貧細(xì)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)展

1、Se ries N o . 407M ay 2010金 屬 礦 山 M ETA L M I NE總 第 407期2010年第 5期* 十一五 國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 (編號 :2006BAB02A04 。 陳 雯 (1965! , 女 , 長沙礦冶研究院礦 產(chǎn)資源開發(fā)技 術(shù)研究所 , 所 長 , 教授級高級工程師 , 410012湖南省長沙市麓山南路 966號。 礦物工程 貧細(xì)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)展*陳 雯(長沙礦冶研究院 摘 要 論述了加 強(qiáng)科技進(jìn)步 , 高效低耗開發(fā)利用 我國貧 細(xì)雜難 選鐵礦 資源的意 義 , 結(jié)合研究 工作與 生產(chǎn)實(shí) 踐 , 分析了各類型難選鐵礦石選礦的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn) ,

2、 并分 別探討了 適合超 貧磁鐵 礦、 微 細(xì)粒赤 鐵礦及 菱鐵礦、 褐鐵 礦的高效低成本開發(fā)利 用的選礦技術(shù)。關(guān)鍵詞 超貧磁鐵 礦 微細(xì)粒赤鐵礦 菱鐵礦 褐鐵礦 低成本開發(fā)TechnologicalP rogress in Processing Low grade F i n e grained Com plicated R efract ory Iron OresChenW en(Changsha Research Instit ute of M ini ng and M et all urgy Abstrac t T he streng t heni ng o f sc i entifi

3、c and technolog i ca l progress , the g rea t significance of exp l o iti ng and utilizi ng Ch i na s ' re fractory i ron o re resources wh i ch are characterized by l ow grade , fi ne g rai n and co m pli cated co m position based on h i gh effic i ency and l ow consu m pti on w ere descr i bed

4、 . T he diffi culties of key techno logy i n processi ng diff e rent types o f re frac tory iron o res w ere ana l y zed based on autho r s ' research work and producti v e practi ce . The h i gh effi c i ency and l ow consu m p ti on ore dressing techno l og ies su itab le to explo it and utili

5、ze ultra lo w g rade m agne tite , m i cro fine g rained hem atite , si der ite and li m on ite o res were discussed respec tive l y .K eywords U ltra lo w g rade magnetite , M icro fi ne grained he m atite , Sider ite , L i m on ite , L o w consu m pti on exploita ti on and utilizati on鋼鐵工業(yè) 是社 會(huì)發(fā)展

6、的重要 基礎(chǔ) , 1980年到2008年 , 鋼鐵總產(chǎn)量 10多倍的增長支撐了國民生 產(chǎn)總值的持續(xù)穩(wěn)定增長。中國、 歐盟、 美國和日本近 年來發(fā)布的 2020年鋼鐵工業(yè)科技發(fā)展指南也都強(qiáng) 調(diào) , 在可以預(yù)見的相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi) , 鋼鐵仍然是人 類社會(huì)不可替代的功能性、 結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)材料。然而 我國鐵礦資源 貧、 細(xì)、 雜、 散 的品質(zhì)特點(diǎn)及較低的 整體利用水平使國內(nèi)鐵礦石供給量遠(yuǎn)不能滿足我國 鋼鐵工 業(yè)的 發(fā)展。國 產(chǎn)鐵 礦石 雖然 從 2001年的 1. 002億 t 增加到 2008的 3. 803億 , t 2008年在經(jīng)濟(jì) 下滑的情況下 , 仍從國外進(jìn)口了 4. 437億 t 成品鐵 礦

7、石 , 進(jìn)口量比 2007年增長 15. 9%, 對進(jìn)口礦的依 存度高達(dá) 53. 85%。這種鐵礦石資源嚴(yán)重不足的局 面導(dǎo)致近年來進(jìn)口礦價(jià)格飛漲1。在 2005年上漲71. 5%后 , 2006年上漲 19%, 2007年又上漲 9. 5%, 2008年鐵礦石價(jià)格談判中 , 國外主要鐵礦石供應(yīng)商 竟然提出在 2007年礦價(jià)的基礎(chǔ)上再漲 95%的無理 要求 , 可見對進(jìn)口鐵礦石的高度依賴已經(jīng)直接威脅 到國家的經(jīng)濟(jì)安 全。 2020年前是我國完成工業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期 , 也是我國鐵礦資源供應(yīng)最關(guān)鍵、 最困難的時(shí)期。因此 , 依靠科技進(jìn)步 , 加強(qiáng)對超貧磁鐵 礦、 微細(xì)粒貧赤鐵礦、 菱鐵礦、 褐鐵礦

