我國選礦技術基礎

1、選礦概論我國鐵礦選礦技術的進展 我國鐵礦資源“貧、細、雜”的特點給選礦處理增加了很大難度，廣大選礦工作者面對這一現(xiàn)實，經(jīng)過幾十年的不懈努力，卓有成效地攻克了諸多技術難題，是我國鐵礦選礦技術得到長足進步和發(fā)展，總體水平有很大提高。特別是近年來，新工藝、新設備、新材料、新藥劑不斷研制并成功應用，選礦技術和工藝指標取得突破性進展，跨入世界先進行列，為我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展做出了突出貢獻。鐵礦選礦技術的進展 赤鐵赤鐵礦選礦選礦技礦技術取術取得重得重大突大突破破 磁鐵磁鐵礦選礦選礦技礦技術邁術邁上新上新 臺階臺階 多金多金屬型屬型鐵礦鐵礦綜合綜合回收回收取得取得重大重大進展進展 新型新型高效高效設備設備的研的

2、研制與制與應用應用為選為選礦技礦技術進術進步起步起到重到重要作用要作用 選礦選礦廠自廠自動控動控制水制水平不平不斷提斷提高高 自磨自磨工藝工藝從無從無到有到有自磨自磨技術技術更加更加成熟成熟 赤鐵礦選礦技術取得重大突破赤鐵礦選礦技術取得重大突破赤鐵礦石（包括磁鐵-赤鐵混合礦石）是我國重要鐵礦資源，也是我國難選礦石主要類型之一。20世紀60年代初期，國內(nèi)主要采用焙燒-磁選及單一浮選工藝處理赤鐵礦石，生產(chǎn)技術指標較差。后來經(jīng)過不斷攻關改造，指標雖然有所改善，但沒有太大的進展。近年來，隨著一些新工藝、新設備、新藥劑的成功研制與應用，赤鐵礦選礦技術取得重大突破，工藝指標達到更高水平。鞍鋼調(diào)軍臺和齊大山

3、選礦廠精礦品位均已達到67.5%，東鞍山選礦廠也達到64.5%。 鞍山調(diào)軍臺選礦廠鞍山調(diào)軍臺選礦廠該選廠所處理的礦石為齊大山鐵礦礦石。齊大山鐵礦屬于鞍山式沉積變質(zhì)礦床，地表及淺部為氧化礦，氧化程度較深。目前，供選礦廠的礦石屬于由氧化礦向半氧化礦過渡的混合礦石。調(diào)軍臺選礦廠于1998年建成投產(chǎn)，設計規(guī)模900萬t/a，采用三段破碎（粗破碎在礦山），兩段連續(xù)磨礦，弱磁-強磁-陰離子反浮選流程。選礦廠鐵精礦采用漿體管道輸送至鞍鋼廠區(qū)，輸送距離20km。自80年代以來，為解決齊大山貧赤鐵礦選礦技術難題，國內(nèi)許多科研、設計、大專院校等單位參與了實驗研究和技術攻關，進行了多種流程方案和不同規(guī)模的實驗研究（

4、包括工業(yè)試驗），在此基礎上經(jīng)過多方案比較確定采用連續(xù)磨礦，弱磁-強磁-陰離子反浮選流程。流程的主要特點是： 連續(xù)磨礦，弱磁-強磁-陰離子反浮選流程結構合理、緊湊，對礦石性質(zhì)變化的適應性較強，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作管理較為方便。 弱磁-強磁作業(yè)既能提高浮選給礦品位，拋掉大量尾礦，并具有良好的脫泥效果，為后續(xù)的浮選作業(yè)創(chuàng)造較好條件。 首次將陰離子反浮選工藝應用于大工業(yè)生產(chǎn)，陰離子反浮選對礦泥的適應性強，泡沫脆，流動性好，分選效果好，操作穩(wěn)定。 由于采用連續(xù)磨礦，并最終精礦全部為陰離子反浮選精礦，因此精礦粒度較細（-200目90%95%），礦漿堿度高（pH1011），這對于精礦長距離管道輸送十分有利。這樣的

