超贫磁铁矿选矿研究

摘要:我国超贫磁铁矿资源以河北、辽宁等地居多，河北省TFe含量在10%～20%之间的超贫磁铁矿查明资源储量5.5×109t，预测资源储量接近1.l0×1010t;辽宁省超贫磁铁矿资源总量预计为1.07×1010t。全国其他地区也广泛分布有这类可利用的超贫铁矿资源,如河南、山东也有这类铁矿在开发利用.目前超贫磁铁矿资源主要在河北北部大规模开采利用。

关键词:超贫磁铁矿 节能 选矿工艺和设备 环境保护

我国超贫磁铁矿资源以河北、辽宁等地居多，河北省TFe含量在10%～20%之间的超贫磁铁矿查明资源储量5.5×109t，预测资源储量接近1.l0×1010t;辽宁省超贫磁铁矿资源总量预计1.07×1010t.全国其他地区也广泛分布有这类可利用的超贫铁矿资源，如河南、山东也有这类铁矿在开发利用。目前超贫磁铁矿资源主要在河北北部大规模开采利用。

铁矿石是钢铁工业最重要的基础原料。随着国民经济的快速发展,我国对铁矿石资源的需求量急剧加大,易选的矿石日益减少,研究和开发超贫磁铁矿可以拓展传统铁矿资源的概念, 缓解当前我国铁精矿量严重不足等突出的矛盾。超贫磁铁矿是指在当前的技术经济条件下, 全铁品位在 10% ~ 20 % ,磁性铁品位≥5 % ,能够开发利用且存在盈利的铁矿石。如何综合开发利用超贫磁铁矿石,实现经济发展和环境保护双赢, 推动铁矿石选矿技术不断发展和进步,是摆在科技人员面前的问题。

一、超贫磁铁矿选矿技术现状

1.1引进和研制高效破碎设备,推广应用多碎少磨技术

研究表明,现阶段的超贫磁铁矿矿石破碎电耗仅相当于磨矿电耗的约10%,大规模引进和研制高效破碎设备,将入磨矿石粒度从-30 mm左右降至-5 mm左右,大幅度提高了碎矿产品的粉矿率。近几年国内大多数重点冶金矿山相继引进了芬兰美卓矿机和瑞典山特维克等公司的高效破碎机以代替国产破碎设备,使后续磨矿成本显著下降。

1.2创新筛分与干抛技术,强化磨前抛废

北京矿冶研究总院在涞源鑫鑫矿业公司超低品位磁铁矿石选矿技术研究中开发了“强化原矿预先筛分--增大粗碎破碎比--多段选择性干选预抛废--阶段磨矿强化分级磁选”工艺技术。原矿进入第一段破碎机前,采用ZSG1642新型高效节能振动筛分给料机,取代传统重型板式给料机,将原矿中-100mm粒级产品预先筛出, 提高破碎系统的生产能力20 %以上,从而为增大粗碎段破碎比,合理分配各段破碎负荷创造了条件,粗、中、细碎后均配置了预抛废作业,预抛率达68%,原矿铁品位从13%提高到25.80%,磁性铁的回收率达到94.90%。大大降低了矿石运输费用和磨选厂生产成本。

太和铁矿超贫原生矿采用干式预选抛尾技术,通过一段预选抛废,可抛出产率为 34.49 %的废石,粗精矿品位达22.68%,较给矿提高3.5个百分点。

河北某超贫磁铁矿采用干选抛废、干选精矿粗磨湿式磁选甩尾、粗精矿再磨磁选的工艺流程处理磁性铁矿物含量只有8.53%的铁矿石,从试验结果看,干选可以抛掉67%以上的废石。废石中磁性铁含量只有1.77%,干选精矿中的全铁含量由13.67%提高到 26.35%,磁性铁含量由干选前的8.53%提高到21.87%,磁性铁回收率达 85%以上,干选效果十分明显。

鲁中某TFe品位11 %的超贫磁铁矿经粗碎后干选,可得到 TFe品位 39.74 %的粗矿粉,抛废量高达 80%左右,极大地减少了入磨量,提高了入磨品位。

小金河超贫磁铁矿干式预选抛尾试验研究表明,原矿铁品位 18.40%的15~0mm 原矿经CTL0806粉矿干式磁选机选别, 可以抛出产率33.55 % ,铁品位 7.39 % 的尾矿,粗精矿品位可达23.97%。粉矿干选机的应用,提高了干选尾矿产率,降低了干尾全铁和磁性铁品位,干精全铁和磁性铁品位也大幅度提高。

