鐵礦資源回收與尾礦綜合利用

..鐵礦資源回收與尾礦綜合利用目前,國內(nèi)磁鐵礦石平均選礦比在2.6左右、尾礦量約占金屬礦產(chǎn)尾礦總量的50%。因此,有必要深入研究和探討如何提高鐵礦資源選礦回收率、綜合利用鐵礦尾礦,保護自然環(huán)境。1鐵礦資源儲量及供需狀況1.1資源儲量狀況截至20XX底,我國保有鐵礦產(chǎn)地1995處,保有資源儲量578.72億t,其中基礎儲量213.57億t、儲量118.36億t。我國的鐵礦資源中,貧礦、難采、難選礦占有比例大,平均品位只有32.67%左右,低于世界平均品位11個百分點。截至20XX底,XX省查明鐵礦產(chǎn)地85處,累計查明資源儲量22.27億t,保有資源儲量約20.5億t,其中保有經(jīng)濟的基礎儲量8.74億t、儲量5.4億t,貧鐵礦占有比例60%。在當前經(jīng)濟技術(shù)條件下,我國的鐵礦資源找礦前景不大,所以必須充分利用現(xiàn)有的鐵礦資源。1.2鐵礦石供需狀況隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,鋼鐵產(chǎn)量不斷提高,20XX我國生鐵、鋼、鋼材產(chǎn)量分別達到2.02億t、2.20億t、2.36億t,自產(chǎn)鐵礦石原礦2.61億t,成品鐵礦石自給率50%左右,進口鐵礦石1.48億t,占世界鐵礦石海運貿(mào)易總量的28%。近年來,XX省冶金工業(yè)也保持了高速發(fā)展,隨著鋼鐵產(chǎn)量的增長,鐵礦石供需矛盾日益突出,20XX全省成品鐵礦石需求量達2100多萬t,而省內(nèi)74家鐵礦山的原礦產(chǎn)量為993.5萬t、成品礦產(chǎn)量603.53萬t,鐵礦石自給率30%左右,低于全國平均水平。2XX鐵礦資源回收及尾礦利用情況2.1資源儲量及生產(chǎn)情況XX省現(xiàn)有省屬以上鐵礦山8家,其中中央企業(yè)1家。20XX度完成采掘〔剝總量1009萬t,原礦產(chǎn)量620.4萬t,成品礦產(chǎn)量332.5萬t〔其中鐵精礦產(chǎn)量294.1萬t。截至20XX底開采礦區(qū)19處,占全省查明礦區(qū)總數(shù)的22%,保有資源儲量461億t、基礎儲量3.61億t、儲量2.49億t。2.2選礦工藝8家鐵礦山中,7家礦山建有選礦廠10處,共有各種型號鄂式破碎機20臺、自磨機3臺、錘式破碎機5臺、圓錐破碎機9臺、球磨機44臺、磁選機68臺。原礦處理能力662萬t/a,20XX實際處理原礦644萬t〔不含萊礦溫石埠、馬莊小選廠。各選廠工藝狀況見表1。表1XX省省屬以上鐵礦山選礦工藝狀況選廠選廠名稱原礦年處理能力/萬t選礦工藝中碎、細碎方式入磨粒度/mm磨礦段數(shù)/段入選粒度

〔-0.074mm的比例/%磁選/段魯中公司210磁-浮自磨機12160%3金嶺鐵礦100浮-磁錘式12170%3萊礦馬莊60磁-浮鄂式、錘式10280%3萊礦業(yè)莊15磁-重-浮圓錐14160%2萊礦溫石埠5磁選錘式12160%1萊礦馬莊小選廠12磁選圓錐22鋼城礦業(yè)50浮-磁錘式10160%2魯南礦業(yè)100磁-重-反浮圓錐14390%6石門鐵礦70磁選圓錐160%2劉嶺鐵礦40磁選錘式、圓錐22

2.3主要指標完成情況及尾礦產(chǎn)出量20XX度,XX省省屬以上礦山平均入選原礦品位34.88%、入磨礦石品位40.22%、精礦品位65.27%、尾礦品位13.4%〔見表2。合計尾礦產(chǎn)出量近260萬t,其中用于地下采空區(qū)和露天采坑充填的尾礦量65萬t、堆存量195萬t。20XX底,累計產(chǎn)出尾礦量3350萬t,尾礦庫占地面積1.33km2。表220XXXX省屬以上鐵礦山選礦主要技術(shù)指標選廠名稱入磨品位/%精礦品位/%尾礦品位/%選礦回收率/%尾礦量/萬t魯中公司37.9963.8213.3878.72100.1金嶺鐵礦48.0865.936.0194.332.9萊礦馬莊47.7865.4812.5481.918.07萊礦業(yè)莊49.9165.5115.9781.985.65鋼城礦業(yè)53.9266.149.6893.927.95魯南礦業(yè)33.5767.0716.0368.6547.2石門鐵礦30.2365.0018.865032劉嶺鐵礦25.0066.1912.0060.115.72平均〔合計40.2265.2713.4079.04259.6注：因萊礦溫石埠選廠、馬莊小選廠加工外購礦石,產(chǎn)量少、指標不穩(wěn)定,未參加計算。2.4主要成績第一,在磨前濕式磁選工藝研究應用方面取得了顯著成績。在粗、中碎后干式磁選拋尾15%的基礎上,推廣了威海鑫山冶金公司鐵礦開發(fā)的磨前濕式磁選技術(shù),經(jīng)XX鋼城礦業(yè)公司等3個礦山的生產(chǎn)實踐,成效顯著,平均可減少磨礦量近7%,年降低磨礦成本300多萬元〔見表3。表3磨前濕式磁選效果%選廠名稱地質(zhì)品位選后品位提高品位

