我国铁矿石选矿技术进展
摘 要：我国铁矿石分布整体分散、局部集中，且品位低、粒度小、组份复杂，极大阻碍了铁矿石的利用率。为提高铁矿石利用率，满足生产对钢铁资源的需求，我国在铁矿石选矿方面加大研发力度，积极实践改良，已取得显著的成果。
关键词：铁矿石;磁选;选矿;
一、引言
钢铁工业是国民经济的基础产业，其发展水平是一个国家综合实力的重要标志。随着国家经济发展和财力的增强，资源约束正逐步替代资本约束上升为国家经济发展中的主要矛盾，铁矿石资源供应不足已成为伴随工业化、城镇化和现代化过程的一个重大现实问题，甚至成为制约国家经济发展的瓶颈。
二、我国铁矿石分布现状
(一)铁矿石资源分布。我国铁矿床类型较多，据2013年中国矿产资源报告显示，截止到2012年底，我国铁矿石查明资源储量775.3亿t，居世界第五位，可谓储量丰富，但分布地区高达17各省份，在整体分布分散的情况下，主要集中在鞍山、本溪矿区、冀东、密云矿区、攀枝花、西昌矿区、五台、吕梁矿区、宁芜矿区、包头白云鄂博矿区、鲁中矿区、邯郸、邢台矿区、鄂东矿区和海南矿区十大矿区。
(二)铁矿石特征。我国铁矿石呈现贫、细、杂几大特点。品位低，平均品位只有32.67%;嵌布粒度细，微细粒嵌布铁矿石中铁矿物结晶粒度一般小于0.074mm，有的甚至只有0.01mm;组成复杂，共伴生组分多，大约探明总储量的1/3为共伴生多组分铁矿。由于铁矿石复杂难选，我国已探明铁矿资源的开发利用程度较低，铁矿资源开发利用率不足35%。
三、铁矿选矿技术进展
(一)微细粒铁矿选矿技术
微细粒铁矿是指赤铁矿结晶粒度小于0.045mm或磁铁矿结晶粒度小于0.03mm的铁矿石。在原矿铁品位31.18%，0.045mm粒级占93.81%的条件下，采用半自磨+两段球磨的磨矿工艺和弱磁-强磁-混合磁精矿再磨-阴离子反浮选工艺，获得了精矿铁品位66.95%，回收率72.62%的良好指标。长沙矿冶研究院针对祁东铁矿铁矿物嵌布粒度微细、性质复杂的矿石特性，提出了选择性絮凝脱泥-反浮选技术，同时研制出有针对性的SA-2絮凝剂;另外，王秋林、胡义明、范志坚、杨云、曹进成等针对不同矿区特征，提出不同选择技术，均大幅度提高了铁矿的回收率。
(二)高效碎磨技术
1、高压辊磨技术。高压辊磨机具有单位破碎能耗低、处理能力大、破碎产品粒度均匀等特点;其粉碎产品颗粒内部微裂纹明显增多，细粒级含量高，矿物解离性好;我国应用高压辊磨技术处于起步阶段，但经过大量研究工作，已逐步实现了“多碎少磨，磨前抛尾，降低选矿成本”的生产目标。例如，韩跃新等对铁品位24.48%的贫赤铁矿高压辊磨机粉碎产品进行了系统的强磁预选研究，最终获得了预选精矿铁品位32.92%，回收率86.51%，抛尾率35.71%的`指标。
2、自磨/半自磨技术。自磨/半自磨机是一种具有粉碎和磨矿双重功能一机两用的设备，以矿石本身作磨矿介质的为自磨(AG)，加入适量钢球作磨矿介质的为半自磨(SAG).与常规的三段一闭路破碎流程相比，自磨/半自磨流程具有工艺简单、基建投资低、设备大型、高效、粉尘污染低等显著特点。近年来，随着自磨/半自磨设备的不断改进，自磨/半自磨技术在铁矿选厂得到了推广应用。例如，凌钢保国铁矿选用8.0m×2.8m全自磨+顽石破碎+球磨(ABC)的碎磨流程，处理量为300万t/a。
