中国贫铁矿选矿的工艺设备实际情况

2019-09-06 14:34 来源：钢铁世界网作者：dengys

我国现已查明的铁矿矿床约1760多处，散布在全国600多个县内10亿t以上的大型矿区有鞍本、攀西、冀东—北京密怀、五台岚县、宁芜—罗河、鄂西、包头—白云、鲁中和云南惠名等9个，算计占总储量的67.3%。总储量的51.3%会集在辽宁、四川和河北三省，已开发运用的占总储量的36.3%。
我国铁矿石资源丰而不富，在约500亿t储量中97.7%为贫矿，均匀档次33%，低于国际铁矿石均匀档次11个百分点，含铁量大于50%的富矿仅占2.3%，绝大部分须经选别方可入炉。
我国铁矿石资源质量不高，其矿石大都以细粒条带状、鲕状及涣散点状结构存在，乃至呈显微细粒结构。有些是多金属共生复合矿床，一些有价矿藏往往需细磨至200目占90%才干单体别离，给选别等作业带来了难度。在开发进程中耗费大宗能量的一起，也给环境带来了污染。
贫铁矿资源的特色决议了它的开发运用与其它矿产有所不同，采掘工程量大，产值低，赢利少，资金运用率低。
近年来，铁矿石进口量大幅增加，2004 年到达2.1 亿t，进口铁矿石的金属量已占我国入炉金属量的50%。一起，铁矿石市场报价见涨，2004年报价上涨18.6%，2005年4月又上涨71.5%，市场竞争的压力越来越大。
根本工艺
－磁铁石英岩的选矿
磁铁石英岩即铁隧岩，或鞍山式贫铁矿石，多会集散布在鞍本、五岚及冀东区域。矿石中主含磁铁矿和石英，根据磁铁石英岩的磁学性质，一般运用磁铁矿和石英磁化系数的较大不同进行磁选，典型的这一类选矿厂有美国伊里选厂、明塔克选厂、加拿大亚当斯选厂、前苏联的库尔斯克矿石公司、我国的大石河南芬和大孤山等选矿厂。
磁铁石英岩的分选工艺是经三至四段破碎至25～15 mm，或经一段破碎到350～250mm，通过自磨与球磨 (砾磨) 结合，施行三段细磨，进入多段磁选。
磁铁石英岩选矿的工艺特色是采纳阶段磨矿和磁选流程，以便阶段排出单体脉石，削减下一阶段的磨矿量。
－磁铁矿石的选矿
磁铁矿石归于矽卡岩型矿石，其间首要铁矿藏为磁铁矿，还含有少数的硫化矿藏，并伴生有钴镍钒等有色金属，脉石为矽卡岩。矿石呈斑驳状、角砾状、带状和块状。磁化系数与磁铁石英岩类似。根据粒度嵌布特性可分为粗粒、细粒、微细粒和极微细粒嵌布矿石。典型的这一类选矿厂有美国恩派尔选厂、格雷斯选厂、加拿大希尔顿选厂和澳大利亚怒江选厂。我国的多会集散布在鄂东、邯郸、山东、江苏和安徽等地有五家子铁矿和玉石洼铁矿等。
根据磁铁矿石的物理性质，最有用的选矿办法是以磁选法收回磁性矿藏，以浮选法收回伴生的硫化矿藏。其分选工艺多是二至四段破碎，并在破碎流程中配有一至二段干式磁选，选别中碎或细碎产品。对进一步深选产品，经二至三段细磨，进行二至五次湿式磁选，取得终究铁精矿产品选用磁选——浮选或浮选——磁选等联合流程，在进步铁精矿档次的一起，还可收回伴生矿藏成为相应的精矿产品，以及精矿的脱硫。
磁铁矿石磨矿粒度较粗且泥化的粒子含量较少，一般用磁选机即可进行脱泥。
选别磁铁矿石的选矿厂依照全循环供水流程操作，循环水运用率为75%～85%。
－赤铁矿和赤－磁铁矿石的选矿
(1) 赤铁矿和赤－磁铁矿石在当选矿石中占有较高的比重。多散布在我国鞍山、前苏联的库尔斯克磁力反常区、美国的密执安、加拿大的魁北克、巴西考埃和利比亚帮格区域。以赤铁矿为主的矿石，首要是选别具有杰出物理性质的粗粒嵌布矿石，而微细粒嵌布赤铁矿石的运用尚属国际上探究的课题。我国的赤铁矿石具有细粒和微细粒嵌布的浸染状结构，首要含赤铁矿和石英赤－磁铁矿石中赤铁矿和磁铁矿的份额改变很大，按其份额可分为矽卡岩型 (如帮格矿石) 和镜铁矿型 (如卡罗尔矿石)。