8、的高效低耗綜 合利用研究 , 擴(kuò)大可工業(yè)利用鐵礦資源量 , 保障鐵礦 資源的安全供給 , 是鋼鐵行業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中亟 待解決的問題。1 貧細(xì)雜難選礦的定義及資源特點(diǎn)R. A 威廉斯在 20世紀(jì) 90年代初就定性和定 量地提出了礦石 難選 的概念 , 定義了 3種類型的 難選礦石 : 本質(zhì)上難選 (由于復(fù)雜的礦物組成 、 經(jīng)濟(jì)上難選 (由于為達(dá)到所要求的精礦品位而進(jìn) 行加工處理和對廢物的處理過程帶來的高成本 和 環(huán)保限制難選 (由于處理過程中受到使用化學(xué)物 品的限制或所產(chǎn)生氣相、 固相或液相廢物排放的限 制 。貧 。一般按礦 石需要選礦加 工和不需要選 礦加工來劃分貧、 富礦。能直接入爐冶煉而

9、不需要 選礦加工的鐵礦石統(tǒng)稱富礦 , 澳大利亞將富礦稱為 DSO 礦 (D irect Shipping O re, 一般 TFe 品位 62%以 上。需要選礦加工的鐵礦石統(tǒng)稱為貧礦。最近河北 省頒布了 #超貧磁鐵礦勘查技術(shù)規(guī)程 (暫行 , 將邊 界品位 <20%的磁鐵礦 , 統(tǒng)稱超貧磁鐵礦。中國可 工業(yè)利用鐵礦石指標(biāo)見表 1。表 1 我國可工業(yè)利用鐵礦石指標(biāo) %礦石類型 邊 界 品 位 工 業(yè) 品 位磁鐵礦 TFe %20, mFe %15TFe %25, mFe %20赤鐵礦 TFe %25TFe %25菱鐵礦 TFe %20TFe %25褐鐵礦 TFe %25TFe %25細(xì) 。指

10、的是有用礦物嵌布粒度細(xì) , 通常將磨 細(xì)到 450 m 時(shí) 鐵礦物的單 體解離度 才能達(dá)到 90%以上的赤鐵礦和磨細(xì)到 300 m 時(shí)鐵礦物的 單體解離度才能達(dá)到 90%以上的磁鐵礦稱為微細(xì) 粒鐵礦。雜 。指 的是礦 石組分 雜 , 金屬 礦物種 類較 多 , 礦石含雜質(zhì)較多。我國多組分共 (伴 生鐵礦石 儲量占總儲量的三分之一 , 典型礦床有攀枝花鐵礦、 白云鄂博鐵 礦、 大冶 鐵礦等 , 共 (伴 生組分 有釩、 鈦、 稀土、 銅等。中國現(xiàn)行的勘查規(guī)范規(guī)定 , 圈定磁 鐵礦礦體、 釩鈦磁鐵礦礦體及菱鐵礦礦體的邊界品 位均為 TFe20%, 而圈定赤鐵礦礦體、 褐鐵礦礦體和 鏡鐵礦礦體的邊界

11、品位均為 TFe25%。低于邊界品 位的鐵礦都叫超貧鐵礦。我國上百億噸菱鐵礦、 褐鐵礦、 微細(xì)粒礦及鮞狀 赤鐵礦等復(fù)雜難選氧化鐵礦石因開發(fā)利用技術(shù)水平 限制而難以工業(yè)利用。應(yīng)該說菱鐵礦、 褐鐵礦、 鮞狀 赤鐵礦、 礦石組分復(fù)雜的共 (伴 生鐵礦石、 超微細(xì) 粒嵌布礦 (如湖南湘西南地區(qū)的江口式鐵 礦 均屬 于本質(zhì)上難選的鐵礦。而低品位礦、 微細(xì)粒鐵礦則 屬于經(jīng)濟(jì)上難選的范疇。2 超貧磁鐵礦選礦2. 1 超貧磁鐵礦的開采現(xiàn)狀我國超貧磁鐵礦資源以河北、 遼寧等地居多 , 河 北省 TFe 含量在 10%20%之間的超貧磁鐵礦查 明資源儲量 5. 5&109, t 預(yù)測資源儲量接近 1. 1

12、0& 1010; t 遼寧省超貧磁鐵礦 資源總量預(yù)計(jì)為 1. 07& 1010t 。 全國其他地區(qū)也廣泛分布有這類可利用的 超貧鐵礦資源 , 如河南、 山東也有這類鐵礦在開發(fā)利 用 2。目前超貧磁鐵礦資源主要在河北北部 (如承 德地區(qū) 大規(guī)模開采利用。河北省超貧磁鐵礦資源的開發(fā)利用始于 1999年 , 承德京城礦業(yè)集團(tuán)有限公司在承德市寬城滿族 自治縣孤山子一帶對基性 -超基性雜巖體中的含鐵 超基性巖進(jìn)行開發(fā) , 通過磁選工藝 , 回收巖體中的磁 性鐵 , 選出的鐵精礦品位 TFe 65%左右 , 選礦比為 8 10。由于該類含鐵巖石易采、 易碎、 易磨、 易選 , 采 選生產(chǎn)成

