關(guān)于鐵礦選礦技術(shù)分析

李志欣

隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和結(jié)構(gòu)調(diào)整的加快,特別是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,拉動(dòng)了我國(guó)鋼鐵工業(yè)持續(xù)高增長(zhǎng),我國(guó)鋼鐵總產(chǎn)量已經(jīng)居世界第一,對(duì)于鐵礦石進(jìn)口依存度越來(lái)越高,已成為我國(guó)鋼鐵工業(yè)經(jīng)濟(jì)安全的重大隱患。因此,迫切需要依靠技術(shù)進(jìn)步來(lái)最大限度地利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有鐵礦資源,提高鐵礦石的自給率,緩解進(jìn)口礦的壓力,維持穩(wěn)定、足量、優(yōu)質(zhì)的鐵礦原料供給,以保障鋼鐵工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

一、菱鐵礦石選礦技術(shù)

由于菱鐵礦的理論鐵品位較低,且經(jīng)常與鈣、鎂、錳呈類(lèi)質(zhì)同象共生,因此采用物理選礦方法鐵精礦品位很難達(dá)到百分之45以上,但焙燒后因燒損較大而大幅度提高鐵精礦品位。比較經(jīng)濟(jì)的選礦方法是重選、強(qiáng)磁選,但難以有效地降低鐵精礦中的雜質(zhì)含量。強(qiáng)磁選—浮選聯(lián)合工藝能有效地降低鐵精礦中的雜質(zhì)含量,鐵精礦焙燒后仍不失為一種優(yōu)質(zhì)煉鐵原料。

二、褐鐵礦石選礦技術(shù)

由于褐鐵礦中富含結(jié)晶水,因此采用物理選礦方法鐵精礦品位很難達(dá)到百分之六十,但焙燒后因燒損較大而大幅度提高鐵精礦品位。另外由于褐鐵礦在破碎磨礦過(guò)程中極易泥化,難以獲得較高的金屬回收率。褐鐵礦選礦工藝有還原磁化焙燒—弱磁選、強(qiáng)磁選、重選、浮選及其聯(lián)合工藝。我們對(duì)江西鐵坑褐鐵礦石進(jìn)行了選擇性絮凝—強(qiáng)磁選技術(shù)工業(yè)試驗(yàn),結(jié)果表明鐵金屬回收率可提高10個(gè)百分點(diǎn)以上,但由于絮凝設(shè)備及選擇性絮凝工藝條件的控制尚未過(guò)關(guān)而未能工業(yè)化。近兩年來(lái),隨著新型高梯度強(qiáng)磁選機(jī)及新型高效反浮選藥劑的研制成功,強(qiáng)磁選—反浮選—焙燒聯(lián)合工藝分選褐鐵礦石取得明顯進(jìn)展,即先通過(guò)強(qiáng)磁—反浮選獲得低雜質(zhì)含量的鐵精礦,然后通過(guò)普通焙燒或者與磁鐵精礦混合生產(chǎn)球團(tuán)礦可大幅度提高產(chǎn)品的鐵品位,仍不失為優(yōu)質(zhì)煉鐵原料。

三、復(fù)合鐵礦石選礦技術(shù)

我國(guó)大多鐵礦石中都含有兩種以上的鐵礦物,種類(lèi)越多其可選性越差。該類(lèi)鐵礦石中以共生有赤鐵礦、鏡鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等弱磁性鐵礦物者較為難選。為此,近幾年開(kāi)展了大量的相關(guān)研究工作,較突出的研究成果是弱磁—強(qiáng)磁—浮選和磁化焙燒—反浮選等聯(lián)合工藝。

四、多金屬共生鐵礦石選礦技術(shù)

我國(guó)難選多金屬共生鐵礦石主要有包頭白云鄂博稀土鐵礦和攀枝花釩鈦磁鐵礦等,該類(lèi)型鐵礦石的特點(diǎn)是礦物組成及共生關(guān)系復(fù)雜,由此造成鐵精礦選別指標(biāo)低及共伴生有價(jià)元素的回收率低。其中以包頭白云鄂博稀土氧化鐵礦石尤為難選。目前包鋼選礦廠氧化鐵礦行采用弱磁—強(qiáng)磁—反浮選工藝進(jìn)行選鐵,其強(qiáng)磁精礦中主要有易浮類(lèi)螢石、碳酸鹽等礦物和難浮難選的含鐵硅酸鹽類(lèi)礦物。對(duì)于易浮類(lèi)螢石、碳酸鹽等礦物包鋼選礦廠通過(guò)幾十年研究和生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)形成了較成熟方法,即以水玻璃為抑制劑、GE-28為捕收劑的弱堿性反浮選生產(chǎn)工藝,而難浮難選的含鐵硅酸鹽類(lèi)礦物一直沒(méi)有得到有效分離,致使鐵精礦品位較低(徘徊在百分之55以下),精礦中鉀納含量高。對(duì)于取自于現(xiàn)場(chǎng),細(xì)度為-0.076mm占百分之88左右、鐵品位百分之43.5左右的強(qiáng)磁精礦樣,采用優(yōu)化組合的反浮選—正浮選工藝流程,并在正浮選作業(yè)采用新型高效捕收劑,全流程浮選閉路試驗(yàn)指標(biāo)為精礦產(chǎn)率百分之53左右、精礦鐵品位百分之62左右、回收率百分之75左右,同時(shí)有害元素如P、K2O、Na2O、F降低幅度很大,為改善該類(lèi)型鐵礦石的選別指標(biāo)開(kāi)辟了一條有效的新途徑。另外,對(duì)于攀枝花釩鈦磁鐵礦石,分別采用細(xì)篩—再磨工藝選鐵和高梯度強(qiáng)磁—浮選工藝選鈦等,該礦石的各項(xiàng)選別指標(biāo)均得到顯著提高。