(2) 赤－磁铁矿石的选矿工艺。现在多选用磁选——重选流程、磁选——浮选流程或重选——磁选——浮选流程。有的选厂先用重选办法收回赤铁矿。再从重选尾矿顶用磁选办法收回磁铁矿；也有用浮选法 (挪威拉那选厂)和用电选法(加拿大瓦布什选厂) 进行精选，或在终究一段选别前用细筛处理。磁选——重选流程首先用弱磁场磁选收回磁铁矿，而后用重选法从磁选尾矿中收回赤铁矿；而磁选——浮选流程则以浮选作为分选赤铁精矿的首要进程，用重选法收回粗粒赤铁矿和磁铁矿，用磁选法收回细粒磁铁矿。关于细密结晶的赤－磁铁石英岩，重选法广泛地用于选别粗粒嵌布矿石，强磁选或浮选用于选别细粒矿石。关于黏土质赤－磁铁矿石，首要用洗矿或干式磁选。
(3) 赤铁矿石的选矿。可选用洗矿、重选、浮选、磁选和焙烧磁选法，或用浮选和电选作为精选作业，按不同矿石性质，组成不同方式的选矿工艺流程。对粗粒或块状矿石混入贫化物料时，多用重悬浮液选矿。有些选矿厂对粒状矿石选用跳汰选矿，关于中细粒矿石用螺旋选矿机进行重选，或用强磁选机进行磁选。
(4) 关于微细粒嵌布的石英铁质岩用浮选法或焙烧磁选法来处理。美国 Tilden 选矿厂用选择性絮凝、阳离子反浮选处理细磨到80% － 0.025mm的矿石。鞍山烧结总厂和齐大山选矿厂曾用竖炉，前苏联克里沃中部采选公司选矿厂曾用反转窑对细粒嵌布赤铁矿石进行复原焙烧处理后再磁选取得铁精矿。
－钒钛磁铁矿石的选矿
钒钛磁铁矿石中的磁铁矿与钛矿藏连晶，颗粒粗大。脉石为辉长岩橄榄岩和绿泥石，颗粒散布不均且难细磨。矿石可磨性系数约为磁铁石英岩的 1/ 2，归于易选、难磨和矿藏纯度低的矿石，伴有工业档次的钛和钒钴镍等有用元素。
钒钛磁铁矿石首要会集在我国攀西区域和前苏联的乌拉尔区域。攀枝花冶金矿山公司对破碎产品直接进行细磨，选用了一段闭路磨矿和二段磁选一段扫选的工艺流程，选矿厂选用循环水直销体系，关于此类矿石除了收回铁精矿外，一起还收回钛矿藏和硫镍矿藏产品。
－褐铁矿石的选矿
褐铁矿石首要呈鲕状、粉状和细密块状结构，鲕粒大小不一。除首要矿藏为褐铁矿外，还含有少数赤铁矿菱铁矿。脉石首要为石英、碌泥石、方解石、泥质物和黏土等矿藏，还含有锰磷坤等杂质。
褐铁矿的选矿，现在广泛选用洗矿、重选、磁选联合流程。
－菱铁矿石的选矿
矿石中首要金属矿藏为菱铁矿及少数的褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿和硅酸铁等。非金属矿藏为石英和方解石等。
菱铁矿石在国际上运用不行广泛，仅在欧洲一些铁矿资源较少的国家，如捷克、波兰、前南斯拉夫、奥地利等国进行大规模的工业运用。菱铁矿石的首要选矿办法是焙烧磁选法和重选法。
首要设备
－破碎磨矿设备
我国铁矿石破碎作业根本依照五种流程进行出产，一段破碎多是供自磨机磨矿用料，破碎粒度为350～0mm 或250～0mm二段破碎、三段开路破碎、三段闭路破碎和四段破碎多是供球磨机或棒磨机磨矿用料，破碎粒度为25～0mm、20～0mm、15～0mm 和12～0mm。
按破碎产品粒度分为粗碎、中碎和细碎三种破碎设备。
粗破碎机选用颚式破碎机或旋回破碎机。大型铁矿石选厂多用 1500mm×2100mm颚式破碎机和1500mm/300mm 或1200mm/180mm旋回破碎机。中破碎机选用标准型圆锥破碎机。细破碎机选用短头型圆锥破碎机。