3、搅拌磨技术。搅拌磨具有能效高、可防止过磨、节省介质、易于操作、安装简便等显著特点。搅拌磨机作为细磨、超细磨装备首先在有色金属矿山获得了成功应用。随着微细粒铁矿的开发利用，搅拌磨技术正逐渐推广至我国铁矿山细磨作业。肖骁等对比分析了搅拌磨和球磨对湖南柿竹园磁铁矿中矿产品再磨解离度的影响规律，结果表明，采用搅拌磨时，新生成0.038mm粒级物料含量比球磨高8.1个百分点，搅拌磨细磨产品的单体解离度明显高于球磨机，并且搅拌磨产品经磁选后精矿品位比球磨机的高5.2个百分点。
(三)磁化焙烧技术
磁化焙烧-磁选是指将铁矿石在一定温度和气氛条件下焙烧，使矿石中弱磁性铁矿物转变为强磁性铁矿物，再利用铁矿物与脉石矿物之间的磁性差异进行磁选获得铁精矿;磁化焙烧-磁选是一种从复杂难选铁矿石中回收铁矿物行之有效的方法。近年来，国内许多研究单位针对磁化焙烧技术和装备开展了大量的研究：余永富院士提出了闪速磁化焙烧技术，对陕西大西沟菱铁矿、昆明王家滩矿、重钢接龙铁矿等含碳酸盐铁矿进行焙烧-磁选，均获得了精矿铁品位大于55%回收率大于70%的指标。
(四)深度还原-磁选技术
针对常规选矿方法和磁化焙烧技术也难以高效经济开发利用的复杂难选铁矿资源，国内相关科研人员提出了深度还原-磁选技术，该技术煤粉为还原剂，在低于矿石熔化温度下将矿石中的铁矿物还原为金属铁，并通过调控，促使金属铁聚集长大为一定粒度的铁颗粒，还原物料经磁选获得金属铁粉。深度还原磁选技术为复杂难选铁矿的开发利用提供了新途径，成为近年来选矿领域研究热点之一。
(五)尾矿再选技术
由于我国铁矿资源品位低，生产1t铁精矿平均需要排出2.5t尾矿。大量的尾矿排放不仅占用土地、危害环境，还造成了严重的资源浪费。为提高矿石利用率，减少资源浪费，尾矿再选技术同样得到极大关注。采用强磁再选-分步浮选技术处理铁品位23.46%的强磁选尾矿，最终获得了铁品位42.75%的精矿，该技术可以使梅山铁矿选矿厂铁回收率提高。
(六)常温捕收剂研制
国内绝大部分铁矿选矿厂采用阴离子-反浮选工艺提铁降硅，使用的捕收剂为脂肪酸类物质。阴离子-反浮选工艺具有生产稳定、指标好的优点，缺点是捕收剂配制和所需浮选温度较高(配制温度通常为50～70℃，矿浆温度一般为35～40℃)，导致浮选矿浆需要加温处理，增加了生产成本。近年来，东北大学以脂肪酸为基体，通过在其位碳原子引入Cl、Br、胺基等原子或基团的方法，研制出DMP-1、DMP-2、DMP-3、DTX-1等系列常温改性脂肪酸类捕收剂，经实践检验，在浮选温度为25～30℃的条件下，采用该改性捕收剂浮选，获得了精矿铁品位64%～66%回收率68%～90%的良好指标。
我国铁矿资源储量丰富，但由于矿石品位低，铁矿物嵌布粒度细，矿物组成复杂等因素导致其难以分选，给选矿工作者带来巨大的挑战，同时也为我国铁矿选矿技术的进步创造了机遇。
参考文献：
[1]王俊理.我国金属矿山选矿技术进展及发展方向[J].科技创新与应用，2014，12：295.
[2]李凤久，王会静，贾清梅.复杂难选矿石深度还原技术应用研究现状[J].中国矿业，2014，12：120-123.
[3]韩跃新，孙永升，李艳军，高鹏.我国铁矿选矿技术最新进展[J].金属矿山，2015，02：1-11.
【我国铁矿石选矿技术进展】相关文章：