〔百分點拋尾比率備注金嶺鐵礦50.8548.083.077.1220XX度指標萊礦馬莊46.5050.005.0010.0020XX上半年指標鋼城礦業(yè)54.0353.921.012.1420XX度指標平均3.126.86第二,在尾礦再選方面做了許多工作,并取得了明顯成效。魯中冶金礦業(yè)集團公司與馬XX礦山研究院合作開展了尾礦再選工藝試驗,采用強磁與重選結(jié)合的選礦工藝,可提高回收率4個百分點、降低尾礦品位8個百分點,現(xiàn)正在建設尾礦再選工程。魯南礦業(yè)公司于20XX投資70多萬元建成了尾礦再選生產(chǎn)線,采用兩段磁選工藝,鐵礦粉品位為32%,產(chǎn)率5%左右,尾礦品位降低2.5個百分點。鋼城礦業(yè)公司的尾礦再選,鐵礦粉品位達55%以上,年產(chǎn)量1500多t。石門鐵礦委托XX建筑工程學院開展了尾礦再選試驗,采用尾礦再磨至-0.074mm達到75%,先弱磁選,再兩段強磁選,可生產(chǎn)品位為53.41%的鐵礦粉,產(chǎn)率9.5%,尾礦品位降低3.5個百分點。第三,尾礦綜合利用方面取得初步成效。目前,鐵礦尾礦的主要利用途徑是用于充填井下采空區(qū)、露天采坑和地面低洼地帶。XX鋼城礦業(yè)公司于1994年建成了全尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng),采用膠結(jié)充填采礦法,不僅解決了尾礦排放問題,而且提高礦石回采率20個百分點以上。萊蕪礦業(yè)公司用尾礦充填趙莊鐵礦露天采坑,再造了土地,治理了環(huán)境；在馬莊鐵礦采用全尾砂水平上向充填采礦法、利用尾礦填充原有采空區(qū)和地面塌陷區(qū),解決了馬莊選廠的尾礦存放問題。2.5存在的主要問題

一是選礦回收率低、尾礦品位高。除金嶺鐵礦外,其他礦山的尾礦品位都在10%以上,最高的接近19%,平均達到13.4%,與全國先進水平相比,存在一定差距。20XX全國主要鐵礦山的平均入選品位30.77%、鐵精礦品位67.56%、尾礦品位8.86%、選礦回收率83.56%,其統(tǒng)計數(shù)據(jù)中包括XX礦山公司、包鋼白云鄂博等難選礦區(qū),沉積變質(zhì)型貧礦所占比例高于XX省,可以看出XX省鐵礦山選礦技術(shù)指標尚存在一定差距。二是設備狀況落后。表現(xiàn)為大型、新型設備少,小型設備多,自動化程度低,造成能耗高、生產(chǎn)管理困難,制約了選礦技術(shù)指標的提高。個別選廠磨礦能力25萬t/a,而一段磨礦卻達5個系列。目前世界最大的球磨機達到φ6.7m×13.1m,國內(nèi)最大球磨機為φ3.6m×6m,而XX省鐵礦山的最大球磨機為φ2.7m×3.6m,可見設備狀況有很大差距。