5、精礦也適合做球團礦的原料。 鞍鋼齊大山選礦廠鞍鋼齊大山選礦廠齊大山選礦廠于1970年建成投產(chǎn)，經(jīng)多次改造形成了原礦經(jīng)粗、中破碎和篩分，分成塊礦（7520mm）和粉礦（200mm）后，分別處理的流程。塊礦采用豎爐焙燒-磁選流程；粉礦采用階段磨礦，粗細粒分選，重選-磁選-酸性正浮選流程。選礦廠雖然經(jīng)過多次改造，工藝指標有所改善，但沒有突破性進展。本次改造前的2000年全廠平均指標為：精礦品位TFe63.51%，SiO2含量8%左右，鐵回收率75.6%20002001年在試驗研究的基礎上進行改造。均采用了階段磨礦，粗細粒分選，重選-弱磁-強磁-陰離子反浮選工藝流程 。該流程主要特點是：采用粗細粒分選

6、工藝，實現(xiàn)了窄級別入選，充分滿足選別設備要求的適宜粒度范圍，有利于提高其選別效果。粗粒選別采用重選-磁選工藝，可獲得最終精礦和最終尾礦，只有少量中礦進入再磨，減少再磨機臺數(shù)。由于大部分礦量進入加工費較低的粗粒選別作業(yè)，并獲得最終精礦，降低了精礦成本。細粒選別采用弱磁-強磁-陰離子反浮選工藝，其中強磁作業(yè)起到拋尾和脫泥的雙重作用，為下面的浮選作業(yè)創(chuàng)造了有利條件。采用陰離子反浮選工藝，其捕收劑選擇性好，捕收能力強，對礦石性質(zhì)的變化具有較強的適應性，分選效果好，操作穩(wěn)定。由于取消了豎爐焙燒工藝，能耗大幅度降低，費用降低48.9%。 調(diào)軍臺和齊大山兩個選礦廠所采用的工藝流程有所不同，各有其特點，又適應

7、各自的具體條件。生產(chǎn)實踐證明，兩種流程的應用是成功的，并取得明顯的技術經(jīng)濟效果。 鞍鋼齊大山貧赤鐵礦選礦工藝研究成果徹底結束了采用焙燒-磁選工藝處理鞍山式赤鐵礦的歷史，實現(xiàn)了我國赤鐵礦選礦技術的重大突破，使我國赤鐵礦選礦技術進入一個新階段。調(diào)軍臺和齊大山兩個選礦廠的成功經(jīng)驗也為其他礦山的建設和改造提供了范例，目前，已有一些類似礦山借鑒兩選廠的經(jīng)驗進行改造或建設，如鞍鋼東鞍山選礦廠、弓長嶺新建赤鐵礦選礦廠、唐鋼司家營鐵礦選礦廠、河南舞陽鐵礦選礦廠（二期）等。磁鐵礦選礦技術邁上新臺階磁鐵礦選礦是鐵礦石選礦的主體，在國內(nèi)鐵精礦產(chǎn)量中，磁鐵礦精礦約占3/4。多年來磁鐵礦選礦技術不斷發(fā)展和進步，從60-

8、70年代磁選設備的永磁化到80年代細篩工藝的應用，使磁鐵礦選礦廠生產(chǎn)指標有了較大的改善，精礦品位從60%左右提高到65%-67%。進入21世紀以來，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，對原料的要求越來越高。為了滿足這一要求，許多單位和礦山圍繞“提鐵降硅”做了大量的研究開發(fā)工作，并采用各種不同的技術方案對選礦廠進行了卓有成效的技術改造，取得顯著效果，使我國磁鐵礦品位由65%提高到68.85%，SiO2由8%9%降至4%；太鋼尖山鐵礦采用單一陰離子反浮選工藝改造選礦廠，使鐵精礦品位由65.5%提高到69.09%，SiO2由8%降至4%；本鋼歪頭山鐵礦采用以新型細篩和磁選柱為主體的細篩再磨工藝進行改造，其試驗指標精

