選礦是(shì)利用礦物的物理(lǐ)性質或物理化(huà)學性質的差異,借助各種(zhǒng)選礦設備將礦石中的有用礦(kuàng)物(wù)和脈石礦物分離,並達到使有用礦物相對富集的過程。如今我國鋼(gāng)鐵(tiě)工(gōng)業進入了快速(sù)發展時期,對鐵精礦(kuàng)的需求逐年上升,因而對鐵礦產品原材(cái)料的需求也隨之大幅度提高。地殼中含(hán)鐵礦物雖然達數百種(zhǒng),但常見(jiàn)的具有工業價值的鐵礦物不過十餘種,如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等。鐵礦石是鋼鐵工業的主要原料,其(qí)中(zhōng)赤鐵礦約占(zhàn)一半左右。我國有色金屬(shǔ)礦產資源富礦少,貧礦多;粗顆粒(lì)少,細顆粒多;單一礦少,共生礦多。加上鐵礦石資源在(zài)經過多(duō)年開采後,麵臨資源不足的問題。因此,合理開發國內鐵礦資源變得更為迫切。隨著鐵(tiě)礦資源的日益貧化,開展對細粒貧赤鐵礦的(de)選礦工藝(yì)深入研究具有(yǒu)重要意義。選礦(kuàng)技(jì)術的發展很大程度上是與選礦工藝的改進和選礦設備的發展息(xī)息相關的。為(wéi)了充分利用(yòng)這些“貧、細、雜”的礦產資源,實現礦業(yè)的可持續(xù)發展,必須大力開發選(xuǎn)礦工藝,如重選、磁電選、浮選、重介質預選等相互聯合的各種聯合(hé)選礦工藝。
一、我國赤鐵礦選(xuǎn)礦工藝研究現狀
近年來隨著我國鋼鐵產品需求量激增,鐵礦資源變得尤為重要。盡管我國鐵礦資源十分(fèn)豐(fēng)富,但是難選(xuǎn)的貧赤鐵礦(kuàng)所(suǒ)占比重很大,占總儲量的97%。需選(xuǎn)礦的貧礦(kuàng)中,磁鐵礦(kuàng)占48.5%,釩(fán)鈦磁鐵礦占20.6%,赤鐵礦20.8%,混合礦(kuàng)占3.5%,菱鐵礦3.7%,褐鐵礦2.4%。礦(kuàng)石平均品位32.67%,比世界鐵(tiě)礦平均品位低11個百分點。目(mù)前我國內蒙古、新疆等地(dì)方的鐵礦山(shān)因受地域條件和選礦技術(shù)水平的限製一直未能大規模開發利用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發展和選礦裝備水平的迅速(sù)提高,使(shǐ)該類礦石(shí)選(xuǎn)別(bié)成為可能(néng),因此,從國內外的實(shí)際(jì)情況出發,研究這種類型鐵礦石選礦工藝就顯得非常必要(yào),它必定對我國赤(chì)鐵礦(kuàng)的研究開發起到廣(guǎng)泛的促(cù)進作用,同時對我國鐵精礦粉短缺起到一定的緩解作(zuò)用。
我國五六十年代就開(kāi)始對赤鐵礦選礦進行研(yán)究,其中以(yǐ)遼寧鞍山礦業(yè)公司研究所的赤鐵礦選礦工藝(yì)*為(wéi)成功,研究代表(biǎo)了國內赤(chì)鐵礦選(xuǎn)礦工藝發(fā)展的*高水平。隨(suí)著(zhe)大規模工業開采的(de)不斷進(jìn)行,鞍(ān)鋼(gāng)公司所開采的貧(pín)赤鐵(tiě)礦的產量占到(dào)總產量(liàng)的50%以上,其生(shēng)產的(de)鐵礦石(shí)主要是細粒嵌布的(de)貧赤鐵礦。鞍山地區貧赤(chì)鐵礦以(yǐ)赤鐵礦(kuàng)和(hé)假象赤鐵礦為主,礦體厚大(dà),儲(chǔ)量豐富,地表氧(yǎng)化(huà)程度較深,且深部逐漸過渡到磁鐵礦。礦石的化學組(zǔ)成主要元素為鐵和(hé)矽,礦石品位一般(bān)為25%~30%之間變化,屬於高(gāo)矽低硫磷貧赤鐵礦磁鐵石英岩。目前鞍山地區的(de)貧赤鐵礦選礦廠主要采用兩種工藝流程,其中一(yī)種為階段磨(mó)礦,重選—磁選(xuǎn)—反浮選流程,原礦經一段磨礦分級後,一(yī)次(cì)溢流經水力旋流器粗細分級,粗粒產品由處理,細粒經弱磁、強磁選(xuǎn)別,混磁精反浮選。粗、細粒二者均產出*終精礦。重(chóng)選(xuǎn)精螺尾與掃螺精經掃中磁後的掃中磁精再磨返回水力旋流器。掃中磁(cí)尾、強(qiáng)磁尾和反浮選尾礦合並為綜合尾礦。