我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)研究

成傳鵬，賀國(guó)春

（青海黃河礦業(yè)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810008）

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，目前我國(guó)位居世界鐵礦石進(jìn)口國(guó)首位。隨著鐵礦石供需差距的增大，全球鐵礦石價(jià)格飛漲，鐵礦石的運(yùn)輸費(fèi)用也大幅度攀升，對(duì)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展造成不利影響。因此，相關(guān)人員將礦石開采的目標(biāo)放在了復(fù)雜難選鐵礦石中，以期通過相關(guān)技術(shù)提高國(guó)內(nèi)鐵礦石的利用率，挖掘我國(guó)現(xiàn)有鐵礦山的潛力，緩解鐵礦石進(jìn)口的壓力，保障鋼鐵行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 復(fù)雜難選鐵礦石概述

在20世紀(jì)90年代，就已經(jīng)出現(xiàn)難選礦的概念，難選礦主要分為以下三種類型：其一，本質(zhì)上難選，主要是指礦石由復(fù)雜的礦物構(gòu)成；其二，經(jīng)濟(jì)上難選，主要是指礦石在進(jìn)行選礦與處理過程中，需要花費(fèi)較高的成本才能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的精礦品位；其三，環(huán)保限制難選，主要是指礦石在進(jìn)行處理時(shí)，使用的化學(xué)藥品或者生成的物質(zhì)受到限制。對(duì)于鐵礦石而言，滿足上述復(fù)雜難選標(biāo)準(zhǔn)的有微細(xì)粒鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦、多金屬共生礦和超貧磁鐵礦[1]。

2 近年我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)分析

2.1 微細(xì)粒磁以及赤鐵礦的選礦技術(shù)

第一，選擇性高效磨礦技術(shù)。在微細(xì)粒磁選礦技術(shù)中，磨不細(xì)和過磨現(xiàn)象較為嚴(yán)重，是困擾研究人員的主要問題，為了解決這一問題，選擇性高效磨礦技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)可以有效提高有用礦物的分離度，還可以避免過粉碎現(xiàn)象的出現(xiàn)，既能夠提高鐵礦石的回收率，還可以提高精鐵礦的品位。

第二，超細(xì)磨技術(shù)。超細(xì)磨技術(shù)主要通過球磨機(jī)、ISA磨礦機(jī)和塔式磨礦機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)復(fù)雜難選鐵礦石的回收，研究人員為了實(shí)現(xiàn)高效細(xì)磨，對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行了較為深入的改進(jìn)，有效改善了磨礦產(chǎn)品的粒度組成，大大降低了能源損耗。

第三，強(qiáng)磁選技術(shù)。該技術(shù)主要通過SLon型立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選設(shè)備以及SHP型平環(huán)強(qiáng)磁選設(shè)備實(shí)現(xiàn)鐵礦石的回收。長(zhǎng)沙礦業(yè)研究院將SHP強(qiáng)磁選設(shè)備作為基礎(chǔ)，研制了新型ZHI強(qiáng)磁選設(shè)備，用于回收赤鐵礦。和兩種傳統(tǒng)強(qiáng)磁選設(shè)備相比，ZHI型強(qiáng)磁選設(shè)備的回收率要高26%、尾礦品位要低10%，鐵精礦的品位高0.3%。

第四，細(xì)粒浮選技術(shù)。細(xì)粒浮選技術(shù)主要是應(yīng)用微泡浮選柱對(duì)鐵礦石進(jìn)行分選，微泡可以為細(xì)顆粒進(jìn)行礦化提供條件，在一定程度上提高了浮選的回收率。近年來，但是細(xì)粒浮選技術(shù)中應(yīng)用的浮選柱也存在如下缺點(diǎn)：在進(jìn)行不充分礦物的解離時(shí)，難以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，需要通過降低回收率的方式提高精鐵礦的品位，而且浮選柱僅適用于精選作業(yè)，不適用于粗選作業(yè)。

第五，高效浮選藥劑。我國(guó)赤鐵礦具有顯著的粒度微細(xì)特點(diǎn)，在進(jìn)行細(xì)磨操作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的泥化現(xiàn)象，所以反浮選技術(shù)在赤鐵礦的選礦中應(yīng)用廣泛。研究人員將該技術(shù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行了高效浮選藥劑的研發(fā)，將苛化淀粉、石灰、氫氧化鈉以及脂肪酸類物質(zhì)作為主要的捕收劑，進(jìn)行赤鐵礦的反浮選藥劑。今年這四類捕收劑廣泛應(yīng)用于安徽和遼寧等地的復(fù)雜難選鐵礦石。

2.2 菱、褐鐵礦的選礦技術(shù)

在2000年之前，我國(guó)菱鐵礦和褐鐵礦的應(yīng)用較為稀少，只有少量的企業(yè)對(duì)這兩類鐵礦石進(jìn)行洗礦或者磁選拋尾。在2004年，長(zhǎng)沙礦業(yè)研究院對(duì)菱鐵礦的試驗(yàn)研究，提高了人們對(duì)菱鐵礦和褐鐵礦的重視。對(duì)于菱鐵礦，可以采用磁化焙燒工藝、弱磁選技術(shù)以及反浮選技術(shù)進(jìn)行選礦，相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該選礦技術(shù)的精礦TFe品位高達(dá)63.5%、回收率高達(dá)86%、資源利用率提高了近50%，還能夠降低近30%的能耗。