9、礦品位達到69.63%，SiO2降至3.42%；鞍鋼大孤山選礦廠采用更新設備、優(yōu)化流程結構等措施，也取得明顯成效。 鞍山弓長嶺選礦廠鞍山弓長嶺選礦廠弓長嶺選礦廠一選車間處理磁鐵礦石；二選車間處理赤鐵礦，1998年改造成處理磁鐵礦石。兩個選礦車間均采用階段磨礦、單一磁選、細篩再磨流程，精礦品位為65%左右，SiO2含量為8%9%。自2001年開始，弓長嶺鐵礦進行了磁鐵精礦“提鐵降硅”的試驗研究工作，并于2002年相繼完成了二選車間和一選車間的技術改造。其流程為：現(xiàn)有一、二選車間流程不變，其細篩篩下精礦采用陽離子反浮選-再磨-磁選流程深選。改造后精礦品位已接近69%，SiO2含量降到4%以下，提鐵

10、降硅部分作業(yè)回收率為98.5%左右。 弓長嶺選礦提鐵降硅工藝數(shù)質(zhì)量流程(給礦64.91%,精礦69.36%,收率98.57%) 太鋼尖山鐵礦選礦廠太鋼尖山鐵礦選礦廠太鋼尖山鐵礦為細粒嵌布鞍山式磁鐵礦石。選礦廠于1994年建成投產(chǎn)，原設計規(guī)模400萬t/a，擴建后規(guī)模為500萬t/a。采用三段破碎、階段磨礦、單一磁選、細三段破碎、階段磨礦、單一磁選、細篩再磨流程篩再磨流程。改造前精礦品位65.5%，SiO2含量8%左右。該礦于2002年對選礦廠進行了技術改造，實現(xiàn)了當年試驗、設計、施工、投產(chǎn)。技術改造流程為，對對原流原流程精礦采用單一陰離子反浮選（一次粗選、一次精選、程精礦采用單一陰離子反浮選（

11、一次粗選、一次精選、三次掃選）流程進行深選三次掃選）流程進行深選。經(jīng)改造后，精礦品位有較大的提高，目前已超過69%，SiO2含量降至4%以下，反浮選作業(yè)回收率為98.5%左右。 鞍鋼大孤山選礦廠鞍鋼大孤山選礦廠大孤山選礦廠包括一、二選車間（通稱磁選車間）和三選車間。磁選車間采用階段磨礦、磁選-細篩再磨工藝流程。2000年主要指標：原礦品位33.88%，精礦品位66.33%，尾礦品位8.86%，金屬回收率83.34%。三選車間采用連續(xù)磨礦、磁選-細篩再磨工藝流程。改造前2000年生產(chǎn)指標：原礦品位31.88%，精礦品位64.21%，尾礦品位9.62%，金屬回收率82.13%。大孤山選礦廠采用另一

12、種方式通過優(yōu)化流程結構，改造（或更新）設備等措施，強化磁選-細篩再磨工藝來實現(xiàn)提鐵降硅，取得滿意效果。 三選車間于2001年完成了技術改造。其主要內(nèi)容包括：二次球磨機由格子型改成溢流型，磨礦介質(zhì)由60mm鋼球改為35mm45mm圓棒；將一、二段細篩改為高頻細篩；三段脫水槽之后加一段磁選作業(yè)；磨礦分級回路實施自動控制。 為了給磁選車間技術改造提供依據(jù)，2003年13月在磁選車間7系列進行了工業(yè)試驗，其主要改進內(nèi)容：將二次分級機改為動壓旋流器，用高頻振網(wǎng)篩代替尼龍細篩；增加第5段磁選作業(yè)并采用多極磁系磁選機。工業(yè)試驗取得較好指標，精礦品位達到67.44%。目前，磁選車間改造工程已經(jīng)完成，達到預期的