另外,從礦山的尾礦庫實際情況分析,目前,7家鐵礦山中,多家礦山的尾礦庫服務年限很短,面臨尾礦排放問題,必須盡快采取必要的措施。3提高措施3.1強化技術(shù)管理,積極采用新工藝、新設備在特定的選礦方法和工藝流程中,技術(shù)管理工作直接影響選礦技術(shù)指標。由于地質(zhì)體是不均一的,不同礦床的礦石性質(zhì)有區(qū)別,同一礦體不同地段的礦石性質(zhì)也不盡相同,選礦運行的參數(shù)如磨礦粒度、給料速度、磁選段數(shù)及磁場強度等,應根據(jù)礦石性質(zhì)變化進行適當調(diào)整。魯南礦業(yè)公司在生產(chǎn)實踐中,通過選礦試驗,預先掌握不同區(qū)段礦石的可選性,適當調(diào)整選礦參數(shù)或搭配入選,選礦回收率、精礦品位分別提高1、0.3個百分點。積極采用先進的選礦設備,是提高選礦回收率的重要手段。近年來,磁性材料的發(fā)展,推動了我國磁選設備的研制,新型高效磁選設備不斷出現(xiàn),如ZC、NCT系列中磁場磁選機、LP系列立盤永磁磁選機、SQC系列環(huán)式磁選機、Slon系列立緩脈動高梯度磁選機、JLCW型矩環(huán)式裸磁無水卸料永磁回收機等。中場強、高場強磁選機的應用,顯著提高了鐵礦資源的回收率。高效粉碎設備的應用,提高了選礦效率。先進的采樣、分析、計量儀器的應用,降低了選礦指標的波動幅度。3.2做好磨前預選,減少尾礦產(chǎn)出量由于礦體內(nèi)部含有大小不等的夾石,采礦過程中必然會造成廢石混入。礦石入磨前,如能夠?qū)⑦@些廢石盡可能剔除,不僅可減少磨礦量,而且減少細粒級尾礦的產(chǎn)出量。預先甩出的廢石具有較大的粒度,綜合利用價值較大。粗粒級礦石的干式磁選拋尾技術(shù)在我國鐵礦山已廣泛應用,但細碎后礦石的預選問題曾一度成為技術(shù)難題。目前,磨前濕式磁選技術(shù)已得到成功應用,如果能夠在省屬以上鐵礦山全面推廣,可減少磨礦量40多萬噸,直接經(jīng)濟效益800多萬元。3.3做好鐵礦尾礦再選工作開展鐵礦尾礦再選是提高資源利用率、減少尾礦排放的重要措施。根據(jù)礦床的地質(zhì)資料,鐵礦石中的不可用鐵含量一般在5%左右,高于這一指標的尾礦中仍含有可以進一步回收的鐵礦資源,如何將這些可用資源進一步回收利用,仍是今后攻關(guān)的重點。在研究尾礦中鐵礦物類型的基礎上,可選擇強磁選、弱磁選、浮選、重選等合適的選礦方法,或采用聯(lián)合選礦方法,進行尾礦再選；對赤鐵礦、褐鐵礦含量高的尾礦,可探討焙燒后再選的可能性。如果省屬以上鐵礦山的平均尾礦品位能夠達到全國平均水平,即降低4.5個百分點,可綜合回收品位為35%的鐵礦粉〔用于水泥生產(chǎn)30多萬噸,直接、間接經(jīng)濟效益非常明顯。根據(jù)XX銀山鉛鋅礦從尾礦中回收絹云母用于橡膠充填劑的成功經(jīng)驗,鐵礦尾礦中可能存在其它可綜合回收的有用組分。據(jù)調(diào)查,XX省一些鐵礦山尾礦中云母含量較高,其類型及回收利用價值值得進一步探討。3.4拓寬尾礦利用渠道目前綜合利用尾礦的渠道主要有：一是用于膠結(jié)充填采礦的充填料。采用全尾砂膠結(jié)充填采礦法,不僅解決了尾礦堆存問題,避免了環(huán)境污染,而且能夠防止采礦造成的地面塌陷等地質(zhì)災害,還可大幅度提高礦石回采率；二是用于充填露天采坑或低洼地帶,再造土地。一些礦山露天采礦結(jié)束后,露天采坑改作尾礦庫也是一條好途徑,但應做好深部礦體的保護工作,礦坑底部排尾時,應經(jīng)過技術(shù)分析論證,采取尾礦固化措施,以免給今后地下開采造成事故隱患和不必要的礦石損失；三是開發(fā)生產(chǎn)建材產(chǎn)品。例如生產(chǎn)微晶玻璃、瓷磚、草坪磚、空心磚、河砂等；四是生產(chǎn)肥料。3.5進一步完善相關(guān)政策國家對資源和廢棄物綜合利用一直采取鼓勵政策,如對一些礦產(chǎn)資源綜合利用產(chǎn)品減免稅費。但總體看,政策扶持力度仍顯不夠。礦山廢棄物綜合利用是一項系統(tǒng)工程,需要政府部門和企業(yè)的共同努力,政府部門應做好兩個方面的工作,一是完善相關(guān)法規(guī),做好監(jiān)督管理工作；二是完善相關(guān)政策,做好引導扶持工作。盡管一些綜合利用項目可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益,但往往社會效益大,而經(jīng)濟效益不高。目前,鐵礦山尾礦綜合利用方面的成功技術(shù)不多,技術(shù)研究工作難度大、周期長,企業(yè)難以承擔,相關(guān)技術(shù)應列入國家的基礎研究課題,待取得成功經(jīng)驗后推廣應用。我國鐵礦石資源供給形勢

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速的發(fā)展,鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展。國內(nèi)各鋼鐵企業(yè)對礦石的需求量增長迅猛,國內(nèi)的礦山生產(chǎn)已遠遠滿足不了需求,不得不依靠國外的優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源。據(jù)統(tǒng)計,1985年我國進口鐵礦石突破1000萬t,20XX突破1億t,20XX突破2億t,20XX1～7月份累計進口鐵礦石已達2億t。

國內(nèi)的鐵礦石資源中易選的磁鐵礦資源日益減少,充分利用國內(nèi)的資源,提高鋼鐵企業(yè)礦石的自給率,緩解進口鐵礦石的壓力,維持優(yōu)質(zhì)的鐵礦原料供給,必須以科技的進步來推動貧鐵礦資源的高效開發(fā)與利用。我國鐵礦礦床類型多,貯存條件復雜,礦石類型多,硫、磷、二氧化硅等有害組分含量高,多組分共生鐵礦石占了很大比重,而且有用組分嵌布粒度細,因此采選難度大、效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差。

幾十年來,廣大選礦工作者針對我國鐵礦資源"貧、細、雜"的特點開展了大量的研究工作,解決了諸多技術(shù)難題,使我國鐵礦選礦技術(shù)得到長足進步和發(fā)展,總體水平有很大提高。尤其是近年來,研制并成功應用了新的高效分選設備、新的高效浮選藥劑以及新的分選工藝。從而使選礦工藝指標取得了突破性進展。

磁鐵礦選礦技術(shù)進展

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(shù)不斷發(fā)展和進步,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％。目前鋼鐵工業(yè)對原料的要求越來越高,圍繞"提鐵降硅"國內(nèi)做了大量的研發(fā)工作,磁鐵礦精礦品位由65％提高到68．5％,Si02由8％～9％降至4％。新型磁選設備的應用和反浮選工藝的推廣是"提鐵降硅"的主要方向。

