧紧依靠科技 进步，不断降低人选矿石的品位。目前鞍钢人选矿石 品位已由2 0 0 1 年的3 1 ．3 1 ％降低到2 0 1 0 年的2 7 ．3 0 ％。 这相当于每年可多利用低于工业品位以下的矿石 19 3 4 万吨，综合效益1 0 亿元。 3 ．3 降低选矿尾矿品位 为降低工艺流程中尾矿品位，鞍钢矿业通过在赤 铁矿细粒部分采用S l o n 强磁选机把尾、在赤铁矿粗粒 部分采用S l o n 中磁选机把尾、在磁铁矿中采用回收机 把尾等降低尾矿铁品位的措施，使得鞍钢尾矿铁品位 得到进一步降低。据统计，这为鞍钢带来了年3 ．5 7 亿 元效益。 3 ．4 研发难选矿新工艺 鞍钢矿业针对区域矿石组成复杂、难选矿较多的 实际，有针对性地开展新工艺研发工作，提高了资源回 收利用效率。经三年多的研究，“鞍山式含碳酸盐赤 铁矿石高效浮选技术研究”取得重大突破，其工艺流 程、选别参数和指标实现国际首创，不仅在东鞍山铁矿 每年可增加处理鞍山式含碳酸盐赤铁矿石1 7 0 万吨的 能力，还可年实现综合效益2 ．3 亿元。这将使鞍钢约 5 亿吨含碳酸盐铁矿石得到高效利用，也为我国类似 的资源利用开辟了一条新途径。 4 加快鞍钢选矿技术进步的建议 1 加快细粒铁矿石选矿技术研究。磁选．阴离子 反浮选工艺虽然在一些铁矿选矿中实现了指标的历史 性突破，但对于粒度更细的铁矿石而言，其选别指标仍 然不高。如何通过研究新工艺实现细粒级铁矿选矿技 术的突破，是进一步改善鞍钢选矿技术指标的关键 所在。 2 加强选矿新药剂的研究。目前应用的阴离子 反浮选捕收剂基本上仍以脂肪酸类捕收剂为主，配置 复杂。如何开发新品种捕收剂，如何实现阴离子浮选 药剂的复合化，如何简化药剂的配制过程，如何实现药 剂绿色无毒、无污染、可降解，还有许多工作需要我们 去做。 3 加强铁矿选矿新设备的研究。 在铁矿选矿新设备研究方面，一方面要加快絮凝 脱泥工艺脱泥斗和浮选柱等新型选矿设备的研究工 作，用新设备的突破带动铁矿选矿技术的突破。另一 方面，要继续改善现已在铁矿选矿厂应用设备结构性 能，使其性能更优，并针对不同种矿石改进设备性能， 强化矿石选别针对性。 万方数据