1.3高压辊磨--湿式筛分--粗粒湿式磁选工艺的应用

马钢南山矿业公司完成了高村超贫磁铁矿高效开发利用系统的建设,将 20~0mm 细碎产品高压辊磨机闭路破碎至 3~0mm,辊压产品采用湿式筛分,筛下物料中磁湿式高效抛废,可减少主厂房入磨量 60%左右,入磨矿石品位从 20 %左右提高至近40%,在磨矿系统不扩建的情况下可显著地提高系统的处理能力,并且从粗粒湿选尾矿中捞出了约占原矿产率 20%的粗砂,减少尾矿库的受尾量,延长矿石的服务年限,提高矿山的经济效益。该项技术是超贫细粒浸染状磁铁矿高效选矿技术的重大突破,该系统具有较高的适应性。

近年,高压辊磨--湿式筛分--粗粒湿式磁选工艺受到我国选矿界的普遍关注和认同, 对我国超贫磁铁矿的选矿技术进步起到了巨大的推动作用。

二、超贫磁铁矿开发利用建议

节能减排、高效选矿是超贫磁铁矿开发利用的关键和核心。

(1)开发大型高效选矿设备,应紧密结合行业和地方重大工程.选矿设备的研发应抓重点工程,“如司家营超大型贫铁矿采选工程”、“太钢袁家村铁矿的开发利用工程”、“安徽霍丘地区铁矿资源开发工程”、“马钢高村极贫铁矿石开发利用工程”等代表低品位难选铁矿石处理项目,采用节能减排、高效选矿技术获得高质量铁精矿,为工程提供关键配套技术与设备。

( 2)重视超贫磁铁矿资源的找矿与开发利用。在铁矿石价格高位条件下,超低品位铁矿资源仍有开发利用价值,通常该类型铁矿床开发利用条件较好,适于较大规模生产,有一定的开发利用前景,应加强超贫磁铁矿的前期普查工作。

(3)国家需给予政策扶持,以使超贫铁矿石生产呈现规模化。中矿联的调查结果表明,目前我国铁矿山的综合税负率高达 25%,中矿联正在酝酿建议国家有关部门采取与黄金相同的财税政策,对铁矿石生产实行零税率,最低限度也要将铁矿生产环节增值税税率降到13%以下,使得开发超贫铁矿有利可图。

(4)超贫磁铁矿的开发对生态环境有一定的破坏作用。超贫磁铁矿采选过程中剥离山体, 破坏植被,会带来严重的环境问题;采矿爆破过程中产生CO、SO2、氮氧化物和噪声,采矿剥离的粉尘随风飘扬,矿石运输产生道路扬尘都是突出的环境问题。注意对超贫磁铁矿资源开采地的生态环境保护,根据冶金矿山排土场复垦工程与采掘工程共存于一体的实际,要以边采矿、边复垦为原则,使剥离、排土、复垦在时间、空间和工艺方法上紧密结合,形成剥离--排土--复垦一体化均衡模式和排土场生态恢复和重建综合模式。矿山生态环境保护建设要以生态学、植物学、土壤学等理论为指导,针对典型冶金矿山排土场石砾含量较高、养分低、贫瘠、无灌溉条件、有害元素多等特点,开发出适合典型冶金矿山排土场农、林业生产基质改良的方法.保护生态环境、保证社会可持续发展具有重要意义。

(5)加强废石和尾矿的综合利用。超贫磁铁矿的选矿比很高,生产1t铁精矿往往排放 10 t左右的废石和尾矿,大量尾矿处理不当会引发环境问题.目前大块废石通常用作建筑石材等,细粒用于制作地面砖和水泥的材料,也有用尾砂制新型墙体材料的,但后两种用途限制条件较多,尚未大规模推广应用,因此,需要加快尾矿综合利用的研究步伐。

三、建议

在目前我国铁矿资源高度依赖进口矿的情况下,研究超贫磁铁矿的开发利用具有战略意义。基于我国有多达数百亿 t的超贫磁铁矿资源待开发,这充分显示了我国铁矿资源开发利用的巨大潜力。随着冶金矿山降本增效技术的不断涌现和应用,给这种矿石的开发提供了广阔的空间和经济基础。

超贫磁铁矿资源的开发利用既符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006--2020年) 的精神,也为我国矿业装备业的发展与技术进步提供了舞台,有利于全面提升自主创新能力和核心竞争力,保障矿石和钢铁工业可持续发展。

参考文献：

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[2]王世军.承德超贫磁铁矿的开发与评价[J].资源、矿业,2004(10):14--16.

[3]李传华,巩秀亭,张乃宝.鲁中地区部分超低品位铁矿资源的开发利用[J].矿业快报, 2002(9):16--17.

作者简介：

毛海明，男,汉 ,1983.04.04,山西省芮城县,大学本科，2006年7月毕业于河南理工大学矿物加工工程专业，2006年7月-2011年7月工作于地质六大队宝山矿业公司宝山铁矿担任选矿技术员，2007年评为选矿助理工程师。