13、工藝指標。 大孤山選廠提鐵降硅試驗流程返回(篩下細度-200目98%,原品29.73%,精品67.44%,收率77.26%) 本鋼歪頭山及南芬選礦廠本鋼歪頭山及南芬選礦廠本鋼歪頭山和南芬選礦廠均為大型磁選廠。處理礦石相似，均為鞍山式磁鐵礦，工藝流程除破碎和一段磨礦不同外（歪頭山采用自磨，南芬采用老三段破碎球磨）其余部分大體相同，均為階段磨礦，單一磁選，細篩自循環(huán)流程階段磨礦，單一磁選，細篩自循環(huán)流程。自70年代末采用細篩工藝以來，選礦指標有較大改善，精礦品位由原來的62%63%提高到67%以上（SiO2含量6.5%左右）。為了進一步提鐵降硅，滿足煉鐵對高質(zhì)量鐵原料要求，本鋼決定對兩個選礦廠進行

14、技術改造。歪頭山選礦廠采用以新型細篩和磁選柱為主要設備的細篩再磨流程；南芬選礦廠采用以新型細篩和磁選柱為主要設備的細篩自循環(huán)流程。兩選廠試驗研究取得良好指標，精礦品位均達到69.5%以上。 南芬選礦廠降硅提鐵工業(yè)試驗工藝流程返回歪頭山鐵礦降硅提鐵工業(yè)試驗流程返回多金屬型鐵礦綜合回收取得重大進展多金屬型鐵礦綜合回收取得重大進展我國多金屬型鐵礦主要有白云鄂博含稀土等多金屬共生鐵礦、攀枝花和大廟釩鈦磁鐵礦以及大冶、金嶺、魯中含銅磁鐵礦等。多年來，國內(nèi)許多科研、設計及大專院校等單位對多金屬型鐵礦進行了大量研究工作，在許多方面實現(xiàn)了技術突破，并成功的應用于工業(yè)生產(chǎn)。包鋼選礦廠采用弱磁-強磁-浮選流程綜合

15、回收鐵和稀土，解決了白云鄂博鐵礦選礦技術難題；攀枝花選鈦廠成功采取了強磁-脫硫浮選-鈦浮選流程，解決了細粒級磁選尾礦選鈦技術難題。使多金屬型鐵礦選礦技術取得重大進展。 包鋼選礦廠包鋼選礦廠包鋼選礦廠處理的礦石為白云鄂博鐵礦礦石。該礦是以鐵、稀土和鈮為主的多金屬共生礦床。礦石分磁鐵礦石和氧化礦石兩種類型。其中氧化礦由于礦物嵌布粒度細，共生關系復雜而屬難選礦石。70年代包鋼選礦廠采用弱磁選鐵-浮選稀土-強磁選鐵以及焙燒-磁選兩種工藝處理氧化礦石，生產(chǎn)指標較差：鐵精礦品位55%57%，含氟2.5%，含磷0.3%，鐵回收率65%左右，稀土回收率只有4%5%。1986年包鋼與長沙礦冶研究院合作成功地采用

16、了弱磁-強磁-浮選流程綜合回收鐵和稀土。至1993年選礦廠全部氧化礦系列按此流程改造。實踐表明，指標和效果良好：鐵精礦品位為63%，含氟0.78%，含磷0.12%，鐵回收率為71%73%；稀土精礦品位ReO50%60%（回收率12.55%），稀土中礦品位ReO34.5%(回收率6.01%)，稀土總回收率18.56%。包頭共生礦磁鐵礦原則工藝流程返回 攀枝花釩鈦磁鐵礦綜合回收攀枝花釩鈦磁鐵礦綜合回收攀枝花釩鈦磁鐵礦儲量占我國釩鈦磁鐵礦總儲量的87%。其主要有用礦物為釩鈦磁鐵礦和鈦鐵礦。密地選礦廠采用單一弱磁選回收釩鈦磁鐵礦。鈦選廠處理密地選礦廠選鐵尾礦。其工藝流程幾經(jīng)改造形成了選鐵尾礦按0.04

17、5mm粒度分級，+0.045mm采用重選-強磁-脫硫浮選-電選流程，獲得TiO247%以上的粗粒鈦精礦。-0.045mm細粒部分，由于當時技術沒過關，而作為尾礦處理。直到1997年，隨著浮選鈦鐵礦捕收劑（MOS）的研制成功，細粒級鈦鐵礦的選別獲得突破性進展，相繼建成了采用強磁-脫硫浮選-鈦鐵礦浮選流程的細粒級（-0.045mm）選別系統(tǒng)，細粒級鈦精礦品位47.3%48%，可使選鈦廠每年多產(chǎn)鈦精礦35萬t。 攀鋼密地選礦廠一段閉路磨礦流程返回(鐵精礦品位52.8%)新型高效設備的研制與應用新型高效設備的研制與應用破碎機破碎機用于磁鐵礦石預選的大用于磁鐵礦石預選的大粒度干選機粒度干選機細篩細篩弱磁