磨矿首要选用一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿流程。其间有接连磨矿和阶段磨矿或带有选别或带有细筛的磨矿流程。
歪头山、金山店、石人沟和漓渚等20多个铁矿具有自磨机70余台，其间较多的是 f5.5m×1.8m自磨机，半自磨技能是向自磨机中参加3%～5%、f120～f150mm 的钢球，以进步自磨机的处理量，而选用砾磨对一些矿石具有下降球耗和电耗，然后下降选矿本钱的作用。
我国铁矿石选厂有自磨机、棒磨机、砾磨机和球磨机，其间自磨机约占 10%，棒磨机和砾磨机约占3%，其他根本上为球磨机，铁矿选矿厂出产中运用最多的是f2.7m×3.6m和 f3.6m×4.0 m规格的球磨机。
－预选设备
我国有大石河、水厂、程潮吉山等29个铁矿选矿厂选用干式磁滑轮预选。现在运用较好的有f800×1400mmCT—108型以及f1250×1270mm永磁磁滑轮 (或称大块磁选机)。
选用密度较低的粗粒加剧剂配制成密度较大的重悬浮液，用重介质振荡溜槽进行铁矿石预选，排出夹石和围岩一般分选粒度为75～10mm处理量较大。选用梯形、矩形、圆形和大粒跳汰机对弱磁性铁矿石进行不同粒度块矿预选的技能是成功的。对15～0mm 矿石选用 ZXY 型圆形跳汰机可预先排出产率约为 13% 含铁为 14% 的尾矿；对 3010 mm 矿石选用 AM30 型大粒跳汰机预选可取得较高收回率的高档次铁精矿。
－磁选设备
细粒磁铁矿湿式磁选用单筒、**和三筒永磁磁选机进行分选，有f 1200×3000 mm (瑞典、芬兰、前苏联) 和 f 1500×3000 mm (前苏联)、f 1500×1500 mm (Krupp **) 及 CTS、CTB、CTN－1224 型(我国) 等各种类型，一段或二段磁选机多选用顺流型底槽；三段或四段为半逆流型；而球磨机排矿直接磁选的多用逆流型。
竖式复原焙烧炉曾用于鞍山式赤铁－石英岩进行磁化焙烧，在齐大山、包头和酒钢选矿厂进行焙烧磁选，出产铁精矿。我国有 130 多座竖炉，容积为 50m3、70m3、100m3 和 160m3。
反转焙烧炉在捷克和前联邦德国选矿厂进行褐铁矿和菱铁矿的磁化焙烧。
各种结构方式的干式感应辊式强磁选机、洪堡Jones 型湿式平环强磁选机和在此根底上开展的多种类型的强磁选机，以及接连作业的瑞典 Sala 高梯度强磁选机在弱磁性铁矿石的选别中取得运用。
－浮选设备
各种结构类型的浮选机用于处理细粒和微细粒嵌布的贫铁矿石。
国内外定型制作和运用的浮选机仍以机械拌和式为主，而且有着同一开展趋势，即跟着细贫难选物料处理量的日积月累，向着充气量满足、出产才能大、电能耗费少、选别目标好以及便于操作和保护等方面开展。代表产品有芬兰 OK－16MX—14、WEMCO—144、DR—600H，充气机械拌和式有 BFP－240、BFR600 等。
－重选及洗矿设备
多种规格类型的重介质选矿机、跳汰机、旋流器、螺旋溜槽、振荡溜槽、螺旋选矿机、槽式洗矿机、洗矿筒和湿式反转筛取得了广泛运用。关于粗粒或块状矿石混入贫化物料时，多用重悬浮液选矿。有些选矿厂对粒状矿石进行跳汰选矿，关于中细粒矿石首要用螺旋选矿机进行重选。
螺旋选矿机在美国、加拿大、瑞典利、比里亚等国家的新老选厂广泛运用。如加拿大卡罗尔选厂选用 4000 多台，通过一次粗选和两次精选，直接取得精矿，对粗选尾矿再进行磁选，终究铁精矿档次为 66.5%。
－电选设备
加拿大北克拉布拉多矿选用出产率为 1.7 t/ h 的电选机分选弱磁性贫铁矿石，取得了满足成果。
－粒铁炉
