論鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)步對(duì)煉鐵節(jié)能減排增效的重要意義

劉洪江（紅河礦業(yè)有限公司，云南紅河661400）

論鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)步對(duì)煉鐵節(jié)能減排增效的重要意義

劉洪江（紅河礦業(yè)有限公司，云南紅河661400）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的背景下，煉鐵企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的有效控制，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)精鐵的純度和質(zhì)量具有較高的要求，因此，鐵礦石選礦技術(shù)應(yīng)積極引進(jìn)新工藝和新設(shè)備，提高煉鐵高爐入爐的鐵品位，減少高爐煉鐵廢氣及廢渣的排放量，這對(duì)高爐煉鐵節(jié)能減排具有重要作用。基于此，本文首先闡述了煉鐵減排的必要性，并對(duì)鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)行分析，僅供參考。

鐵礦石；選礦技術(shù)；煉鐵；節(jié)能減排

1 引言

近幾年，鋼鐵的產(chǎn)量和消費(fèi)量呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，據(jù)相關(guān)資料顯示，鋼鐵行業(yè)能耗占全國(guó)總能耗的1/6，屬于高污染、高能耗行業(yè)。隨著節(jié)能型社會(huì)建設(shè)理念的不斷深入，我國(guó)政府部門(mén)對(duì)節(jié)能減排工作予以高度重視，要求鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的有效調(diào)整，提高鐵礦的利用效率，但鋼鐵工業(yè)的實(shí)際能耗情況距離這一目標(biāo)還有較大差距，可見(jiàn)，鋼鐵工業(yè)面臨著嚴(yán)峻的能源、資源及環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排已成為我國(guó)鋼鐵行業(yè)持續(xù)生存與發(fā)展的重要途徑。

2 煉鐵減排增效的必要性

鋼鐵工業(yè)是保障我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展中，這在一定程度上大大促進(jìn)了鋼鐵產(chǎn)量和規(guī)模的提升。但在鋼鐵生產(chǎn)的過(guò)程中，能源消耗巨大，所產(chǎn)生的氣體會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。受到鋼鐵資源匱乏和能源消耗以煤炭為主的限制，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在發(fā)展過(guò)程中一直受到污染問(wèn)題和能源消耗問(wèn)題的困擾，雖然已采取各種措施來(lái)進(jìn)行節(jié)能減排，但始終無(wú)法改變傳統(tǒng)能源的消耗模式，這種情況下，使得節(jié)能減排的效果得不到保障。因此，我國(guó)應(yīng)從提高鐵精礦質(zhì)量的角度出發(fā)，通過(guò)新工藝、新設(shè)備來(lái)使鋼鐵工業(yè)的發(fā)展擺脫困境，目前，我國(guó)相關(guān)部門(mén)已提出了國(guó)內(nèi)選礦廠應(yīng)轉(zhuǎn)變思路，將選礦廠的生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變到提高精礦品位、降低二氧化硅等雜質(zhì)含量為中心上來(lái)，將提高鐵精礦質(zhì)量作為鋼鐵生產(chǎn)的核心任務(wù)，并不斷擴(kuò)大選礦與煉鐵的規(guī)模，控制鋼鐵生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)煉鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化，提高鐵精礦的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)促進(jìn)鐵礦山的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

3 鐵礦石選礦技術(shù)的分析

3.1 采用預(yù)選技術(shù)

預(yù)選主要是指在礦石進(jìn)入磨礦作業(yè)前，用適宜的選礦方法預(yù)先分離出部分尾礦的選別作業(yè)。近幾年，隨著冶金工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)忒礦石的需求量越來(lái)越多，加之采礦工業(yè)的發(fā)展，采用先進(jìn)的采礦方法和大型的采掘設(shè)備，使采出的礦石品位下降，降低選廠能耗，減少磨礦量。

3.2 采用多碎少磨技術(shù)

破碎磨礦作業(yè)能耗約占選礦廠總能耗的50～70%，其中磨礦作業(yè)的能耗又占碎磨作業(yè)能耗的80%以上，降低磨礦作業(yè)能耗的有效途徑就是降低入磨礦石粒度，即多碎少磨。主要措施是采用大型化、大破碎比、高效、低耗的新型破碎設(shè)備，使入磨礦石粒度降低。一般采用高效液壓圓錐破碎機(jī)，使入磨礦石粒度降至0～12m，節(jié)能降耗效果明顯。

某鐵礦廠擴(kuò)建后的破碎系統(tǒng)通過(guò)將6臺(tái)2200型圓錐破碎機(jī)全部更換為生產(chǎn)能力大、破碎效果好的HP-500型破碎機(jī)和H-8800型破碎機(jī)，使破碎產(chǎn)品粒度-12mm含量達(dá)到90%左右，選礦廠整體產(chǎn)能提高了8%，每小時(shí)節(jié)約電耗128kW。