13、本較低 , 取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨后 , 承 德大寶、 大山、 遠(yuǎn)通等礦業(yè)公司相繼在寬城孤山子一 帶投資勘查 , 建立 選礦廠 , 開 發(fā)利用超貧磁 鐵礦資 源。截至 2005年底 , 僅承德市就有釩鈦磁鐵礦礦山 81家 , 選廠 48家 , 年生產(chǎn)鐵精粉超過 1. 0&107, t 已 成為河北省鐵礦產(chǎn)品的一個(gè)重要來源 3。2. 2 超貧磁鐵礦的選礦技術(shù)要點(diǎn)相對于達(dá)到工業(yè)品位的磁鐵礦選礦而言 , 制約 超貧磁鐵礦利用的關(guān)鍵在于原礦品位低 , 選比大 , 開 采利用成本高 , 因而所有的選礦工作都圍繞著多碎 少磨、 能收早收、 能丟早丟以及節(jié)能降耗、 減少生產(chǎn) 成本而展開。(1 采用

14、高效設(shè)備實(shí)現(xiàn)多碎少磨。破碎磨礦能 耗占整個(gè)選礦廠能耗的 50%以上 , 而磨礦的能耗又 占整個(gè)碎磨作業(yè)的 70%以上 , 因此 多碎少磨 一直 是選礦工作的基本原則。目前實(shí)現(xiàn)多碎少磨的關(guān)鍵 仍然是采用高效破碎設(shè)備 , 其中最值得一提的是德 國洪堡公司的高效輥壓技術(shù)和湖南深湘公司的柱磨 技術(shù) , 上述 2種設(shè)備均可以將中碎產(chǎn)品破碎到 50 mm 甚至 30mm , 不僅大幅度降低了入磨細(xì)度 , 輥 壓技術(shù)在破碎過程中因擠壓而形成的礦石結(jié)構(gòu)中的 裂隙還有利于磨礦。(2 粗粒濕式 拋尾技術(shù)。能 丟早丟 , 即 從破碎 作業(yè)開始 , 就在可能的作業(yè)進(jìn)行由粗粒到細(xì)粒的階 段拋尾 , 國內(nèi)外大部分磁鐵礦選

15、礦廠均采用粗粒干 式磁選拋尾的方法 , 在原礦入磨前拋棄大量尾礦來 達(dá)到提高分選設(shè)備處理能力、 提高入選品位并降低 生產(chǎn)成本的目的。但由于細(xì)粉礦的影響 , 無論是粗 粒還是細(xì)粒干式拋尾 , 多數(shù)存在拋尾量少 , 品位提高 幅度有限 , 磁性鐵損失卻較大等問題 , 尤其是在氣候 潮濕的南方或者北方多雨季節(jié) , 中細(xì)粒干式拋尾效 果差的現(xiàn)象尤其突出。但采用高效輥壓技術(shù)將礦石 破碎到 100mm 后再采用濕式粗粒拋尾設(shè)備 , 卻 可顯著提高入選品位 , 且磁性鐵損失極少 , 如甘肅山 丹鐵礦、 馬鞍山某 鐵礦 4和北京 建龍承德鐵礦 , 首56總第 407期 金 屬 礦 山 2010年第 5期先采用

16、 Z M J900S 柱磨機(jī)超細(xì)碎 , 將粒度為 30mm 的 中碎產(chǎn)品破碎到 5mm 以下 , 采用長沙礦冶研究院 開發(fā)的粗粒磁選設(shè)備進(jìn)行了干式和濕式拋尾的對比 試驗(yàn) , 試驗(yàn)結(jié)果見表 2表 4。由表 2和表 3可見濕 式 拋 尾 不 僅拋 尾 量 大 , 而 且 將 入 選 品 位 分別 從 12. 53%提高到 40. 33%, 24. 27%提高到 56. 67%, 與相同條件下的干式拋尾結(jié)果相比 , 拋尾產(chǎn)率高出 13. 348. 78個(gè)百分點(diǎn) , 品位提高 12. 9013. 37個(gè) 百分點(diǎn)。表 2 山丹鐵礦原礦干 、 濕式弱磁選機(jī)粗粒拋尾試驗(yàn)結(jié)果粗粒拋尾設(shè)備 粒 級/mm產(chǎn) 品產(chǎn)

17、 率/%TFe 品位/%TFe 回收 率 /%400mm &400mm 干式永磁筒式弱磁選機(jī)-5 400mm &300mm濕式電磁筒式 弱磁選機(jī) -5粗精礦 33. 5027. 4372. 42尾 礦 66. 505. 2727. 58原 礦 100. 0012. 69100. 00粗精礦 20. 1640. 3364. 88尾 礦 79. 845. 5135. 12原 礦 100. 0012. 53100. 00表 3 馬鞍山某鐵礦干 、 濕式弱磁選機(jī)粗粒拋尾試驗(yàn)結(jié)果粗粒拋 尾設(shè)備 粒 級/mm磁場強(qiáng)度/(kA /m 產(chǎn) 品產(chǎn) 率/%TFe 品位/%TFe 回 收率 /%干式