德国、捷克、波兰、朝鲜、西班牙和我国选用了出产率为 300～800 t / d 的粒铁炉，处理微细粒嵌布的高硅难选贫铁矿石，目标杰出。
－脱水设备
浓缩一般选用周边传动或中心传动的浓缩机，还有歪斜板稠密箱。
过滤选用圆筒或圆盘真空过滤机、磁滤机以及带式压滤机。筒型内滤式真空过滤机可用于过滤磁选和浮选铁精矿。选用筒型磁滤机过滤磁选铁精矿。选用盘式真空过滤机过滤细粒浮选铁精矿。选用压滤机过滤微细粒矿泥精矿。为处理细粘物料卸料困难的课题，呈现了折带式过滤，机面积已达 131.9m2。
为了进步微细粒物料过滤的功率，过滤机正围绕着下降滤饼和过滤介质阻力的方向在改善，如增加絮凝剂和助滤剂，选用合理的过滤介质等。陶瓷过滤机即归于织物介质外新式多孔固体介质的运用。
－精矿和尾矿运送技能
澳大利亚怒江选矿厂选用了f244 mm长约90km的长距离铁精矿运送管道，其泵站配有4×450kW电动机驱动的柱塞泵排出压力105～141MPa运送铁精矿 250万 t/ a，运用率达97%。
浓度超越40%的尾矿水力运送技能正在逐步推广之中。
技能进步
－磁铁矿石选矿
细粒嵌布磁铁矿选矿技能进步。首要表现在选矿工艺的开展和完善、选矿设备的更新和改造、选矿归纳目标的不断进步等方面：
(1) 选用新式破碎机，或改造旧有圆锥破碎机，或改开路破碎流程为闭路破碎流程，以下降磨矿能耗，减小入磨矿石粒度。近二十多年来，国外呈现了超重型绷簧圆锥破碎机和高能液压圆锥破碎机，以及双轴重型振荡筛，因此呈现了新三段一闭路单段球磨的所谓“新惯例碎磨”流程，使产品粒度到达了7～8mm完成了“多碎少磨”，削减了能耗。进步了磨机处理才能。高压辊磨机现在仅仅广泛用于水泥工业中，有望从水泥熟料的破碎进入铁矿石选厂。超细磨机锋芒毕露磨机衬板的开展阅历了从金属衬板到非金属衬板，再开展到磁性衬板，经济效益明显；
(2) 遍及选用磁滑轮预选作业，组成预选—磁选流程，以进步磨机处理量才能和原矿档次。我国的实践证明可排出 8%、含铁 9% 的大粒脉石，进步入磨档次 2%，电耗下降 2% 左右；
(3) 改干式自磨为湿式自磨，改闭路湿式自磨为开路或半开路湿式自磨。用直线振荡筛替代一段磨矿分级中的螺旋分级机。在二段分级中选用水力旋流器，以进步磨矿分级功率。
(4) 遍及选用击振细筛或高频细筛，与磨矿分级分选构成磁选细筛流程，以便在较高收回率条件下，取得含铁 65% 以上的优质铁精矿产品；
(5) 选用f1050mm 或f1250 mm大筒径磁选机以进步磁选才能和精矿档次。如大孤山选用 BX f1050 mm×2400 mm 磁选机台时产值 44.16 t/ h，给矿粒度—0.074 mm 占 78.62%，收回率 99.39%，精矿档次 59.54%，比原磁选机精矿档次进步 0.8%。
(6) 广泛选用磁铁矿石阶段磨矿—磁选流程，以取得高质量的铁精矿产品；
(7) 加拿大克雷格蒙特选厂选用了“以粒度为根底的 PSM 操控”，除了两套正在运用的 PSM—100外，又在磁铁矿收回回路安装了 PSM—200 用于—325 目占 85%～95% 的较细磨矿粒度，既坚持了规则的磨矿粒度，一起又能使磨机的处理量最大，然后下降了每吨精矿的本钱。
－赤铁矿石选矿
细粒嵌布赤铁矿石的开发运用，促进了赤铁矿浮选、重选、强磁选和焙烧磁选等选矿工艺的开展。
(1) 赤铁矿全浮选流程。选用脂肪酸类阴离子捕收剂，碳酸钠作矿浆调整剂 (矿浆 pH 值为 910)，浮选赤铁石英岩类型矿石中的赤铁矿，处理了矿浆黏度大，精矿脱水难等问题。选用二段浓缩作业，下降了金属丢失；