1新型磁選設備的應用

〔1磁團聚重選機

該設備于1985年初試制成功,開始在首鋼水廠進行了工業(yè)試驗并獲得了很好的分選效果。設備的整個分選區(qū)內(nèi)形成一個適當?shù)拇艌鰪姸确植?比較均勻的弱磁場,磁場梯度小。磁性顆粒與脈石顆粒的分選主要取決于重力和上升水流力大小。磁團聚重選工藝的工業(yè)生產(chǎn)實踐說明,該設備可提高精礦品位2～3個百分點。另外首鋼礦業(yè)公司研制了變徑磁團聚重選機和電磁聚機,在首鋼水廠、大石河鐵礦選礦廠得到了應用。

〔2磁選柱

磁選柱是XX科技大學研制成功的一種新型高效磁選設備,給入的物料中的磁性部分在弱磁場作用下形成的弱磁聚團在磁力及重力聯(lián)合作用下向下運動,而夾雜于其中的脈石在上升水流的作用下向上運動,磁聚團在向下運動過程中受多次的淘洗。品位逐漸提高。設備在本鋼南芬選礦廠和歪頭山選礦廠、XX板石溝選礦廠得到了應用。東北大學研制成功脈沖振動磁場磁選柱,該設備在線圈內(nèi)形成自上而下不斷"運動"的振動磁場。較強的"振動"磁場與較強的上升水流相結(jié)合,可基本消除磁性夾雜,大幅提高鐵精礦品位。在不同電流條件于實驗室對本鋼南芬選礦廠的細篩給礦進行選別,可提高品位3．54～8．27個百分點。該設備已應用于XX地區(qū)含硼鐵礦石的精選及XX某廠生產(chǎn)超級鐵精礦。

〔3低場強自重介跳汰機

北京科技大學礦物加工室經(jīng)過多年研究,開發(fā)低場強自重介跳汰機,將磁電、跳汰與重介質(zhì)選礦結(jié)合起來。可作為磁鐵礦精選設備。20XX研制的300mm的小型設備用于提高首鋼水廠選礦廠鐵精礦品位。工業(yè)分流試驗結(jié)果：給礦品位為62．64％,精礦品位為68．27％,作業(yè)回收率91．72％。

〔4低場強脈動磁選機

低場強脈動磁選機由馬XX礦山研究院研制成功,具有以下特點：磁系包角大。極數(shù)多；磁感應強度較低,且從掃選區(qū)到精礦卸料區(qū)由高到低呈不均勻分布；設有永磁脈動裝置,可在旋轉(zhuǎn)的圓筒表面形成永磁脈動磁場以松散磁團聚,剔除夾雜的脈石。該設備在酒鋼選礦廠、鞍鋼大孤山選礦廠進行了工業(yè)試驗,結(jié)果表明能更好地拋出細粒脈石和貧連生體。

〔5BX多極磁選機

BX多極磁選機由XX新材料應用設計研究所研制成功,弓長嶺選礦廠應用試驗表明,BX磁選機精礦品位比原磁選機提高了4．7％,尾礦品位降低了0．5％,尾礦磁性鐵降低了0．62％,尾礦產(chǎn)率為12．66％。在大孤山進行工業(yè)試驗,試驗表明其提質(zhì)效果明顯：原礦品位為29．73％,獲得精礦品位67．44％,尾礦品位10．25％,金屬回收率77．27％的選礦指標。

2磁鐵礦反浮選工藝的應用

對于脈石為硅質(zhì)的磁鐵精礦進行提質(zhì)。反浮選脫硅是很好的途徑。尖山選礦廠鐵精礦品位反浮選之前為65．15％。含Si028％。馬XX礦山研究院針對該礦石采用一粗、一精、三掃的工藝流程進行陰離子反浮選提鐵降硅,反浮選精礦鐵品位68．18％、S1024％。弓長嶺選礦廠磁選最終產(chǎn)品的TFe品位為65．5％,用陽離子反浮選法對磁選精礦進行再選,浮選精礦品位達到68．8％,Si023．90％,鐵回收率98．50％e。魯南礦業(yè)公司選礦廠采用陰離子反浮選后,磁鐵精礦品位由原來64％提高到了67％。

XX理工大學研制了新型耐低溫陽離子捕收劑GE-601,克服了十二胺等起泡量大、泡沫發(fā)粘、難消泡,泡沫產(chǎn)品難處理的缺點。反浮選某磁選磁鐵礦精礦,在溫度22℃時獲得的指標為：精礦鐵品位69．31％、回收率97．90％；在12℃低溫條件下,獲得了與常溫條件基本一致的良好指標：精礦Fe品位69．17％、回收率為97．87％。

赤鐵礦選礦技術(shù)進展

赤鐵礦石<包括磁鐵-赤鐵混合礦石>是我國重要鐵礦資源。20世紀60年代初期,國內(nèi)主要采用焙燒-磁選及單-浮選工藝處理赤鐵礦石,生產(chǎn)技術(shù)指標較差。經(jīng)過不斷攻關(guān)改造,指標雖然有所改善。近年來,一些新工藝、新設備、新藥劑的成功研制與應用使赤鐵礦選礦技術(shù)取得了重大突破。

1Slon立環(huán)脈動高梯度磁選機

XX有色冶金研究所研制出Slon型脈動高梯度磁選機。經(jīng)20多年的不斷改進,已經(jīng)具有很好的穩(wěn)定性和良好的分選性,廣泛應用于我國紅礦選礦。

鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠應用SLon-2000立環(huán)脈動高梯度磁選機代替原有的平環(huán)強磁選機后,鐵精礦品位提高1．19個百分點、尾礦品位降低1．56個百分點、鐵回收率提高8．19個百分點。從20XX至20XX,齊大山選礦廠進行流程改造時用Slon-1750強磁機控制細粒級尾礦品位。Slon-1500中磁機控制螺旋溜槽尾礦品位。新流程的鐵精礦品位達到67．50％以上,鐵回收率達到78％。東XX燒結(jié)廠將Slon-1750立環(huán)脈動高梯度中磁機用于控制螺旋溜槽尾礦品位,提前拋出部分粗粒尾礦,全流程的中礦循環(huán)量由161．56％降低至90％以下。

XX鐵礦密地鐵選礦廠將Slon-1500立環(huán)脈動高梯度磁選機應用于微細粒級鈦鐵礦磁選-浮選流程中。當給礦的Ti02品位為9．23％時,經(jīng)一次磁選,獲得了含Ti02為19．58％的精礦。其回收率為63．12％。20XXXX上杭湖洋鐵礦采用1臺Slon-1250立環(huán)脈動高梯度磁選機,取得了綜合鐵精礦品位63％的較好指標。昆鋼大紅山選礦廠使用Slon-1500立環(huán)脈動高梯度磁選機進行了一段強磁粗選和二段強磁精選,最終精礦品位達到64％、回收率達到80％以上。滿銀溝鐵礦采用一臺Slon-1000立環(huán)脈動高梯度磁選機和一臺Slon-750立環(huán)脈動高梯度磁選機組成一粗一掃流程。粗選精礦品位60．31％、產(chǎn)率42．75％、回收率51．40％；掃選精礦品位為55．17％、產(chǎn)率19．24％、回收率29．36％。馬鋼姑山鐵礦1989年至20XX,對原流程進行強磁選改造,一段磨礦后采用3臺Slon-1750磁選機粗選拋尾,粗精礦進二段磨礦,然后用3臺Slon-1750磁選機精選,精選作業(yè)的尾礦再用SLon-1500磁選機掃選。與原一段磨礦重選流程相比較,磁選流程鐵精礦品位高4．57個百分點,回收率高14．88個百分點。為解決產(chǎn)品含硫、磷較高的缺點,梅山鐵礦采用弱磁選機回收磁鐵礦,16臺Slon-1500強磁選機用于回收礦物中的赤鐵礦和菱鐵礦。該流程鐵的作業(yè)回收率81．64％,含硫量0．464％,含磷0．327％,除硫率57．28％,除磷率69．13％。

2赤鐵礦反浮選工藝

我國目前赤鐵礦反浮選工藝多采用陰離子反浮選的選別工藝。

鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠采用兩段連續(xù)磨礦、弱磁-強磁-陰離子反浮選流程,精礦鐵品位達67．5％,鐵回收率75％～78％。齊大山選礦廠一選車間、二選車間將"階段磨礦、重選-磁選-酸性正浮選"工藝流程,分別按"階段磨礦、重選-磁選-陰離子反浮選"工藝流程進行了改造。20XX上半年,在原礦品位為29．50％的情況下。實現(xiàn)鐵精礦品位67．40％以上,尾礦品位11．00％以下。20XX東XX燒結(jié)廠一選車間按兩段連續(xù)磨礦、中礦再磨、重選-強磁-反浮選的流程進行了改造。鐵精礦品位達到了64．38％。20XXXX礦業(yè)公司研究所在對關(guān)寶山鐵礦石進行了選別工業(yè)試驗研究,采用兩段連續(xù)磨礦、中礦再磨、重選——強磁——陰離子反浮選工藝,精礦品位為64．62％,尾礦品位為15．63％。

鐵礦選礦技術(shù)的發(fā)展方向

1難選鐵礦石選礦技術(shù)

褐鐵礦中富含結(jié)晶水,用物理選礦方法鐵精礦品位很難達到60％,但焙燒后因燒損可大幅提高鐵品位,同時褐鐵礦在磨礦過程中泥化現(xiàn)象嚴重。分選時的金屬回收率低。為進一步提高XX鐵坑鐵礦選礦指標,馬XX礦山研究院進行了強磁——反浮選新工藝研究,采用強磁選獲得粗精礦,強磁精礦進反浮選作業(yè)進一步除雜,鐵精礦品位達到56．73％。回收率為58．52％。陳興華等針對XX某褐鐵礦進行了不同浮選工藝方案試驗,最終采用陽離子浮選脫硅工藝。在較佳工藝參數(shù)條件下。閉路流程獲得了精礦品位為59％以上、鐵回收率為84％左右的良好指標。李永聰采用浮選、重選、磁選和焙燒磁選等選礦方法進對新疆某褐鐵礦行了試驗研究。研究結(jié)果表明,焙燒磁選工藝可獲得鐵精礦品位59．12％、回收率為92．19％的技術(shù)指標。王毓華針對某褐鐵礦采用單一反浮選工藝選別,研究了脫泥、單一陽離子及陰陽離子聯(lián)合等技術(shù)方案對反浮選指標的影響。結(jié)果表明。采用添加新型陽離子表面活性劑DTL脫泥、石灰活化含硅礦物、淀粉抑制鐵礦物、油酸及十二胺聯(lián)合使用的新工藝方案,取得良好的指標：鐵品位57．18％、回收率74．9％。