另外，采用高壓輥磨機(jī)也可有效降低磨礦石的粒度，高壓輥磨機(jī)由于利用層壓破碎的工作原理，以提高能量利用率，礦石粉碎能耗一般為0.8～3.0kW·h/t，比常規(guī)的破碎設(shè)備節(jié)能30%，系統(tǒng)產(chǎn)量整體提高了25～30%。

3.3 反浮選工藝

磁性鐵礦物和石英脈石的連生體是影響磁選精礦品位的主要因素，僅是利用多次磁選的方式無(wú)法將連生體分離出去，最有效的措施為采用陰、陽(yáng)離子捕收劑反浮選法，連生體中的石英會(huì)和浮選藥劑中的相關(guān)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，石英表面疏水可粘附在氣泡上而呈現(xiàn)出浮選的特性，通過(guò)脫硅手段實(shí)現(xiàn)連生體與鐵礦物的分離，從而實(shí)現(xiàn)鐵精礦質(zhì)量的有效提高。

例如：某礦山的鐵礦物嵌布較為緊實(shí)，粒度需細(xì)磨至-0.037mm粒級(jí)占98%，該礦山鐵礦石的總儲(chǔ)量約3.6億t，儲(chǔ)量規(guī)模較大，但由于鐵礦物粒度極細(xì)一直未能工業(yè)開(kāi)發(fā)利用。在2011年，采用階段磨礦絮凝脫泥反浮選工藝建成了規(guī)模較大的選礦廠，該選礦廠的原礦處理能力為一年30萬(wàn)t。該礦山磁鐵礦石原礦平均鐵品位為30%，二氧化硅占48%，硫化物占0.9%，磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦分別占10.6%、26.2%和0.2%，礦石中主要工藝數(shù)質(zhì)量流程如圖1所示。

該礦石選礦廠原礦處理能力為30萬(wàn)t/年，2013年經(jīng)過(guò)調(diào)試后優(yōu)化在原礦鐵品位 30.72%的條件下，礦物細(xì)磨至-0.074mm粒級(jí)占98%，經(jīng)過(guò)一次絮凝脫泥及一段沉砂后，再細(xì)磨至-0.037mm粒級(jí)占98%后，經(jīng)過(guò)4次絮凝脫泥及一段沉砂后，再經(jīng)陰離子反浮選，即可得到鐵精礦含鐵64.72%、二氧化硅5.75%、鐵回收率65.33%的運(yùn)行指標(biāo)，可見(jiàn)，絮凝脫泥—反浮選技術(shù)在該礦山的應(yīng)用取得顯著效果。

黨的十九大指出實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，調(diào)整了過(guò)去以城市帶動(dòng)農(nóng)村發(fā)展的思路，把農(nóng)村與城市看作兩個(gè)統(tǒng)籌發(fā)展的平等主體，強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持和實(shí)現(xiàn)農(nóng)民在鄉(xiāng)村振興中的建設(shè)主體、治理主體和受益主體的地位，強(qiáng)調(diào)激發(fā)農(nóng)村內(nèi)在活力，實(shí)現(xiàn)發(fā)展。這就要求通過(guò)農(nóng)村自治教育、法治教育和德治教育“三教結(jié)合”，使農(nóng)民充分認(rèn)識(shí)其在這些方面的主體地位，保證其合法權(quán)利，從而促進(jìn)農(nóng)民真正自覺(jué)承擔(dān)起自身責(zé)任，真正激發(fā)農(nóng)民的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，真正不斷提升農(nóng)民的獲得感、幸福感、安全感，實(shí)現(xiàn)振興鄉(xiāng)村的目標(biāo)。

3.4 新型選礦設(shè)備

鐵精礦質(zhì)量的提高需要不斷引進(jìn)先進(jìn)的新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備，目前，在選礦廠中得以廣泛應(yīng)用的新型選礦設(shè)備包括：磁-重脈動(dòng)低磁場(chǎng)的磁重選礦機(jī)、柱式旋流器、細(xì)篩孔MVS電磁高頻振網(wǎng)篩等，這些設(shè)備的應(yīng)用有效提高了工業(yè)生產(chǎn)選礦指標(biāo)，對(duì)簡(jiǎn)化選礦工藝流程，提高煉鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。

（1）磁選柱。這是一種磁力和重力相結(jié)合的低磁場(chǎng)磁重選礦機(jī)，可將磁鐵礦和脈石未單體解離的連生體從磁鐵礦精礦中分選出去，可大大提高弱磁選鐵精礦的質(zhì)量。

