論鐵礦石選礦技術進步對煉鐵節能減排增效的重要意義

劉洪江（紅河礦業有限公司，云南紅河661400）

論鐵礦石選礦技術進步對煉鐵節能減排增效的重要意義

劉洪江（紅河礦業有限公司，云南紅河661400）

在社會經濟迅猛發展的背景下，煉鐵企業為了實現生產成本的有效控制，提高企業的經濟效益，對精鐵的純度和質量具有較高的要求，因此，鐵礦石選礦技術應積極引進新工藝和新設備，提高煉鐵高爐入爐的鐵品位，減少高爐煉鐵廢氣及廢渣的排放量，這對高爐煉鐵節能減排具有重要作用。基于此，本文首先闡述了煉鐵減排的必要性，并對鐵礦石選礦技術進行分析，僅供參考。

鐵礦石；選礦技術；煉鐵；節能減排

1 引言

近幾年，鋼鐵的產量和消費量呈逐年增長的趨勢，據相關資料顯示，鋼鐵行業能耗占全國總能耗的1/6，屬于高污染、高能耗行業。隨著節能型社會建設理念的不斷深入，我國政府部門對節能減排工作予以高度重視，要求鋼鐵行業實現能源消費結構的有效調整，提高鐵礦的利用效率，但鋼鐵工業的實際能耗情況距離這一目標還有較大差距，可見，鋼鐵工業面臨著嚴峻的能源、資源及環境問題，實現節能減排已成為我國鋼鐵行業持續生存與發展的重要途徑。

2 煉鐵減排增效的必要性

鋼鐵工業是保障我國國民經濟持續發展的基礎產業，鋼鐵被廣泛應用于各行業領域的發展中，這在一定程度上大大促進了鋼鐵產量和規模的提升。但在鋼鐵生產的過程中，能源消耗巨大，所產生的氣體會對大氣造成嚴重污染。受到鋼鐵資源匱乏和能源消耗以煤炭為主的限制，我國鋼鐵工業在發展過程中一直受到污染問題和能源消耗問題的困擾，雖然已采取各種措施來進行節能減排，但始終無法改變傳統能源的消耗模式，這種情況下，使得節能減排的效果得不到保障。因此，我國應從提高鐵精礦質量的角度出發，通過新工藝、新設備來使鋼鐵工業的發展擺脫困境，目前，我國相關部門已提出了國內選礦廠應轉變思路，將選礦廠的生產方向轉變到提高精礦品位、降低二氧化硅等雜質含量為中心上來，將提高鐵精礦質量作為鋼鐵生產的核心任務，并不斷擴大選礦與煉鐵的規模，控制鋼鐵生產成本，實現煉鐵企業經濟效益最大化，提高鐵精礦的市場競爭力，這對促進鐵礦山的持續發展具有重要意義。

3 鐵礦石選礦技術的分析

3.1 采用預選技術

預選主要是指在礦石進入磨礦作業前，用適宜的選礦方法預先分離出部分尾礦的選別作業。近幾年，隨著冶金工業的快速發展，對忒礦石的需求量越來越多，加之采礦工業的發展，采用先進的采礦方法和大型的采掘設備，使采出的礦石品位下降，降低選廠能耗，減少磨礦量。

3.2 采用多碎少磨技術

破碎磨礦作業能耗約占選礦廠總能耗的50～70%，其中磨礦作業的能耗又占碎磨作業能耗的80%以上，降低磨礦作業能耗的有效途徑就是降低入磨礦石粒度，即多碎少磨。主要措施是采用大型化、大破碎比、高效、低耗的新型破碎設備，使入磨礦石粒度降低。一般采用高效液壓圓錐破碎機，使入磨礦石粒度降至0～12m，節能降耗效果明顯。

某鐵礦廠擴建后的破碎系統通過將6臺2200型圓錐破碎機全部更換為生產能力大、破碎效果好的HP-500型破碎機和H-8800型破碎機，使破碎產品粒度-12mm含量達到90%左右，選礦廠整體產能提高了8%，每小時節約電耗128kW。

另外，采用高壓輥磨機也可有效降低磨礦石的粒度，高壓輥磨機由于利用層壓破碎的工作原理，以提高能量利用率，礦石粉碎能耗一般為0.8～3.0kW·h/t，比常規的破碎設備節能30%，系統產量整體提高了25～30%。

3.3 反浮選工藝

磁性鐵礦物和石英脈石的連生體是影響磁選精礦品位的主要因素，僅是利用多次磁選的方式無法將連生體分離出去，最有效的措施為采用陰、陽離子捕收劑反浮選法，連生體中的石英會和浮選藥劑中的相關物質發生化學反應，石英表面疏水可粘附在氣泡上而呈現出浮選的特性，通過脫硅手段實現連生體與鐵礦物的分離，從而實現鐵精礦質量的有效提高。

例如：某礦山的鐵礦物嵌布較為緊實，粒度需細磨至-0.037mm粒級占98%，該礦山鐵礦石的總儲量約3.6億t，儲量規模較大，但由于鐵礦物粒度極細一直未能工業開發利用。在2011年，采用階段磨礦絮凝脫泥反浮選工藝建成了規模較大的選礦廠，該選礦廠的原礦處理能力為一年30萬t。該礦山磁鐵礦石原礦平均鐵品位為30%，二氧化硅占48%，硫化物占0.9%，磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦分別占10.6%、26.2%和0.2%，礦石中主要工藝數質量流程如圖1所示。