我國菱鐵礦資源較為豐富,已探明儲量18．34億t。菱鐵礦含鐵品位低,采、選、冶均較困難,且多數(shù)位于XX、XX、XX、XX和XX等西部缺水地區(qū),特別需要開發(fā)適合其自然條件的礦物加工技術(shù)。菱鐵礦的理論鐵品位較低,經(jīng)常與鈣鎂錳呈類質(zhì)同象共生,用物理選礦方法鐵精礦品位很難達到45％以上,焙燒后因燒損品位可大幅提高。孫炳泉對太鋼峨口鐵礦尾礦中碳酸鐵礦物的回收進行了研究,采用篩分強磁選浮選聯(lián)合流程,最終鐵精礦品位為35％以上<焙燒后鐵品位為51％以上>。羅立群等對XX大西溝菱鐵礦礦石進行了試驗研究,結(jié)果表明應用中性磁化焙燒干式自然冷卻異地磁選技術(shù),將在700℃下焙燒70min的焙燒礦先封閉冷卻至400～300℃,再排入空氣中冷卻至室溫,可形成強磁性的磁鐵礦和γ-Fe203,焙燒礦的磁選流程試驗獲得了精礦鐵品位59．56％～59．37％、鐵回收率達72．03％～73．72％的良好指標。

鮞狀赤鐵礦嵌布粒度極細且經(jīng)常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹,是最難選的鐵礦石類型。這種鐵礦石另外一個特點是通常含磷偏高,介于0．4％～1．1％之間,有的更高。陳述文等分別采用固定床法和流動床法,其中包括內(nèi)加熱法和外加熱法對XX赫章鮞狀赤鐵礦石進行了直接還原-磁選試驗,直接還原可改變其物相由氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹捎萌醮胚x分離的金屬鐵,將礦石的微細粒的鮞狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱６却执蟮牧罱Y(jié)構(gòu),為選別回收創(chuàng)造條件。童雄曾提到某種新工藝對某鮞狀赤鐵礦進行選冶回收,在成本大幅度降低情況下,鐵精礦品位和回收率分別達55．62％和41．51％。

2預選技術(shù)

20XX中鋼集團馬XX礦山研究院與德國KHD洪堡威達克公司對馬鋼高村低品位鐵礦石進行了高壓輥磨機半工業(yè)試驗及輥磨產(chǎn)品選別試驗。對3～0mm品位為26．27％的輥磨產(chǎn)品進行磁選預拋尾,可預先拋除產(chǎn)率47．80％、品位8．3l％的合格尾礦。XX鋼鐵公司采用美國奧托昆普公司的永磁強磁選機對塊礦預拋尾,鐵品位可提3．08個百分點,拋尾產(chǎn)率達14．28％。XX礦冶研究院研制的DPMS永磁強磁選機也在多家選廠獲得了應用。馬XX礦山研究院研制的粗粒永磁輥式強磁選機在梅山礦業(yè)公司、XX會東滿銀溝礦業(yè)集團公司獲得了應用。

結(jié)語

目前我國經(jīng)濟的發(fā)展受資源的制約嚴重．科學地發(fā)展我國的礦業(yè),合理利用礦業(yè)資源,實現(xiàn)資源的高效利用,核心在于科技的進步。鋼鐵工業(yè)在國展經(jīng)濟中起舉足輕重的地位,鐵礦資源的高效利用應是選礦工作者一項艱巨的任務。多年來國內(nèi)各相關(guān)院校和礦山企業(yè)在這方面作了很多的工作：在磁鐵礦選礦技術(shù)、赤鐵礦選礦技術(shù)方面取得了許多成果,如各種弱磁場磁選設備及反浮選工藝在鐵精礦提質(zhì)降質(zhì)方面發(fā)揮了很大的作用；在貧鐵礦資源利用方面也有了一定的進步,在提高入磨鐵礦石品位的同時提高的貧礦資源的利用率。今后我們還需加強復雜難選鐵礦資源的利用,以實現(xiàn)鐵礦資源利用技術(shù)的整體提高。在金屬礦回收方面,我國近幾年研制出了很多先進技術(shù)和設備,這些技術(shù)設備可處理多種礦石、尾礦,回收廢水中的多種金屬,使廢水得到循環(huán)利用。張治元認為,我國應廣泛推廣使用無毒選礦藥劑和無污染的先進工藝技術(shù),依靠先進的提金方法,減少有毒廢物的排放。在我國某些礦山中,汞的消耗量十分驚人,消耗量在10克/噸左右。XX省潼關(guān)地區(qū)和洛南縣的某些黃金礦山,每年排放的尾礦廢水中汞含量達10多噸。汞及其化合物能在環(huán)境及動植物體內(nèi)長期蓄積,造成長久的危害。有關(guān)部門對這一問題應高度重視。

在先進工藝和設備方面,我國目前已經(jīng)有跳汰-搖床-淘汰盤工藝、離心力場設備、帶螺紋面的旋轉(zhuǎn)搖動淘金盤、錐筒式螺旋選礦機、旋轉(zhuǎn)式離心選礦機、垂直沉降離心機、振動離心精選機、離心跳汰機、磁毯選金機等。此外,我國還形成了石蠟提金工藝、磁流體提金工藝等。硫化礦電化學調(diào)控浮選<無捕收劑浮選>技術(shù)已經(jīng)得到應用。該技術(shù)的根本特征是通過電勢-pH值的匹配、調(diào)節(jié)和控制,使硫化礦物表面疏水化或親水化,實現(xiàn)浮選與分離。