18、弱磁 選-5111濕 式 弱磁選 -5107粗精礦 39. 9843. 3075. 29尾 礦 60. 029. 4624. 71原 礦 100. 0022. 99100. 00粗精礦 31. 2056. 6772. 85尾 礦 68. 809. 5827. 15原 礦 100. 0024. 27100. 00表 4 北京建龍承德鐵礦濕式弱磁選機(jī)粗粒拋尾試驗(yàn)結(jié)果粗粒拋尾 設(shè) 備 粒 級/mm磁場強(qiáng)度/(kA/m產(chǎn) 品產(chǎn) 率/%TFe品 位/%TFe 回收率 /%400mm &300mm 濕式電磁弱磁筒式磁選機(jī)-5107 -3107 粗精礦 64. 8538. 4693. 34尾 礦 3

19、5. 155. 076. 66原 礦 100. 0026. 72100. 00粗精礦 64. 1038. 7293. 16尾 礦 35. 905. 066. 84原 礦 100. 0026. 64100. 003 微細(xì)粒貧赤鐵礦選礦3. 1 微細(xì)粒貧赤鐵礦的工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀根據(jù)磁分離效果 , 常把 740 m 的赤鐵礦和 560 m 的磁鐵礦稱為細(xì)粒鐵礦 , 而將 450 m 的赤鐵礦和 300 m 的磁鐵礦稱為微細(xì)粒鐵礦。 鐵品位 (TFe 小于 25%, 細(xì)磨到 30 m 以下時(shí)鐵礦 物單體解離度才能達(dá)到 95%以上 的赤鐵礦稱為微 細(xì)粒貧赤鐵礦。目前工業(yè)生產(chǎn)中回收細(xì)粒貧磁赤鐵 礦的經(jīng)典流程是

20、弱磁選 ! 強(qiáng)磁選 ! 反浮選流程 , 我 國鞍山式貧赤鐵礦都采用這一流程 , 技術(shù)指標(biāo)較好。 但在工業(yè)生產(chǎn)中穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備強(qiáng)磁機(jī)最高磁 感應(yīng)強(qiáng)度在 1. 5T 左右 , 多數(shù)在 11. 2T , 這種磁場 強(qiáng)度的強(qiáng)磁選設(shè)備對粒 度小于 30 m 微細(xì)粒赤鐵 礦的回收率不到 40%。目前在工 業(yè)生產(chǎn)的微細(xì)粒 赤鐵礦山是磨礦粒度 80%為 22 m 的湖南祁東鐵 礦 , 該礦采用長沙礦冶研究院推薦的絮凝脫泥 ! 反 浮選工藝流程建成的 30萬 t/a處理量的選礦廠 , 在 原礦品位 TFe 32. 46%的條件下 , 得到鐵精 礦產(chǎn)率 35. 33%, 鐵精礦品位 63. 02%, 鐵回收率

21、 68. 59%的 工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)。3. 2 高效回收微細(xì)粒貧赤鐵礦的關(guān)鍵技術(shù)低成本開發(fā)微細(xì)粒赤鐵礦 , 選礦技術(shù)方面的工 作仍然是圍繞著能丟早丟 , 能收早收 , 最大限度提高 效率 , 節(jié)約成本而進(jìn)行的 , 除了要重視多碎少磨 , 階 段磨選外 , 還有如下 3個(gè)方面的工作應(yīng)引起重視。 (1 選擇性高效磨礦技術(shù)。磨不細(xì)與過磨現(xiàn)象 并存是微細(xì)粒選礦技術(shù)中最突出的問題 , 有針對性 地磨礦并在第一時(shí)間將已經(jīng)磨好的合格粒級礦石高 效分級出來 , 是減少過磨 , 提高選礦效率最關(guān)鍵的環(huán) 節(jié)。世界著名選礦學(xué)者 A. F . 塔加爾特曾明確指出 : 磨礦的功用和目的依其所磨原料的不同 而不同。 在選礦廠

22、主要的任務(wù)是將礦物原料粉碎 , 以使有用 礦物大部分得以從脈石中解離出來 , 并在許多情況 下使兩種有用礦物互相分離開來 ; 其次一個(gè)任務(wù)是 將單體的有用礦物依其粒度的必要縮小程度 , 將粒 度減小 , 以使它們在下一 個(gè)選礦過程中 (如浮選過 程 得以有不同的性態(tài)表現(xiàn) 5?？梢?, A. F . 塔加爾 特把解離礦物列為磨礦的主要任務(wù)及首要任務(wù) , 而 減小粒度僅列為其次的任務(wù)。我國著名磨礦專家李 啟衡教授指出 碎礦和磨礦就是為選別準(zhǔn)備好解離 充分但過粉碎輕的入選物料 , 這就是碎礦和磨礦的 基本任務(wù) 。 機(jī)械地靠減小礦粒尺寸來提高解離度 , 必然造成解離不夠和過粉碎并存的現(xiàn)象。但如果能 使