(2) 强磁—浮选流程。首要特色是通过强磁选将矿石中的单体石英和易泥化的绿泥石等脉石矿藏在粗磨条件下排出，成为合格精矿，然后为进一步细磨和浮选发明有利条件；
(3) 焙烧—磁选流程。选用竖炉对 75～20 mm 赤铁矿石，以焦炉和高炉混合煤气加热与复原，生成人造磁铁矿石，再进行磁选取得铁精矿产品。竖炉复原焙烧鞍山式赤铁－石英岩，具有铁精矿档次 65.82% 和收回率 78.41% 的目标。
(4) 焙烧磁选－反浮选流程。为了进步焙烧磁选铁精矿质量，选用十二胺阳离子捕收剂，在中性矿浆中进行反浮选。在十二胺用量为 120～180 g/ t (对磁选精矿) 条件下，得到了铁精矿档次 65.85% 和收回率 75.85% 的目标；
(5) 强磁选流程。前苏联中心采选联合厂商克里沃罗格矿床氧化铁质石英岩的处理，1989年由磁化焙烧转化为强磁选的。新流程投入运，行处理了焙烧发生的尘埃和废气净化问题和每吨精矿约需 100m3 天然气的高能耗问题，用当量燃料吨数表明的总能耗由磁化焙烧的0.202 降到强磁选的 0.054，是氧化铁质石英岩选矿不经焙烧的重大进展；
(6) 阶段磨矿、重磁－阴离子反浮选流程。齐大山选矿厂选用 MZ－21 高效低耗无毒新药剂和 Slon型立环脉动高梯度强磁机，在金属收回率没有下降并坚持选厂原有出产才能的条件下，铁精矿档次到达67.14%，选矿药剂费用下降24.89%，筛选了传统的焙烧磁选工艺，能耗费用下降 48.93%，吨精矿加工本钱下降 3.28%，还杜绝了焙烧运用煤气形成的人身安全和环境污染。
－磁－赤铁矿石选矿
(1) 重选－磁选－浮选流程。鞍山式磁－赤铁矿石在粗磨条件下即有一部分铁矿藏呈单体解离，需及早收回。该流程能取得收回率高的优质铁精矿产品较具竞争力。其首要特色是在一次磨矿旋流器分级后，用螺旋溜槽收回部分粗粒级铁矿藏。细粒级用磁选－浮选流程收回各中间产品兼并后进行二次分级磨矿，再回来分选回路。
(2) 磁选－重选流程。对细粒嵌布磁－赤铁矿石，我国开展了以磁选收回部分磁铁矿藏，对其尾矿用螺旋溜槽和离心选矿机收回弱磁性矿藏的工艺。
(3) 接连磨矿－磁选 (弱磁－强磁)－反浮选流程。首要特色是选用接连磨矿，将矿石直接磨至单体解离，只操控终究磨矿产品粒度。选用弱磁强磁选能够起到排出尾矿和脱泥的两层作用，减轻或消除矿泥对浮选的有害影响。强磁选脱泥作用最佳。选用反浮选 (浮出石英等脉石) 习惯了矿石中磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿不同份额的改变，尤其是阴离子反浮选对矿泥的习惯才能强，如鞍钢调军台选矿厂根据此流程改造后，在原矿档次 29.60% 的情况下，取得了精矿档次 67.59% 以上，尾矿档次 10.56%金属收回率82.24% 的目标。
－多金属铁矿石选矿

攀枝花冶金矿山公司对钒钛磁铁矿石的破碎产品直接进行细磨，选用一段闭路磨矿和二段磁选一段扫选的工艺流程，得到了含铁 51.59%收回率为74.47% 的铁精矿。关于白云鄂博铁矿，选用弱磁－强磁－浮选联合流程，归纳收回铁、铌、稀土矿藏。其特色是在磨矿粒度到达200 目占 95%～96% 时，用弱磁选收回磁性铁矿藏，以强磁选放弃含铁硅酸盐，并使稀土矿藏、铌矿藏在强磁中矿中开始富集，再从顶用浮选法收回铌矿藏及稀土矿藏。能够得到很好的稀土和铌精矿产品目标，以及档次 65.29%收回率为 77.13% 的铁精矿。

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