對(duì)于褐鐵礦，可以采用閃速磁化焙燒技術(shù)進(jìn)行選礦，該技術(shù)具備熱交換效率和還原率高等優(yōu)勢(shì)，相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該選礦技術(shù)的精礦TFe品位高達(dá)61.5%、回收率高達(dá)94.5%，能耗也有顯著的降低。此外，還有些鐵礦廠會(huì)應(yīng)用絮凝脫泥-反浮選技術(shù)進(jìn)行褐鐵礦的選礦，技術(shù)的鐵精礦評(píng)委高達(dá)63%、回收率為65.8%。

2.3 多金屬共生鐵礦的選礦技術(shù)

我國(guó)難選多金屬共生鐵礦石主要位于包頭和攀枝花兩地，包頭地區(qū)的鐵礦廠主要采用如下技術(shù)進(jìn)行多金屬共生鐵礦石的選礦：第一，通過弱磁-強(qiáng)磁技術(shù)進(jìn)行礦物的分組，將礦物分為磁選鐵精礦（包含鐵）、強(qiáng)磁中礦（包含鈮礦物以及稀土）和強(qiáng)磁選尾礦（包含稀土以及脈石）這三種；第二，使用硅酸鈉作為抑制劑，使用羧酸與羥基磺酸作為捕收劑，對(duì)磁選鐵精礦進(jìn)行反浮選，這一步驟主要用于除去礦石中的氟和磷都等物質(zhì)，從而獲得含鐵量大于63%的鐵精礦。該技術(shù)的鐵回收率高達(dá)74%。

攀枝花地區(qū)的鐵礦廠主要采用如下技術(shù)進(jìn)行多金屬共生鐵礦石的選礦：強(qiáng)磁選技術(shù)—分級(jí)技術(shù)—粗粒重選技術(shù)—細(xì)粒浮選技術(shù)。雖然該技術(shù)可以回收大量的鐵礦石，但是由于“高爐—轉(zhuǎn)爐”冶煉流程的應(yīng)用，導(dǎo)致鈦的回收率比較低，研究學(xué)者仍舊需要進(jìn)一步的研究。

2.4 超貧磁鐵礦選礦技術(shù)

首先，應(yīng)用高效破碎設(shè)備。一般來說，破碎磨礦的能耗占據(jù)選礦廠總能耗的一半以上，所以在進(jìn)行選礦工作時(shí)，工作人員需要遵循“多碎少磨”的基本原則，通過高效破碎設(shè)備實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”。需要注意的是，高效破碎設(shè)備中的高壓輥磨機(jī)以及柱磨機(jī)，能夠?qū)⒅兴榈V石磨到-5mm甚至-3mm，在很大程度上降低了入磨細(xì)度，大大提升了磨礦的效率。

然后，粗粒濕式拋尾技術(shù)。大部分鐵礦石選礦廠都會(huì)應(yīng)用該技術(shù)提高鐵礦石選取的質(zhì)量，降低生產(chǎn)的成本。因?yàn)殍F礦石的開采或者破碎時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較多的粉礦，干式拋尾技術(shù)會(huì)存活在拋尾量少以及磁性鐵損失嚴(yán)重等問題。而濕式拋尾技術(shù)可以有效解決上述問題，大大降低了磁性鐵的損失，能夠提高9%～12%的拋尾產(chǎn)率和12%～14%的入選品位[2]。

3 復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

通過上述分析可知，復(fù)雜難選鐵礦石的選礦技術(shù)仍舊存在缺點(diǎn)，相關(guān)人員需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行選礦技術(shù)的研發(fā)，提高選礦技術(shù)的效率。

第一，就微細(xì)粒磁以及赤鐵礦的選礦技術(shù)而言，技術(shù)人員需要進(jìn)行選擇性磨礦技術(shù)以及分級(jí)技術(shù)的研究，并提高超細(xì)磨設(shè)備的大型化，提高微泡浮選技術(shù)在微細(xì)粒鐵礦的選礦的利用率；第二，就菱、褐鐵礦的選礦技術(shù)的而言，研究人員需要降低現(xiàn)有技術(shù)的能源損耗，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，并提高廢氣的回收率，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)；第三，就多金屬共生鐵礦的選礦技術(shù)而言，研究人員需要提高有價(jià)金屬的回收率，實(shí)現(xiàn)鐵礦石選礦經(jīng)濟(jì)效益的最大化；第四，就超貧磁鐵礦選礦技術(shù)而言，研究人員需要將研究的重點(diǎn)放在碎磨設(shè)備的研發(fā)以及粗粒濕式磁選設(shè)備的推廣應(yīng)用上[3]。

4 總結(jié)

綜上所述，將多種選礦技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜難選鐵礦石中，能夠?yàn)殇撹F行業(yè)的生產(chǎn)提供充足的原料。通過對(duì)近年我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)研究可知，應(yīng)用于復(fù)雜難選鐵礦石中的選礦技術(shù)可以提高礦石的利用率，但是仍舊有需要改進(jìn)的地方，技術(shù)人員需要進(jìn)一步研發(fā)選礦技術(shù)的的設(shè)備和工藝，促進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文的分析仍舊不夠全面，僅供參考。

[1]陳雯，張立剛.復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].有色金屬（選礦部分），2013（S1）：19-23.

[2]李諾.眼前山難選鐵礦石選礦工藝試驗(yàn)研究[D].東北大學(xué)，2011.

[3]崔長(zhǎng)征.新疆庫(kù)姆塔格難選鐵礦石選礦試驗(yàn)研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2010.