鐵礦選礦技術發(fā)展

蘇保全

（內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司 內蒙古包頭014080）

摘 要：本文主要介紹了我國鐵礦資源的分布及特點，總結了近5年我國鐵礦選礦技術領域的研究進展，著重評述了形成的鐵礦選礦新技術及新成果。指出了未來我國鐵礦選礦技術的主要發(fā)展方向為微細粒鐵礦強化分離基礎性課題的研究，高效碎磨設備及新型礦石預處理設

備的研制與應用。

關鍵詞：鐵礦 微細粒鐵礦 高效磨礦 綠色環(huán)保

鋼鐵作為一種重要的金屬材料，廣泛應用于建筑、機械、汽車、鐵路、造船、輕工和家電等行業(yè)。鋼鐵工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)，其發(fā)展水平是一個國家綜合實力的重要標志。近年來，國民經濟的持續(xù)快速發(fā)展促進了我國鋼鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展，并由此使我國對鐵礦石的需求量大幅增加 。我國鐵礦資源總量豐富，但由于優(yōu)質鐵礦資源匱乏、復雜難選鐵礦石利用率低以及國內鐵礦石生產企業(yè)產能不足，致使國內鐵礦石產量遠遠無法滿足鋼鐵企業(yè)的需求，多數(shù)大型鋼鐵企業(yè)不得不大量進口鐵礦石。

鐵礦石供需矛盾的日益加劇，為我國鐵礦資源（特別是復雜難選鐵礦資源）的開發(fā)與利用帶來了機遇。為降低鐵礦石對外依存度，提高礦山企業(yè)產能和難選鐵礦石利用率，我國選礦科技工作者開展了大量的技術攻關，取得了豐富的研究成果。

1我國鐵礦資源概況

1.1資源儲量及分布

截止到 2012 年底，我國鐵礦石查明資源儲量 775. 3 億 t，居世界第五位，可謂儲量豐富。我國鐵礦資源分布呈現(xiàn)整體分散、局部集中的特點。鐵礦石在我國分布較為廣泛，全國近 17 個省份均有探明資源儲量分布。鐵礦石礦區(qū)共有1 898個，其中大型礦區(qū)（儲量大于 1 億 t）101 個，儲量占 68. 1%；中型礦區(qū)（儲量為 0. 1 ～ 1 億t）470 個，儲量占 27. 3%；小型礦區(qū)（儲量小于 0. 1 億t）1 327個，儲量僅占 4. 6%。在整體分布分散的情況下，我國鐵礦資源又集中分布在鞍山—本溪礦區(qū)、冀東—密云礦區(qū)、攀枝花—西昌礦區(qū)、五臺—呂梁礦區(qū)、寧蕪礦區(qū)、包頭白云鄂博礦區(qū)、魯中礦區(qū)、邯鄲—邢臺礦區(qū)、鄂東礦區(qū)和海南礦區(qū)，十大礦區(qū)儲量占總儲量的 64. 8%。

1. 2 礦石特征

我國鐵礦資源稟賦差，整體呈現(xiàn)出品位低、嵌布粒度細、組成復雜的特點，即通常說的“貧、細、雜”，具體如下。

（1）品位低。探明總儲量的 97. 5% 為貧礦，平均品位只有 32. 67%，比世界鐵礦石主要生產國平均品位低 20 個百分點。

（2）嵌布粒度細。在我國鐵礦資源中，微細粒嵌布鐵礦石在我國鐵礦資源中占了很大比例，這部分礦石中鐵礦物結晶粒度一般小于 0. 074 mm，有的甚至只有 0. 01 mm，如袁家村鐵礦、祁東鐵礦、寧鄉(xiāng)式鮞狀赤鐵礦等。

（3）組成復雜、共伴生組分多。大約探明總儲量的 1/3 為共伴生多組分鐵礦，主要共伴生元素有釩、鈦、稀土、銅、硼、錫、鈮、鉻等，如包頭白云鄂博鐵礦、攀西釩鈦磁鐵礦、遼寧硼鐵礦等。

2 鐵礦選礦新技術

為提高我國鐵礦石的自給率，擺脫國外礦業(yè)巨頭的束縛，相關科研工作者圍繞鐵礦資源的高效利用開展了大量的研究工作，在微細粒鐵礦選礦、礦石粉碎、焙燒—磁選、深度還原—磁選、尾礦再選、低溫捕收劑研發(fā)等方面取得了顯著的成果。

2. 1 微細粒鐵礦選礦

赤鐵礦結晶粒度小于 0. 045 mm 或磁鐵礦結晶粒度小于 0. 03 mm 的鐵礦石通常被稱為微細粒鐵礦。山西袁家村鐵礦和湖南祁東鐵礦是我國較為典型的微細粒嵌布鐵礦床，如何實現(xiàn)鐵礦物的低能耗單體解離和高效富集是此類礦石開發(fā)利用的關鍵。太原鋼鐵集團與國內外科研單位合作，針對袁家村鐵礦高效回收組織開展了大量的試驗研究，最終選礦指標取得了重大突破。在原礦鐵品位 31. 18%、-0. 045 mm粒級占 93. 81%的條件下，采用半自磨 +兩段球磨的磨礦工藝和弱磁—強磁—混合磁精礦再磨—陰離 子 反 浮 選 工 藝，獲 得 了 精 礦 鐵 品 位66. 95%、回收率 72. 62% 的良好指標。生產實踐和研究工作表明，階段磨礦—階段磁選是處理微細粒磁鐵礦的最佳工藝；對于微細粒磁赤混合鐵礦，弱磁—強磁—再磨—反浮選工藝可獲得理想指標；分選微細粒赤鐵礦的工藝主要有強磁—脫泥—反浮選、選擇性絮凝—反浮選、強磁—離心選礦。