圖1 鐵礦選礦廠流程考查數(shù)質(zhì)量流程圖

（2）細(xì)篩孔MVS電磁高頻振網(wǎng)篩。鐵礦物具有密度大的特點(diǎn)，而石英脈石礦物的密度較小，在磁鐵礦石磨礦分級(jí)的過(guò)程中，鐵礦物顆粒比石英脈石顆粒細(xì)，因此，在弱磁選鐵精礦中，夾雜著較多的粗粒石英和磁鐵礦物的連生體，分別用0.15mm、0.1mm、0.074mm的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，即可將粗粒鐵-石英連生體留在篩上進(jìn)行再磨，大量的磁鐵礦物進(jìn)入篩內(nèi)，可大大提高篩下鐵精礦品位，降低二氧化硅的含量。

某礦業(yè)公司在選礦廠中使用1臺(tái)這種高頻振網(wǎng)篩后，一年的材料費(fèi)和電費(fèi)共節(jié)約了170萬(wàn)元，在保持鐵精礦品位不變的基礎(chǔ)上，原來(lái)的鐵金屬回收率為68.64%，在使用該篩后，鐵金屬回收率提高至74.17%，具體的工藝流程圖如圖2所示。

圖2 選礦廠第三段細(xì)篩磨礦再選工藝

3.5 高爐爐料鐵品位的提高

某選礦廠塊礦入豎爐磁化焙燒所得到的鐵精礦品位為56%，含二氧化硅11%；粉礦經(jīng)強(qiáng)磁選得到的強(qiáng)磁鐵精礦鐵品位為48%，弱磁選、強(qiáng)磁選綜合鐵精礦品位為52%，導(dǎo)致該礦廠高爐入爐鐵品位50%，水平較低，對(duì)煉鐵的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2011年，該選礦廠對(duì)焙燒磁選鐵進(jìn)行陽(yáng)離子反浮選提質(zhì)降雜改造，經(jīng)過(guò)改造后，焙燒精礦品位提升至60.04%，二氧化硅降低至6.36%，這種情況下，強(qiáng)磁選與弱磁選綜合鐵精礦品位為56%，由于每年少生產(chǎn)10.25萬(wàn)t的二氧化硅，燒結(jié)工序每年可節(jié)省18.7萬(wàn)t的石灰石，共節(jié)約成本1642萬(wàn)元。同時(shí)，煉鐵工序高爐入爐品位提高了2%，焦比降低13.5kg/t，每年可節(jié)約焦炭6.7萬(wàn)t，增產(chǎn)生鐵22.49萬(wàn)t，兩項(xiàng)合計(jì)煉鐵增效為1.70萬(wàn)元。

由于焙燒磁選鐵精礦反浮選，原料費(fèi)及選礦加工費(fèi)用增加9129萬(wàn)元，在經(jīng)過(guò)改造后，從選礦至煉鐵工序，燒結(jié)及煉鐵成本節(jié)約了18654萬(wàn)元，扣除選礦增加原料及加工費(fèi)9129萬(wàn)元，公司整體合計(jì)降低成本9525萬(wàn)元，效果較為顯著。

該選礦廠在實(shí)施提質(zhì)降雜后，選礦工序每年增加電力消耗3142kW，折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.86萬(wàn)t，燒結(jié)工序由于減少加工量和節(jié)約石灰石每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.16萬(wàn)t，煉鐵工序由于節(jié)約焦炭而節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5.8萬(wàn)t，合計(jì)總節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3.12萬(wàn)t。同時(shí)，高爐渣每年減少18萬(wàn)t，由于精礦中硫減少1678t，燒結(jié)工序可減少二氧化硫排放量2181t，煉鐵工序可減少二氧化硫排放1092t，由于焦炭的節(jié)約，煉鐵工序可減少二氧化硫排放量1099t，三項(xiàng)合計(jì)共減少二氧化硫排放量4372t。由于石灰石的少量消耗，燒結(jié)工序可減少二氧化碳排放量6.85萬(wàn)t；焦炭的減少使用，煉鐵工序可減排二氧化碳21.7萬(wàn)t，兩項(xiàng)合計(jì)每年可減少二氧化碳含量28.82萬(wàn)t。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)選礦廠的主要方向是提高鐵精礦品位、降低二氧化硅等雜質(zhì)，這對(duì)調(diào)動(dòng)生產(chǎn)工作人員和科研人員的積極性和熱情具有重要作用，加強(qiáng)對(duì)新型高效分選設(shè)備及工藝的研究，可大幅度提高我國(guó)磁鐵礦及氧化鐵礦石鐵精礦的質(zhì)量，大大提高了鐵精礦質(zhì)量的水平，減少高爐廢氣、廢渣的排放量，降低煤和焦炭的使用量，提高煉鐵的經(jīng)濟(jì)效益，以實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵的節(jié)能降耗及高效化。

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2095-2066（2016）36-0108-02

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