23、礦物沿礦物間的接觸面選擇性解離 , 則可以使礦 物充分解離并顯著放粗磨礦細(xì)度?？梢?, 使鐵礦物 充分單體解離卻不過粉碎 , 使有利于分選的有效粒 級含量最大化是微細(xì)粒嵌布鐵礦及褐鐵礦選礦中要 解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。但目前大家普遍關(guān)注磨礦細(xì) 度卻很少從追求充分解離下的有效分選粒度著手研 陳 雯 :貧細(xì)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)展 2010年第 5期究磨礦技術(shù) , 因而在礦山工作中形成充分解離比磨 礦細(xì)度更加重要的意識是推進(jìn)選擇性磨礦實(shí)施的前 提 6。實(shí)踐證明 選擇性磨礦由于在 提高有用礦物 單體解離度的前提下能有效放粗磨礦細(xì)度 , 減少過 粉碎 , 從而可優(yōu)化入選物料礦物組成 , 達(dá)到品位和回 收率

24、雙提高的目的。(2 超細(xì)磨技術(shù)。超細(xì)磨礦成本高是制約微細(xì) 粒貧赤鐵礦開發(fā)利用的關(guān)鍵因素。采用普通球磨機(jī) 磨礦 , 隨著磨礦細(xì)度的增加 , 新生合格粒級含量顯著 減少 , 而單位磨礦能耗成倍增加。當(dāng)磨礦細(xì)度要求 20 m 占 80%以下時(shí) , 塔磨機(jī)、 攪拌磨機(jī)和 I SA 磨機(jī) 均是很好的選擇。據(jù)資料介紹 , 在某黃鐵礦精礦再 磨時(shí) , 當(dāng)達(dá)到磨礦細(xì)度 12 m 占 80%時(shí) , 球磨機(jī) (球 介質(zhì)直徑 9mm 需要超過 120k W h /t 的電耗 , 而 I SA 磨機(jī) (介質(zhì)直徑 2mm 僅需要 40k W h /, t 節(jié)能 效果顯著。但盡管塔磨機(jī)、 ISA 磨等超細(xì)磨設(shè)備已 經(jīng)在很

25、多大型鐵礦應(yīng)用 , 但較高的設(shè)備價(jià)格及 ISA 磨近期難以在中國市場應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)制約了其在國內(nèi) 鐵礦山尤其是中小礦山的應(yīng)用。對鐵礦物嵌布粒度 微細(xì)的中小鐵礦山而言 , 長沙礦冶研究院開發(fā)的立 式攪拌磨作為最終細(xì)磨設(shè)備是較好的選擇。與球磨 機(jī)相比 , 立 式攪拌磨用于 產(chǎn)品細(xì)度要 求為 4020 m 的磨礦 , 能耗減少 70%。立式磨礦機(jī)已經(jīng)能達(dá) 到 5 m 的磨礦粒度下限。目前立式攪拌磨已在非 金屬和有色金屬磨礦中使用了 60多臺 , 在給礦細(xì)度 為 180 m 占 80%時(shí) , 磨 礦 細(xì) 度 達(dá) 到 20 m 占 80%, 效果顯著。如湖南柿竹園有色金屬礦鐵精礦 的再磨再選 , 過去多年來

26、都是采用普通臥式球磨機(jī) , 磨礦粒度一直都是 -43 m 占 60%, 鐵品位在 53% 55%之間 , 磨礦細(xì)度達(dá)不到 , 鐵精礦品位不能提 高。經(jīng)過多次試驗(yàn) , 柿竹園有色金屬礦鐵精礦再磨 設(shè)備采用長沙礦冶研究院研制的立式螺旋攪拌磨礦 機(jī)。從 2005年開始在柿竹園有色金屬礦尾礦回收 鐵精 礦 生 產(chǎn) 線 上 應(yīng) 用 , 磨 礦 粒度 -38 m 達(dá) 到 95. 10%, 鐵精礦品位達(dá)到 65%以上 , 提高了鐵精礦 品位 , 經(jīng)濟(jì)效益顯著。(3 強(qiáng)磁選技術(shù)。強(qiáng)磁選設(shè)備是回收赤鐵礦的 關(guān)鍵設(shè)備 , 但強(qiáng)磁選設(shè)備回收鐵礦物時(shí) -30 m 的 微細(xì)粒赤 鐵礦流 失嚴(yán)重 , 細(xì) 粒鐵 礦物 回收

27、率 不到 30%的問題始終無法解決。 2008年以來 , 長沙礦冶 研究院采用新型高效 Z H 型組合式濕式強(qiáng)磁選機(jī) 作為回收微細(xì)粒弱磁性赤 (褐 鐵礦的關(guān)鍵設(shè)備 , 取 得了滿意效果。該機(jī)采用隔粗篩加三道分選盤式結(jié) 構(gòu) , 前置專門配套的隔粗裝置隔除礦漿中粗渣 , 分選 主體采用梯度高達(dá) 1. 0T 的多層感應(yīng)磁極介質(zhì)及三 盤對應(yīng)的介質(zhì)參數(shù) , 形成上盤 0. 10. 3T 磁感應(yīng)強(qiáng) 度的弱磁選體系 , 以回收少量強(qiáng)磁性的 Fe 3O 4, 中盤 是 11. 5T 磁感應(yīng)強(qiáng)度的中磁選體系 , 用于回收中 粗粒級赤鐵礦及假象赤鐵礦 , 下盤磁感應(yīng)強(qiáng)度高達(dá) 1. 71. 8T, 對于回收微細(xì)粒赤

