探尋鐵礦山選礦技術(shù)的新進(jìn)展

張瑞彬

(山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101)

一、我國鐵礦資源狀況

(一)鐵礦資源及分布

我國的鐵礦床的類型繁多，幾乎涵蓋了世界上已發(fā)現(xiàn)的各種礦類，無論是趁機(jī)變質(zhì)型還是沉積性等等都有很廣泛的分布。我國的鐵礦資源總量處于世界的第五，但是分布比較分散，局部比較集中。鐵礦石在我國近乎17 個省市及自治區(qū)都有所分布，各種鐵礦石礦區(qū)有近兩千個，其中儲量大于一億噸的礦區(qū)有一百個左右，占了總儲量的百分之六十八左右;儲量在一千萬噸到一億噸之間的礦區(qū)有近五百個，占了總儲量的百分之二十七左右;儲量在一千噸以下的礦區(qū)有三百多個，儲量只有百分之五左右。我國儲量較大的礦區(qū)主要有鞍山的本溪礦區(qū)、冀東的密云礦區(qū)、攀枝花的西昌礦區(qū)和包頭白云鄂博礦區(qū)等在內(nèi)的十個礦區(qū)，這十個礦區(qū)的總儲量占了我國總儲量的百分之六十五左右。

(二)礦石特征

我國的鐵礦資源質(zhì)量偏低，總體上體現(xiàn)出嵌布粒度細(xì)、品位低和組成復(fù)雜的特征，通俗的說就是“細(xì)、貧、雜”。在嵌布粒度細(xì)方面，主要體現(xiàn)在我國的微細(xì)粒嵌布鐵礦石在鐵礦資源中比例較大，這些礦石的鐵礦物結(jié)晶粒度多不大于0.074 毫米，最小的只有0.01 毫米左右。在品位低方面，我國的近乎百分之九十八的鐵礦資源都屬于貧礦，平均的品味只有百分之三十左右，相對于世界上其他的國家的平均品味有不小的差距。在組成復(fù)雜方面，我國的鐵礦石有著很多的共半生組分，我國的總鐵礦石資源中有近乎三分之一的鐵礦石有著共半生組分，其中共伴生元素主要有釩、銅、硼、鈦、稀土、鉻、錫、鈮等等。

二、鐵礦山選礦技術(shù)新進(jìn)展

針對我國的鐵礦石資源現(xiàn)狀，我們應(yīng)該提高我國鐵礦石的自給率，減少鐵礦石的進(jìn)口，加強(qiáng)對鐵礦石資源的高效利用的科研，通過不斷的研究對鐵礦石資源的開發(fā)利用進(jìn)行改善。

(一)微細(xì)粒鐵礦選礦

微細(xì)粒鐵礦是指晶粒度小于0.045 毫米的赤鐵礦或者是晶粒度小于0.03 毫米的磁鐵礦，針對這種微細(xì)粒鐵礦，應(yīng)該加強(qiáng)對鐵礦物低能耗單體解離和高效富集的研發(fā)。在進(jìn)行鐵礦石選礦的時候，可以半自磨和兩段球磨的組合為基礎(chǔ)，利用弱磁、強(qiáng)磁和混合詞的組合進(jìn)行精礦的再磨，采用陰離子反浮選工藝，能夠提高精礦鐵的品位和回收率。通過不斷的對微細(xì)粒鐵礦選礦進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn):對于微細(xì)粒磁鐵最好采用階段磨礦和階段磁選的組合來進(jìn)行;對于組合鐵礦，可以采用弱磁、強(qiáng)磁、再磨和反浮選的工藝進(jìn)行;對于微細(xì)粒赤鐵礦，可以采用強(qiáng)磁、脫泥和反浮選的組合加上選擇性絮凝和反浮選的組合以及強(qiáng)磁和離心選礦的組合進(jìn)行。

(二)高效碎磨技術(shù)