五、鮞狀赤鐵礦石選礦技術(shù)

鮞狀赤鐵礦嵌布粒度極細(xì)且經(jīng)常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互包裹,因此鮞狀赤鐵礦石是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的最難選的鐵礦石類(lèi)型。過(guò)去曾對(duì)該類(lèi)型鐵礦石進(jìn)行了大量的選礦試驗(yàn)研究工作,其中還原焙燒—弱磁選工藝的選別指標(biāo)相對(duì)較好,但由于其技術(shù)難點(diǎn)是需要超細(xì)磨,而目前常規(guī)的選礦設(shè)備及藥劑難以有效地回收-10μm的微細(xì)粒鐵礦物,因此該類(lèi)型鐵礦石資源基本沒(méi)有得到利用。隨著我國(guó)可利用的鐵礦資源逐漸減少,研究鮞狀赤鐵礦石的高效選礦技術(shù)已凸顯重要性和緊迫性。相關(guān)初步研究結(jié)果證明,超細(xì)磨—選擇性絮凝(聚團(tuán))—強(qiáng)磁選或浮選、還原焙燒—超細(xì)磨—選擇性絮凝(聚團(tuán))—弱磁選或浮選等高效選礦工藝或選冶聯(lián)合工藝已顯現(xiàn)其優(yōu)越性。

六、高硫、磷鐵礦石選礦技術(shù)

我國(guó)大部分鐵礦石含有硫、磷等有害雜質(zhì)。特別是對(duì)于富含磁黃鐵礦、微細(xì)粒磷灰石或膠磷礦的鐵礦石,其鐵精礦除雜的難度極大。鐵精礦除硫常用的工藝有浮選、焙燒,而后者成本高且產(chǎn)生環(huán)境污染,因此研究的主攻方向是強(qiáng)化浮選。我公司研發(fā)出以高效活化劑為關(guān)鍵技術(shù)的磁鐵礦與磁黃鐵礦高效分離工藝。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)磁黃鐵礦型高硫磁鐵礦選礦降硫研究與應(yīng)用結(jié)果證明,與常規(guī)浮選相比,鐵精礦含硫量可降低0.5個(gè)百分點(diǎn),重要的是鐵精礦含硫量可以滿足后續(xù)用戶的要求。大量的研究成果證明,鐵精礦除磷可采用磁選、反浮選、選擇性絮凝(聚團(tuán))、酸浸、氯化焙燒—酸浸、生物浸出及其聯(lián)合工藝等,其中磁選—反浮選、選擇性絮凝(聚團(tuán))—反浮選聯(lián)合工藝較經(jīng)濟(jì),氯化焙燒—酸浸工藝除磷效果較好,但成本較高,而生物浸出是將來(lái)的發(fā)展方向。

七、結(jié)論

通過(guò)大量的選礦技術(shù)研究和攻關(guān),近年我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)已取得可喜的進(jìn)展,但由于受我國(guó)鐵礦石種類(lèi)復(fù)雜及綜合選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平不高的制約,導(dǎo)致我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦石資源的利用率極低,甚至個(gè)別礦種基本沒(méi)有得到利用。因此以后應(yīng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的技術(shù)攻關(guān)工作:

1.研究及應(yīng)用高效的多碎少磨技術(shù)與裝備。

2.加強(qiáng)高效焙燒技術(shù)與裝備研究,重點(diǎn)是細(xì)粒(粉狀)物料焙燒技術(shù)與裝備等。

3.加強(qiáng)高效細(xì)粒磨礦分級(jí)工藝與裝備研究。

4.加強(qiáng)高效細(xì)粒鐵礦選礦工藝與裝備研究,重點(diǎn)是深化研究選擇性絮凝(聚團(tuán))—反浮選聯(lián)合工藝、裝備及其自動(dòng)控制,研究選冶聯(lián)合工藝及生物浸出工藝,研究高效回收微細(xì)粒鐵礦物的強(qiáng)磁選機(jī)和浮選設(shè)備等。

5.研制適合于鐵礦物與含鐵硅酸鹽類(lèi)礦物、硫、磷等有害雜質(zhì)礦物高效分離的浮選藥劑以及微細(xì)粒鐵礦石的高效分散劑、絮凝(聚團(tuán))劑、浮選藥劑等。

(作者單位:河北省金能冀中能源邯鄣礦業(yè)集團(tuán)陶二礦)