18、場永磁筒式磁選機弱磁場永磁筒式磁選機磁團聚重選機磁團聚重選機磁選柱磁選柱強磁場磁選機強磁場磁選機過濾機過濾機 破碎機破碎機美卓礦機公司生產(chǎn)的Nordberg HP系列圓錐破碎機采用現(xiàn)代液壓和高能破碎技術，具有破碎力強、破碎比大、產(chǎn)品粒度細等特點。目前國內(nèi)許多選礦廠采用HP系列破碎機，如鞍鋼調(diào)軍臺、齊大山選礦廠、太鋼尖山鐵礦選礦廠、包鋼選礦廠、武鋼程潮鐵礦選礦廠、馬鋼凹山選礦廠等，均取得滿意效果。鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠中、細破碎均采用HP系列破碎機，最終破碎粒度達到-12mm占95%，-9mm占80%。Sandvik公司的H系列圓錐破碎機，亦采用現(xiàn)代液壓和高能破碎技術，其設備性能良好。我國齊大山鐵礦廠

19、、大孤山選礦廠、弓長嶺選礦廠、南芬選礦廠、馬鋼凹山選礦廠、太鋼尖山選礦廠等均采用了該公司制造的圓錐破碎機，取得滿意效果。 用于磁鐵礦石預選的大粒度干選機用于磁鐵礦石預選的大粒度干選機80年代我國研制了適于預選強磁性鐵礦石的大粒度干選機，包括馬鞍山礦山研究院CTDG系列永磁干選機和北京礦冶研究院14001600干選機。目前，大粒度干選機在許多鐵礦選礦廠應用，有效地解決了磁鐵礦石大粒度預選的技術難題。本鋼歪頭山鐵礦采用CTDG1516型永磁干選機處理3500mm礦石，處理量600800t/臺h，拋出廢石產(chǎn)率12.5%，原礦品位由27.58%提高到30.21%，全鐵回收率95.84%，磁性鐵回收率9

20、9%。 細篩細篩細篩再磨工藝是磁鐵礦石選礦提高精礦品位的有效方法之一。70年代以來，此工藝在此鐵礦選礦廠得到廣泛應用。使用的細篩設備主要是固定（或激振）尼龍細篩和后來出現(xiàn)的DGS型高頻振動尼龍細篩（用振動電動代替激振裝置）。這些尼龍細篩最大的問題是篩分效率低，篩上量大，造成再磨循環(huán)負荷大，過磨現(xiàn)象嚴重。近年來，唐山陸凱科技公司將其它工業(yè)部門應用的MVS型電磁振動型電磁振動高頻振網(wǎng)篩高頻振網(wǎng)篩引用到鐵礦石選礦廠。該設備具有篩網(wǎng)開孔率高、機械性能好、篩分效率高，提高精礦品位效果好等特點。目前，已有多家鐵礦選礦廠進行了工業(yè)試驗和實際應用，如鞍鋼弓長嶺、大孤山、首鋼水廠、大石河和午陽鐵古坑選礦廠等。鞍

21、鋼弓長嶺選礦廠二選車間已將原來尼龍細篩換成MVS電磁振動高頻振網(wǎng)篩。 美國Derrick公司于2001年推出新產(chǎn)品重疊式高頻細篩重疊式高頻細篩。該設備除具有一般Derrick細篩篩分效率高等特點外，由于采用重疊配置，占地面積小，產(chǎn)量大；由于采用開孔率高的耐磨防堵聚酯篩網(wǎng)，有利于提高篩分效率和篩網(wǎng)使用壽命。山東魯南礦冶公司（原韓旺鐵礦）采用Derrick重疊式高頻細篩代替原來尼龍細篩，取得明顯效果：篩分效率提高，大大減少篩上循環(huán)量（至再磨機），從而使再磨機臺數(shù)由2臺減至1臺。國內(nèi)還有些選礦廠（如山東馬莊、太鋼峨口、尖山等）已引進或正在引進Derrick細篩改造選礦廠。 弱磁場永磁筒式磁選機弱磁場