高效碎磨技術(shù)可以分為高壓輥磨技術(shù)、自磨/半自磨技術(shù)和攪拌磨技術(shù)三種。高壓輥磨技術(shù)能夠利用粉碎設(shè)備將礦石進(jìn)行超細(xì)的粉碎，具有低耗能、能力大和粒度均勻等特點。高壓輥磨技術(shù)和預(yù)選技術(shù)的組合，能夠提高對“多碎少磨，磨前拋尾”的實現(xiàn)，進(jìn)而減少選礦的成本。利用輥壓設(shè)備能夠在預(yù)選的時候?qū)Υ罅康拇至Ｎ驳V進(jìn)行篩除，更好的降低礦石磨機(jī)的處理。自磨/半自磨技術(shù)能夠利用一臺設(shè)備完成對礦石的粉碎和研磨兩個處理，具有工藝簡單、效率高和粉塵污染低等特點。自磨的磨礦介質(zhì)是礦石的本身，而半自磨的磨礦介質(zhì)則加入了適量的鋼球。攪拌磨技術(shù)廣泛的應(yīng)用在鐵礦山鐵礦的細(xì)磨作業(yè)上，具有效率高、磨量易控制、節(jié)省介質(zhì)、操作簡單和方便安裝等特點。攪拌磨技術(shù)不但能夠降低細(xì)磨超細(xì)磨的能耗，還能保證鐵礦的解離度和后續(xù)分選指標(biāo)，值得廣泛推廣。

(三)磁化焙燒技術(shù)

磁化焙燒與磁選進(jìn)行組合能夠在一定的條件下對礦石進(jìn)行焙燒，提高礦石中強(qiáng)磁性礦物的含量，利用鐵礦物和不同礦物之間的關(guān)系進(jìn)行磁選，能夠有效的獲得鐵精礦，能夠有效的對復(fù)雜難選鐵礦石進(jìn)行回收。利用相關(guān)的設(shè)備和軟件比如電子探針和Fluent 軟件等等對鐵礦石進(jìn)行檢測，在對細(xì)粒難選鐵礦石進(jìn)行懸空焙燒的時候，能夠在加強(qiáng)鐵礦中礦物的物相轉(zhuǎn)化、改變礦石微觀結(jié)構(gòu)和顆粒的運(yùn)動狀態(tài)，加強(qiáng)懸浮爐內(nèi)熱量的傳輸?shù)确矫孢M(jìn)行研究分析，完善懸浮焙燒鐵礦物物相轉(zhuǎn)化和顆粒懸浮態(tài)的控制，提高余熱的回收等等。

(四)深度還原和磁選組合技術(shù)

深度還原和磁選組合技術(shù)與傳統(tǒng)的常規(guī)選礦方法和磁化焙燒技術(shù)相比，具有鐵礦石開發(fā)利用的高效性和經(jīng)濟(jì)性。具體的操作過程是指在進(jìn)行選礦的時候加入煤粉來作為還原劑，還原鐵礦物為金屬鐵，然后采取一定的措施使金屬鐵聚集長大到一定力度的鐵顆粒，最后將物料進(jìn)行還原并進(jìn)行磁選，獲得金屬鐵粉。利用光學(xué)顯微鏡對還原物料中的鐵顆粒粒度進(jìn)行檢測，能夠清楚的對溫度和時間對鐵顆粒粒度的分布影響的進(jìn)行還原。我國的深度還原的理論正在不斷的成熟，但是相應(yīng)的大型設(shè)備還沒有做的很好，影響深度還原的工業(yè)化的應(yīng)用，所以應(yīng)該加強(qiáng)對大型還原設(shè)備的研發(fā)。

(五)尾礦再選

通過對鐵礦石進(jìn)行尾礦再選，能夠?qū)x款工藝中提取鐵精礦后的固體廢棄物進(jìn)行再次的選礦。我國的鐵礦石品味較低，在提煉出單位的精鐵礦的時候往往會生成2.5 單位的尾礦。隨著我國對精鐵礦的提煉，鐵尾礦的生成量也在不斷的增加，在工業(yè)固體廢棄物中占了較大的比重，這些工業(yè)固體廢棄物會占用大量的土地，如果出現(xiàn)處理不當(dāng)，有可能出現(xiàn)尾礦壩崩垮的事故，帶來一定的環(huán)境污染，甚至?xí)拇彐?zhèn)，威脅群眾生命財產(chǎn)安全。因為鐵尾礦中含有一定質(zhì)量的鐵元素，所以可以對鐵尾礦進(jìn)行再選，因為這些鐵元素的力度較細(xì)，所以在磨礦的時候耗能低，能夠提高礦石的利用率。因為不同的地區(qū)的鐵尾礦的成分不同，在進(jìn)行尾礦再選的時候，應(yīng)該合理的對再選工藝進(jìn)行選擇。

結(jié)語

雖然我國的鐵礦資源十分豐富，但是我國的鐵礦資源的品位和復(fù)雜程度等方面并不是很理想，針對我國的這種情況，應(yīng)該加強(qiáng)對鐵礦山選礦技術(shù)的研發(fā)，提高我國在鐵礦資源上自給自足，減少對鐵礦進(jìn)口的依存，進(jìn)而提高我國鋼鐵行業(yè)的進(jìn)步，帶動我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。