28、鐵礦及易泥化的褐 鐵礦極其有效。這種設(shè)備相對于目前工業(yè)上常用的 Shp 仿瓊斯強(qiáng)磁選機(jī)和 SLon 強(qiáng)磁選機(jī) , 由于下盤磁 感應(yīng)強(qiáng)度高出 0. 8T, 鐵回收率要高出 10個(gè)百分點(diǎn) 以上 , 且由于對不同磁性的鐵礦物分階段選別 , 大幅 度減少了磁性夾雜 , 某些赤褐鐵礦選礦廠使用該設(shè) 備甚至實(shí)現(xiàn)全磁選流程將鐵精 礦品位提高到 65%以上 , 而傳統(tǒng)的磁選機(jī)由于只有一種磁場強(qiáng)度 , 磁夾 雜嚴(yán)重 , 磁選鐵精礦品位只能提高到 43%47%, 必須采用浮選進(jìn)一步選別才能得到 65%以上品位 的鐵精礦。 Z H 型強(qiáng)磁選設(shè)備比單一功能的磁選 機(jī)功能強(qiáng) , 操作簡易 , 占地少 , 電耗少。由于前

29、端隔 粗和隔磁 , 完全消除了粗雜碎屑物堵塞和磁性堵塞 , 分選暢通無阻 , 強(qiáng)磁分段磁選效果十分明顯 , 具有很 好且更廣泛的實(shí)用性。(4 細(xì)粒浮選技術(shù)及高效浮選藥劑。自鞍鋼礦 業(yè)公司東鞍山燒結(jié)廠于 1958年開始采用浮選分選 鐵礦石以來 , 我國氧化鐵礦石選礦技術(shù)已經(jīng)取得長 足進(jìn)步 , 尤其是在國家 十五 科技攻關(guān)的 支持下 , 鞍山式磁、 赤鐵礦選礦技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平 , 長沙礦冶研究院張涇生教授開創(chuàng)并成功應(yīng)用于鞍鋼 調(diào)軍臺選礦廠的弱磁選 ! 強(qiáng)磁選 ! 陰離子反浮選工 藝流程已成為此類礦石的經(jīng)典流程 , 在我國大中型 鐵礦山選礦廠如鞍鋼齊大山選礦廠、 調(diào)軍臺選礦廠、 弓長嶺選礦廠

30、、 太鋼尖山鐵礦、 唐鋼司家營鐵礦、 安 鋼舞陽鐵礦廣泛推廣應(yīng)用 7 8。伴隨該工藝流程而 開發(fā)的 Na OH 、 苛化淀粉、 石灰和脂肪酸類捕收劑也 成為經(jīng)典的藥劑制度而沿用至今 , 雖然各研究院所 及企業(yè)在陰離子捕收劑種類上推陳出新、 百家爭鳴 , 但 20多年來始終沒有超越該工藝流程開發(fā)之初所 確立的原則工藝流程、 4種反浮選藥劑、 30(以上的 浮選溫度等關(guān)鍵技術(shù)根本。為了解決微細(xì)粒鐵礦浮 選效果差 , 尾礦夾帶嚴(yán)重影響精礦質(zhì)量的問題 , 長沙 礦冶研究院以太鋼袁家村鐵礦、 湖南祁東鐵礦等典 型的微細(xì)粒鐵礦為研究對象 , 進(jìn)行了以減少礦泥干 擾 , 提高鐵精礦質(zhì)量 , 同時(shí)降低浮選成本

31、為目標(biāo)的新 藥劑開發(fā) , 研制的新型陰離子浮選藥劑成功實(shí)現(xiàn)了58總第 407期 金 屬 礦 山 2010年第 5期兩種浮選藥劑 (調(diào)整劑和捕收劑 , 常溫 (15( 浮 選的目標(biāo) , 該藥劑已經(jīng)完成了工業(yè)試用 , 結(jié)果理想。 4 菱鐵礦和褐鐵礦選礦4. 1 菱鐵礦和褐鐵礦礦石特點(diǎn) 9菱鐵礦 (S i d erite 。 純菱鐵礦 (Fe CO 3 理論含鐵 品位 48. 27%, 但由于經(jīng)常與 M n 2+、 M g 2+等形成類 質(zhì)同象礦物 (如鎂菱鐵礦、 錳菱鐵礦、 鎂錳菱鐵礦 , 因此其純礦物含鐵品位常在 43. 47%48. 20%范 圍內(nèi)波動(dòng) ; 菱 鐵 礦的 比磁 化 系數(shù) 為 (