22、永磁筒式磁選機近年來，馬鞍山礦山研究院研制出GD型永磁脈動磁選機。該機設置永磁脈動裝置，可在旋轉(zhuǎn)圓筒表面形成脈動磁場，有利于提高精品品位，并具有磁系包角大、場強較低、磁極數(shù)多等特點。馬鋼凹山選礦廠用該設備處理一次磁選粗精礦（品位54.8%），可獲得作業(yè)產(chǎn)率34.95%，鐵品位64.03%的精礦（高于該廠同期最終精礦品位），從而獲得降低二次磨礦負荷，減少鐵礦物過磨的效果。 包頭新材料應用設計研究所研制的BX新磁系永磁磁新磁系永磁磁選機選機具有多磁極、高場強、大磁系包角、合理磁場梯度和深度等特點。該設備已在酒鋼、包鋼、河南舞陽鐵礦、鞍鋼大孤山選礦廠等進行了工業(yè)試驗和應用，取得良好效果，也有些進行技

23、術改造的選礦廠（如本鋼歪頭山及南芬選礦廠），采用了BX磁選機。酒鋼選礦廠對BX磁選機進行工業(yè)試驗，其結果是：一次磁選，在為礦品位基本相同的情況下，精礦品位提高1.68個百分點；二次磁選，精礦品位提高1.191.40個百分點，尾礦品位降低1.141.33個百分點。 磁團聚重選機（磁聚機）磁團聚重選機（磁聚機） 磁選柱磁選柱 磁選柱是一種電磁式脈動低場強重力分選設備。它具磁選柱是一種電磁式脈動低場強重力分選設備。它具有自上而下脈動變化的勵磁機制，并允許有較高的上有自上而下脈動變化的勵磁機制，并允許有較高的上升水流速度，因而能充分地分離出夾雜于低品位精礦升水流速度，因而能充分地分離出夾雜于低品位精礦

24、中的脈石、礦泥及中貧連生體，獲得高品位磁鐵精礦。中的脈石、礦泥及中貧連生體，獲得高品位磁鐵精礦。 目前，磁選柱已經(jīng)在十幾座選礦廠進行了試驗和應用，目前，磁選柱已經(jīng)在十幾座選礦廠進行了試驗和應用，取得理想效果。通鋼板石溝鐵礦選礦廠采用取得理想效果。通鋼板石溝鐵礦選礦廠采用8臺臺600mm磁選住，使精礦品位由原來的磁選住，使精礦品位由原來的65.5%提高到提高到67.48%;包鋼選礦廠采用磁選住處理弱磁選精礦的工業(yè)包鋼選礦廠采用磁選住處理弱磁選精礦的工業(yè)分流試驗，精礦品位由分流試驗，精礦品位由61%提高到提高到65%，SiO2含量由含量由3.5%降至降至2.13%。進行提鐵降硅技術改造的本鋼南芬。進行提鐵降硅技術改造的本鋼南芬和歪頭山選礦廠，均采用了磁選柱，其流程試驗指標，和歪頭山選礦廠，均采用了磁選柱，其流程試驗指標，精礦品位達到精礦品位達到69.6%，SiO2含量含量3.4%。 強磁場磁選機強磁場磁選機強磁場磁選機是我國弱磁性鐵礦選礦技術獲得突破性進展的關鍵性設備。主要有平環(huán)電磁式磁選機、SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機。ShP型強磁選機是在德國洪堡Jones磁選機基礎上加以改進，研制成功的雙盤強磁場磁選機。自80年代以來，有許多選礦廠成功地采用了ShP型強磁選機，如酒鋼、包鋼、鞍鋼齊大山、調(diào)軍臺和武鋼大冶選礦廠等。SLon立環(huán)脈動高梯度磁