關(guān)于尾礦高效脫水技術(shù),我國的流體動力學造粒設備、微階段化磨礦新技術(shù)也很成熟。其主要原理是將傳統(tǒng)磨機的部分筒體襯板表面形狀進行適當改造,使磨機內(nèi)鋼球的拋落狀態(tài),沿筒體軸線方向發(fā)生變化,產(chǎn)生不同的粉碎作用形式,并將物料從進料段至排料端所受的磨碎過程微階段化,從而更好地適應物料在不同粉碎階段的要求,提高了磨礦效率。

尾礦復墾刻不容緩

近幾年來,國外發(fā)達國家對尾礦復墾工作非常重視,取得了顯著成效。資料顯示,美國有47%的廢棄地已恢復生態(tài)環(huán)境,自上世紀70年代以來復墾率達到70%。前蘇聯(lián)的廢棄地約200萬平方公里,復墾率達到60%。德國萊茵河煤礦區(qū)的林業(yè)復墾從上世紀20年代就已經(jīng)開始。澳大利亞礦業(yè)通過多專業(yè)聯(lián)合和高科技指導,土地復墾后環(huán)境優(yōu)美,令人難以辨認出礦山的原貌。

張治元說,我國在尾礦土地復墾方面,近幾年也取得很大進展。以金川有色公司為例,該公司針對絕大部分尾礦區(qū)缺少植物生長條件、土壤養(yǎng)分少等問題,采取了多項措施：第一階段以林業(yè)生態(tài)為主體,通過種植草木改造土壤,然后在土壤改造的基礎上,優(yōu)先選擇種植適應西北地區(qū)生長快、適應性強、固氮性好的樹種,如刺槐、黃刺梅、家榆、榆葉梅、桃葉、銀杏及豆科植物等。完成一個林業(yè)墾植周期后,復墾區(qū)接著發(fā)展農(nóng)、牧、漁等副業(yè)。大冶鐵礦利用廢石主要成分閃長巖易于風化的特點,回填礦渣,種植了耐旱易長的刺槐。XX硫鐵礦將采場剝離的表面土作為覆蓋用土,種植了樹木和牧草,還在排土場建成了豬舍和雞舍。首鋼尾礦庫高密度種植了紫穗槐<每平方公里9990株>,土壤中有機質(zhì)和氮的含量逐年增加,目前80平方公里的尾礦庫已全部實現(xiàn)綠化。唐鋼石人溝鐵礦在尾礦區(qū)分期分片種草植樹,在尾礦壩干坡及兩側(cè)復墾土地,通過植樹綠化環(huán)境,防止水土流失。

雖然一些礦山在尾礦復墾方面取得了成果,但是從全國角度看,我國礦山尾礦復墾的比例仍然比較低。這方面工作有待進一步加強。

尾礦廢渣利用意義重大

談到尾礦廢渣的利用,張治元說,在我國多年的經(jīng)濟發(fā)展過程中,作為支撐的礦業(yè)雖然提供了大量原料,但產(chǎn)生的各類尾礦渣卻大多未進行科學化處理。目前,我國的尾礦渣年排放量約4億噸至5億噸,占所有工業(yè)廢渣的1/3,其中金屬礦尾礦占25%,冶金和鍋爐渣占26%,化工渣占4%,粉煤灰和煤矸石占35%。

要實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的循環(huán)利用,必須解決尾礦利用問題。尾礦可利用的方面很多,如回收尾礦中的金屬,尾礦中的酸氣、酸性廢水、堿性渣可作為選礦用的活化劑、抑制劑和pH調(diào)整劑,含硫化氫的廢水可消除水中氰化物的污染等。在尾礦利用方面,黑色金屬礦山開展得比較好,取得了很好的經(jīng)濟效益。有的礦山采用重選、磁選工藝,從尾礦中進一步回收鐵礦物；有的礦山采用螺旋溜槽、搖床和不同場的強磁選機等。目前,弱磁場的盤式磁選機、中等磁場的大筒徑園筒式磁選機、高梯度磁選機等先進設備,已經(jīng)在一些礦山得到了應用。

尾礦可用于生產(chǎn)建筑材料,如制磚、生產(chǎn)加氣混凝土等,還可用于生產(chǎn)玻璃和陶瓷。馬鋼姑山礦業(yè)公司用跳汰預選粗粒尾礦作為混凝土的骨料<100%利用>,將細粒尾礦作為建筑用砂<100%利用>,并用SLON-1500磁選機回收品位達55%的鐵精礦。XX建筑科技大學材料物理研究所研制的尾礦磚,在邯邢冶金礦山管理局和梅山鐵礦得到了應用。XX尾礦利用新技術(shù),開發(fā)出了普通玻璃、微晶玻璃和分相玻璃等。選礦生產(chǎn)線具體生產(chǎn)流程如下：

開采的礦石先由顎式破碎機進行初步破碎,在破碎至合理細度后經(jīng)由提升機、給礦機均勻送入球磨機,由球磨機對礦石進行粉碎、研磨。經(jīng)過球磨機研磨的礦石細料進入下一道工序：分級。

螺旋分級機借助固體顆粒的比重不同而在液體中沉淀的速度不同的原理,對礦石混合物進行洗凈和分級。經(jīng)過洗凈和分級的礦物混合料在經(jīng)過磁選機時,由于各種礦物的比磁化系數(shù)不同,經(jīng)由磁力和機械力將混合料中的磁性物質(zhì)分離開來。