32、35150 & 10-9m 3/Kg, 其磁性較鏡鐵礦和赤鐵礦弱 , 較褐鐵礦 強(qiáng) ; 菱鐵礦密度較小 , 常為 (3. 73. 9 &103kg /m3, 莫氏硬度 3. 54. 5, 易于泥化 ; 其表面零電點(diǎn)為 pH =7. 3, 可浮性類似于赤鐵礦 ; 菱鐵礦在不通入空氣 的條件下采用中性焙燒 , 可分解為磁鐵礦。由于鐵 品位低、 分解耗熱大、 易粉化、 強(qiáng)度差等特點(diǎn) , 不宜直 接供高爐煉鐵或作為燒結(jié)用料。褐鐵礦 (Li m on ite 。褐鐵礦 (mFe 2O 3 n H 2O 是一系列含水的氫氧化鐵及泥質(zhì)物的統(tǒng)稱 , 包括針 鐵礦 (Fe O (OH 、 水針鐵

33、礦 (Fe O (OH n H 2O 、 纖 鐵 礦 (Fe O (OH 、 水 纖 鐵 礦 (Fe O(OH n H 2O 、 水赤鐵礦 (2Fe 2O 3 H 2O 等。 由于褐鐵礦并不具有固定化學(xué)組成 , 而是若干種礦 物的混合物 , 因此褐鐵礦的含鐵量并不固定 , 其范圍 為 48%62. 9%。硬度 1. 05. 5, 密度 3. 04. 2 g /cm 3, 比磁化系數(shù) (2080 &10-6m 3/kg。外表顏 色一般為黃褐色、 暗褐色或黑色。褐鐵礦的密度、 比 磁化系數(shù)等 物理性 能與主 要脈石 礦物石 英 (密度 2. 65g /cm 3, 比磁 化系 數(shù) 10&am

34、p;10-6m 3/kg非 常接 近 , 表面泥化嚴(yán)重 , 疏水性差。同時(shí) , 由于褐鐵礦成 因復(fù)雜 , 磁性相對較弱、 粒度粗細(xì)不均勻、 磨礦過程 中易泥化等特點(diǎn) , 致使褐鐵礦選礦難度相當(dāng)大。由 于褐鐵礦中富含結(jié)晶水 , 理論品位低 , 因此采用物理 選礦方法 , 鐵精礦品位很 難達(dá)到 60%, 但與菱鐵礦 相同 , 焙燒后因燒失較大而使鐵精礦品位大幅度提 高 , 但因褐鐵礦在磨礦過程中極易泥化 , 流失嚴(yán)重 , 難以獲得較高的金屬回收率。4. 2 菱鐵礦和褐鐵礦選礦方法典型的菱鐵礦和褐鐵礦選礦工藝包括 :(1 單一重 選工 藝。因 褐鐵 礦礦 物密度 變化 大 , 鐵回收率低 , 資源浪

35、費(fèi)嚴(yán)重。(2 單一濕式強(qiáng)磁選工藝。對細(xì)粒級礦泥選別 效果較差。(3 單一浮選工藝。包括正浮選和 反浮選 , 重 點(diǎn)需解決的問題是細(xì)粒級礦泥的影響。(4 選擇性絮 凝浮選。借助 淀粉、 腐殖 酸鹽等 對褐鐵礦的選擇性絮凝作用 , 再通過脫泥或反浮選 除硅酸鹽礦物。由于礦種復(fù)雜 , 資源品質(zhì)差 , 雖然很 多企業(yè)進(jìn)行過各種菱鐵礦、 褐鐵礦選礦的研究工作 甚至生產(chǎn)嘗試 , 但很少有大規(guī) 模工業(yè)應(yīng)用的實(shí) 例。 少數(shù)褐鐵礦礦山采用簡單的洗礦作業(yè)后直接銷售。 如廣東大寶山褐鐵礦的選礦 設(shè)計(jì)流程為破碎 ! 篩 洗 ! 槽洗 , 原礦鐵品 位 47%48%, 可獲得 鐵品位 55%左右的塊礦 (1040mm

36、及鐵品位 46%左右 的粉礦 (100mm , 水洗尾泥鐵品位 38%左右 , 損 失產(chǎn)率 18%左右。近年來 , 長沙礦冶研究院等單位 開始進(jìn)行菱鐵礦、 褐鐵礦的深選 工作 , 大量 實(shí)踐表 明 , 對褐鐵礦選礦而言 , 焙燒磁選和絮凝脫泥 ! 浮選 是回收褐鐵礦的最有效的途徑 ; 對菱鐵礦選礦而言 , 焙燒磁選是唯一適用的技術(shù)。如湖南祁東鐵礦是典 型的微細(xì)粒嵌布的赤褐鐵礦 , 必須細(xì)磨到 22 m 占 80%鐵礦物才能基本解離 , 長沙礦冶研究院采用絮 凝脫泥 ! 浮選工藝 , 在工業(yè)生產(chǎn)中取得了鐵精礦品 位 63. 02%, 鐵回收率 68. 59%的優(yōu)良指標(biāo)。陜西大 西溝鐵礦是典型的菱