該礦石選礦廠原礦處理能力為30萬t/年，2013年經過調試后優化在原礦鐵品位 30.72%的條件下，礦物細磨至-0.074mm粒級占98%，經過一次絮凝脫泥及一段沉砂后，再細磨至-0.037mm粒級占98%后，經過4次絮凝脫泥及一段沉砂后，再經陰離子反浮選，即可得到鐵精礦含鐵64.72%、二氧化硅5.75%、鐵回收率65.33%的運行指標，可見，絮凝脫泥—反浮選技術在該礦山的應用取得顯著效果。

黨的十九大指出實施鄉村振興戰略，調整了過去以城市帶動農村發展的思路，把農村與城市看作兩個統籌發展的平等主體，強調堅持和實現農民在鄉村振興中的建設主體、治理主體和受益主體的地位，強調激發農村內在活力，實現發展。這就要求通過農村自治教育、法治教育和德治教育“三教結合”，使農民充分認識其在這些方面的主體地位，保證其合法權利，從而促進農民真正自覺承擔起自身責任，真正激發農民的主動性、積極性和創造性，真正不斷提升農民的獲得感、幸福感、安全感，實現振興鄉村的目標。

3.4 新型選礦設備

鐵精礦質量的提高需要不斷引進先進的新技術、新工藝及新設備，目前，在選礦廠中得以廣泛應用的新型選礦設備包括：磁-重脈動低磁場的磁重選礦機、柱式旋流器、細篩孔MVS電磁高頻振網篩等，這些設備的應用有效提高了工業生產選礦指標，對簡化選礦工藝流程，提高煉鐵企業的經濟效益具有重要作用。

（1）磁選柱。這是一種磁力和重力相結合的低磁場磁重選礦機，可將磁鐵礦和脈石未單體解離的連生體從磁鐵礦精礦中分選出去，可大大提高弱磁選鐵精礦的質量。

圖1 鐵礦選礦廠流程考查數質量流程圖

（2）細篩孔MVS電磁高頻振網篩。鐵礦物具有密度大的特點，而石英脈石礦物的密度較小，在磁鐵礦石磨礦分級的過程中，鐵礦物顆粒比石英脈石顆粒細，因此，在弱磁選鐵精礦中，夾雜著較多的粗粒石英和磁鐵礦物的連生體，分別用0.15mm、0.1mm、0.074mm的篩網進行篩分，即可將粗粒鐵-石英連生體留在篩上進行再磨，大量的磁鐵礦物進入篩內，可大大提高篩下鐵精礦品位，降低二氧化硅的含量。

某礦業公司在選礦廠中使用1臺這種高頻振網篩后，一年的材料費和電費共節約了170萬元，在保持鐵精礦品位不變的基礎上，原來的鐵金屬回收率為68.64%，在使用該篩后，鐵金屬回收率提高至74.17%，具體的工藝流程圖如圖2所示。

圖2 選礦廠第三段細篩磨礦再選工藝

3.5 高爐爐料鐵品位的提高

某選礦廠塊礦入豎爐磁化焙燒所得到的鐵精礦品位為56%，含二氧化硅11%；粉礦經強磁選得到的強磁鐵精礦鐵品位為48%，弱磁選、強磁選綜合鐵精礦品位為52%，導致該礦廠高爐入爐鐵品位50%，水平較低，對煉鐵的經濟效益產生嚴重影響。

2011年，該選礦廠對焙燒磁選鐵進行陽離子反浮選提質降雜改造，經過改造后，焙燒精礦品位提升至60.04%，二氧化硅降低至6.36%，這種情況下，強磁選與弱磁選綜合鐵精礦品位為56%，由于每年少生產10.25萬t的二氧化硅，燒結工序每年可節省18.7萬t的石灰石，共節約成本1642萬元。同時，煉鐵工序高爐入爐品位提高了2%，焦比降低13.5kg/t，每年可節約焦炭6.7萬t，增產生鐵22.49萬t，兩項合計煉鐵增效為1.70萬元。

由于焙燒磁選鐵精礦反浮選，原料費及選礦加工費用增加9129萬元，在經過改造后，從選礦至煉鐵工序，燒結及煉鐵成本節約了18654萬元，扣除選礦增加原料及加工費9129萬元，公司整體合計降低成本9525萬元，效果較為顯著。

該選礦廠在實施提質降雜后，選礦工序每年增加電力消耗3142kW，折合標準煤3.86萬t，燒結工序由于減少加工量和節約石灰石每年可節約標準煤1.16萬t，煉鐵工序由于節約焦炭而節約標準煤5.8萬t，合計總節約標準煤3.12萬t。同時，高爐渣每年減少18萬t，由于精礦中硫減少1678t，燒結工序可減少二氧化硫排放量2181t，煉鐵工序可減少二氧化硫排放1092t，由于焦炭的節約，煉鐵工序可減少二氧化硫排放量1099t，三項合計共減少二氧化硫排放量4372t。由于石灰石的少量消耗，燒結工序可減少二氧化碳排放量6.85萬t；焦炭的減少使用，煉鐵工序可減排二氧化碳21.7萬t，兩項合計每年可減少二氧化碳含量28.82萬t。

4 結語

目前，我國選礦廠的主要方向是提高鐵精礦品位、降低二氧化硅等雜質，這對調動生產工作人員和科研人員的積極性和熱情具有重要作用，加強對新型高效分選設備及工藝的研究，可大幅度提高我國磁鐵礦及氧化鐵礦石鐵精礦的質量，大大提高了鐵精礦質量的水平，減少高爐廢氣、廢渣的排放量，降低煤和焦炭的使用量，提高煉鐵的經濟效益，以實現高爐煉鐵的節能降耗及高效化。

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2095-2066（2016）36-0108-02

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