經(jīng)過磁選機初步分離后的礦物顆粒在被送入浮選機,根據(jù)不同的礦物特性加入不同的藥物,使得所要的礦物質(zhì)與其他物質(zhì)分離開。在所要的礦物質(zhì)被分離出來后,因其含有大量水分,須經(jīng)濃縮機的初步濃縮,再經(jīng)烘干機烘干,即可得到干燥的礦物質(zhì).破碎車間的主要技術(shù)經(jīng)濟指標

1.處理礦量:碎礦車間的處理礦量是它的重要數(shù)量指標,它應為磨礦車間提供粒度合格,數(shù)量充足且有一定儲備的礦石.保證磨礦作業(yè)的正常進行,碎礦車間的處理礦量即是各段破碎機的處理礦量,因此,提高各階段碎石機的臺時處理能力,減少設備空轉(zhuǎn),時獲得最佳經(jīng)濟效益,降低單位消耗的重要途徑之一.

2.最終產(chǎn)品粒度:破碎車間的最終產(chǎn)品粒度是它的重要質(zhì)量指標.目前,選別作業(yè)通常分碎礦和磨礦兩個階段將礦石細化,碎礦最終產(chǎn)物粒度除對本階段的經(jīng)濟效益有重要的影響外對下一階段磨礦作業(yè)也有直接的影響,若碎礦最終粒度增大,可使碎礦成本下降,但磨礦成本提高,因此該二階段應本著總經(jīng)濟效益最佳色原則,通過核算后確定最佳的碎礦最終產(chǎn)品粒度.實踐中保證最終產(chǎn)品粒度的途徑可有兩種,其一,若采用閉路碎礦流程時應保持檢查篩分機械地篩面完好,如漏損應及時修補或更新;其二:若采用開路碎礦流程時應對細碎機械的排礦口及時測試,若有改變及時調(diào)節(jié).如何按鋼球大小比例添加鋼球這要根據(jù)球磨面直徑大小、礦石硬度、進球磨機的礦石粒度、鋼球硬度〔質(zhì)量、球磨機轉(zhuǎn)速等因數(shù)來確定。當球磨機的型號確定后,球磨機的轉(zhuǎn)速也就定了,礦石的硬度是可測定的。進球磨機的礦石粒度,通過發(fā)跡格篩尺寸來確定。怎么樣來按鋼球大小比例向球磨機里添加鋼球？現(xiàn)作者把多年生實踐和理論經(jīng)驗規(guī)總?cè)缦拢和ǔ?新安裝的球磨機有一個磨合過程,在磨合的過程中,鋼球量第一次添加,占球磨機最大裝球的80%,鋼球添加的比例可按鋼球尺寸〔ф120mm、ф100mm、ф80mm、ф60mm、ф40mm大小添加。鋼球的添加量：不同的球磨機型號其總裝球量不同。例如MQG1500×3000球磨機〔處理量100—150噸最大裝球量9.5—10噸。第一次添加鋼球大球〔ф120mm—ф100mm占30%--40%、中球80mm占40%--30%、小球〔ф60和ф40mm占30%,為什么在球磨機磨合過程中鋼球量只添加80%,因為球磨機安裝好的,球磨機大小齒需要嚙合,處于是量〔礦石量也是要逐漸加大,待球磨機正常連續(xù)運行兩三天后,停球磨機檢查大小齒輪嚙合情況,待一切正常,打開球磨機人孔蓋第二欠添加余下20%鋼球。球磨機開機運行正常后,每個班鋼球的添加按3：4：3〔ф120mm為3、ф100mm為4、ф80mm為3添加。注：小鋼球的添加只是第一次加球配用。因為,球磨機正常運行時鋼球與鋼球、鋼球與礦石、鋼球與球磨機襯板之間產(chǎn)生的合理磨擦,會使磨耗增大,使大球磨小〔磨為中球、中球磨為小球。所以平時正常情況下,不需要再加小球。加小球的情況是在有用礦物粒度沒有單體解離,當磨礦機細度達不到浮選要求時,可添加適量小球。球磨機中鋼球在運轉(zhuǎn)過程中不斷磨損,為了保持球荷充填率和球的合理配比,保持球磨機的穩(wěn)定操作,必須進行合理補球,低償磨損。鋼球添加的重量,是根據(jù)鋼球的質(zhì)量,鋼球質(zhì)量的好壞,決定了礦石噸耗添加量。最好采用新型耐磨鋼球。最好的〔質(zhì)量好的鋼球添加是按處理每噸礦石量來計算〔即每噸礦石添加0.8kg一般的鋼球處理一噸礦石需〔1kg—1.2kg。鋼球大小比例不同球磨機型號其配比不同。球磨機直徑在2500mm以下,添加鋼球尺寸為ф100mm、ф80mm、ф60mm。球磨機在直徑在2500以上,添加鋼球尺寸為ф120mm、ф100mm、ф80mm。球團礦是細精礦粉<－200目,即粒度0.074mm的礦粉占80%以上、比表面積在1500cm2/g以上>加入少量的添加劑混合后,在造球上加水,依靠毛細力和旋轉(zhuǎn)運動的機械力造成直徑8～16mm的生球,然后在焙燒設備上干燥,在高溫氧化性氣氛下Fe2O3再結(jié)晶的晶橋鍵固結(jié)成的品位高、強度好、粒度均勻的球狀煉鐵原料。它有以下特點：

1、使用品位很高的精礦粉生