37、褐鐵礦共生礦床 , 采用磁化焙 燒 ! 磁選 ! 反浮選工藝流程 , 在工業(yè)生產(chǎn)中取得了 鐵精礦 TFe 品位 60. 63%, 全鐵回收率 75. 42%的技 術(shù)指標(biāo)。4. 3 菱鐵礦和褐鐵礦選礦關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)焙燒磁選是高效回收菱鐵礦、 褐鐵礦最有效的 方法 , 但一些制約生產(chǎn)順行的關(guān)鍵技術(shù)問題必須引 起擬開發(fā)該類型礦石的企業(yè)的重視。(1 回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的問題?；剞D(zhuǎn)窯結(jié)圈導(dǎo)致生產(chǎn) 不順行 , 勞動(dòng)生產(chǎn)率低。采用煤基回轉(zhuǎn)窯對菱、 褐鐵 礦進(jìn)行磁化焙燒過程中 , 焙燒系統(tǒng)中 Fe O 含量高 , Fe O 很容易與大量來源于細(xì)粉料及煤灰中的硅、 鋁 反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的硅 (鋁 酸鐵 (檢測結(jié)果表明 ,

38、煤 的灰熔點(diǎn) 1210(, Fe O 存在時(shí) , 灰熔點(diǎn)溫度降幅甚 至高達(dá) 220(, 入窯粉料多的現(xiàn)實(shí)致使回轉(zhuǎn)窯結(jié) 圈的機(jī)率顯著增加 ; 而回轉(zhuǎn)窯焙燒生產(chǎn)不順行 , 勞動(dòng) 生產(chǎn)率低下是影響生產(chǎn)成本的主要因素。(2 人工磁鐵礦磁選的問題。人工磁鐵礦雖然 較赤褐鐵礦磁性強(qiáng) , 但因其比磁化系數(shù)低 , 矯頑力高 (見表 5, 剩磁使得礦漿內(nèi)產(chǎn)生大量絮團(tuán)狀、 枝鏈狀 磁團(tuán)聚顆粒 , 影響 礦漿正常分級 , 相對于天 然磁鐵 礦 , 不僅磨礦分級效率低 , 而且磁選效果也較差 , 目 (下轉(zhuǎn)第 80頁 陳 雯 :貧細(xì)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)展 2010年第 5期總第 407期 金 屬 礦 山 2010年

39、第 5期 5 結(jié) 語 的較理想指標(biāo)。 ( 4 磁場通過及時(shí) 補(bǔ)充硫化礦粒表面的 Fe 2+ 2+ 吸附量, 以及促進(jìn) Cu 、 擴(kuò)散速度加快, 脫離硫 Fe 化礦粒表面, 進(jìn)而促進(jìn)了硫化礦的浸出, 也促進(jìn)了金 的浸出。 參 1 2 3+ ( 1 試驗(yàn)礦石中金屬礦物以黃銅礦、 黃鐵礦為 主, 脈石礦物以石英、 絹云母為主。脈石礦物粒度最 粗, 黃鐵礦居中, 銅礦物較細(xì)。 ( 2 銅礦物 是金的主 要載體, 其次是 黃鐵礦。 綜合銅礦物含金占原礦金分 布率的 63 12 , 純黃 . % 鐵礦含金占原礦金分布率的 22. 86 , 脈石中金的 % 分布率不到 15 。 0 037 0 01 mm

40、細(xì)粒金及 0 01 % . . . 0 005 mm 微 細(xì) 粒 金 占 多 數(shù), 兩 粒 級 含 量 達(dá) . 88. 63 ; 小于 0 005 mm 超顯微 金也 占有一 定比 % . 例, 占 8 61 。 . % ( 3 常規(guī)硫脲浸出條件下金浸出率僅 48 71 , . % 金精礦細(xì)菌預(yù)處理后金浸出率得以大幅度提高。富 氧細(xì)菌預(yù)處理金浸出率達(dá) 91 67 。在低氧細(xì)菌預(yù) . % 處理浸出過程中添加磁場的試驗(yàn)表明, 磁場對細(xì)菌 預(yù)處理有明顯的促進(jìn)作用, 達(dá)到了金浸出率 91 72 . % ( 上接第 59頁 前用于處理天然磁鐵礦的磁選設(shè)備難以適應(yīng)人工磁 鐵礦的分選, 相對于開放式磁系的常規(guī)滾筒磁選機(jī) 而言, 閉合磁路的磁選設(shè)備更適用。 表 5 天然磁鐵礦與焙燒礦的磁性比較 礦石名稱 人工磁鐵礦 東鞍山磁鐵礦 齊大山磁鐵礦 比磁化強(qiáng)度 矯頑力 H c / ( 10- 4 t / g / ( kA /m 19 14. 5 22 22. 28 10. 92 12. 90 比磁化系數(shù) X max / ( cm / g 0 049 . 0 071 . 0 088 . 3 考 文 獻(xiàn) 路殿坤, 劉大星, 蔣開喜, 等. 硫化礦物細(xì)菌氧 化機(jī)