2. 2 高壓輥磨技術

作為一種礦石超細粉碎設備，高壓輥磨機具有單位破碎能耗低、處理能力大、破碎產品粒度均勻等特點。與傳統(tǒng)破碎設備相比，高壓輥磨機粉碎產品顆粒內部微裂紋明顯增多、細粒級含量高、礦物解離性好。高壓輥磨技術在國外已廣泛應用于金屬礦石的粉碎，而在國內金屬礦山的應用尚處于起步階段。國內專家和學者對高壓輥磨技術在鐵礦中的應用開展了大量的研究工作，形成了高壓輥磨機粉碎—預選技術，以最大限度地實現(xiàn)“多碎少磨，磨前拋尾”，降低選礦成本。馬鋼南山鐵礦針對該礦區(qū)低品位鐵礦石進行了高壓輥磨超細碎—濕式分級—粗粒磁選預選拋尾技術研究，依托該技術首次將高壓輥磨機應用于我國鐵礦選廠破碎系統(tǒng)后，選礦廠年處理量提高了 270 萬 t，處理單位礦石的電耗和鋼耗均下降了 30%左右。

高壓輥磨機在南山鐵礦的成功應用拉開了高壓輥磨機在國內鐵礦山應用的序幕。此后，河北司家營鐵礦、攀枝花白馬鐵礦、安徽大昌鐵礦等幾十家鐵礦選廠相繼引進了高壓輥磨技術，關于高壓輥磨機在鐵礦選礦廠應用的研究報道也逐漸增多。

2.3攪拌磨技術

攪拌磨具有能效高、可防止過磨、節(jié)省介質、易于操作、安裝簡便等顯著特點。攪拌磨機作為細磨、超細磨裝備首先在有色金屬礦山獲得了成功應用。隨著微細粒鐵礦的開發(fā)利用，攪拌磨技術正逐漸推廣至我國鐵礦山細磨作業(yè)。攀枝花白馬鐵礦于2010 年購買了德國愛立許公司 3 臺塔磨機用于釩鈦磁鐵礦細磨作業(yè)；2013 年 7 月，昆鋼大紅山鐵礦 3 臺塔磨機投入生產；2013 年，鞍鋼礦業(yè)公司購買了 6 臺美卓公司生產的立式螺旋攪拌磨機用于關寶山鐵礦選礦廠；2013 年，馬鋼霍邱張莊鐵礦選礦廠完成了應用立式螺旋攪拌磨進行二段磨礦的論證。

2.4 尾礦再選

鐵尾礦是指鐵礦石經選礦工藝提取鐵精礦后排放的固體廢棄物。由于我國鐵礦資源品位低，生產 1 t 鐵精礦平均需要排出 2. 5 t 尾礦。隨著我國礦山企業(yè)產能的不斷增加，鐵尾礦排放量迅速增加，已成為排放量最大的工業(yè)固體廢棄物。尾礦排放不僅占用大量土地，有時因管理不善，還會發(fā)生尾礦壩潰壩事故，造成人員傷亡、環(huán)境污染、村鎮(zhèn)被毀等嚴重后果。受選礦技術和水平的制約，鐵尾礦中通常含有一定量的金屬鐵元素，粒度較細，因而與采出原礦石相比磨礦能耗低，因此鐵尾礦再選是提高礦石利用率，實現(xiàn)資源化的重要途徑之一。

尾礦再選生產實踐及試驗研究表明，不同地區(qū)鐵尾礦的性質差異較大，鐵尾礦再選工藝也不盡相同。對于鐵礦物以磁鐵礦為主的尾礦，應采用細磨—弱磁選原則流程加以分選；對于磁鐵礦、赤（褐）鐵礦為主要鐵礦物的尾礦，強磁（或重選） 預選—磨礦—磁選—反浮選工藝可以實現(xiàn)鐵礦物的有效回收。

3 結語

我國鐵礦資源儲量豐富，但由于礦石品位低、鐵礦物嵌布粒度細、礦物組成復雜等因素導致其難以分選，給選礦工作者帶來巨大的挑戰(zhàn)，同時也為我國鐵礦選礦技術的進步創(chuàng)造了機遇。

參考文獻：

[1]韓躍新，孫永升，高鵬，等.高磷鮞狀赤鐵礦開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 金屬礦山，2012（3）.

[2]郭 華，張?zhí)熘?中國鋼鐵與鐵礦石資源需求預測[J].金屬礦山，2012（1）.