另外一種工藝流程為(wéi)連續磨礦,中礦再磨,重選—磁選(xuǎn)—反浮選,原礦經(jīng)兩段連續磨礦,二次溢流(liú)經水力旋流器輔助分級後,粗粒產品由螺旋溜槽選別,細粒經弱磁(cí)、強磁選別,混精礦反浮(fú)選。粗粒產品、細粒產品二者均產出*終精礦。重選精螺尾與掃中磁精礦再磨返回水力旋流器。掃中磁尾礦、強(qiáng)磁尾和反浮選尾礦合並為綜合尾礦。生產(chǎn)實踐(jiàn)表明(míng)這兩種選礦工藝流程(chéng)在(zài)鞍山地區的選礦(kuàng)廠應用中均(jun1)取(qǔ)得了良好的技術經濟效果。
伴隨著現代高爐的大型化和自(zì)動化,煉鐵工藝和技術也發(fā)生了(le)許多變革,人爐鐵料、輔料和燃(rán)料質(zhì)量的提高大大地促進和推動(dòng)了鐵(tiě)礦石選礦工(gōng)藝、技術與裝備的發展。如今細篩再磨、陰離子或陽離子反浮選以及強磁選機等被廣(guǎng)泛地研究並應用於各類鐵礦石的分選。近年來我國(guó)一些鐵礦企業針對不同性質的粗選鐵(tiě)精礦進(jìn)行了各種提鐵降雜的工藝研究,取得了(le)不俗的成績。主要(yào)工藝(yì)有:細篩再磨精選技術、磁(cí)選鐵精礦反浮選技術、磁(cí)力和重力相(xiàng)結合的磁—重選礦機及浮選柱的應用、鐵精礦聯合流程精選技術、超級(jí)鐵精礦精選技術。
二、赤鐵礦的選礦主要方法原理(lǐ)及在我國的應用分析
1、赤鐵礦(kuàng)的單一選(xuǎn)礦方法
(1)重選法(fǎ)原理
重選法是根據礦粒間密度(或比重)的差異,因而(ér)在運動介質(水、空氣或重介質)中(zhōng)所受重力、流體動力和其他機(jī)械力的不(bú)同,從而實現按密度分選礦粒群的過程。重選法按其原理,可分為分級、洗礦、跳(tiào)汰選礦、搖床(chuáng)選礦(kuàng)、溜槽選礦(kuàng)和重介質選礦。其中前兩類主要(yào)是按粒度分選的過程,後四類主要是按密度分選的過程。另外,還可根據礦物的導電性、摩擦(cā)係數、顏色和光澤等(děng)不同(tóng)來進行選礦,如電選法、摩擦選礦法(fǎ)、光(guāng)電選礦法(fǎ)和手選法等。近幾十年來重選法處(chù)理我國赤鐵礦石的應用有了較大的進展,我國七十年代開始就(jiù)對螺旋選(xuǎn)礦機進行了改造,創造了分選效(xiào)率更高的,加上圓錐選(xuǎn)礦機的應用(yòng),使中細粒赤鐵礦的選(xuǎn)別得到(dào)很大改善。然而,能否有(yǒu)效地處理微(wēi)細粒赤鐵(tiě)礦,仍是重選法在(zài)這一領域取得(dé)成功的關鍵。
(2)磁選法原理
磁選法是利用各種礦(kuàng)物的(de)磁性差別,在不(bú)均勻磁場中實現分選礦(kuàng)物(wù)的一種選礦(kuàng)方法,磁選是在磁選機中進行的。當礦(kuàng)漿進入(rù)分選空間後,磁性礦粒在不均勻磁場(chǎng)作用下被(bèi)磁(cí)化,從而受磁場吸引力的(de)作用,使(shǐ)其(qí)吸在(zài)圓(yuán)筒上,並隨(suí)之被轉筒帶至排礦端排出;非磁性礦粒由於所(suǒ)受的磁場作用很小,仍殘留在礦漿(jiāng)中。此法主要用來處理黑色金屬礦石中(zhōng)的稀有金屬礦石,以及一些非金屬礦石的分選。我國是(shì)世界上*早采用(yòng)磁選法處理赤鐵礦的國(guó)家(jiā)之一。早在1926年就在鞍山建立了一座豎爐(lú)磁選廠處理赤鐵礦;六十年代初在酒鋼建立一座豎爐焙燒磁選廠;七十年代這一工藝又在鞍鋼齊大山選廠二期及重慶綦江(jiāng)選廠(chǎng)推廣應用。盡管磁選工藝(yì)已在我國磁鐵礦選(xuǎn)礦的(de)處理中得到多(duō)年的(de)應用,但仍(réng)存在(zài)投資(zī)較大、生產成本高以及粉(fěn)礦難於處理等特點。
(3)浮選法(fǎ)原理
浮選是依據各種礦(kuàng)物表麵性質的差異,在浮選機中添加適當的藥劑,從礦漿中借助於氣泡的浮力,達到選分礦物的目的。一定濃度的礦漿加入各種浮選藥劑,在浮選機內經(jīng)攪拌並充氣產生大量的彌散氣(qì)泡。呈懸浮狀態的(de)礦粒與氣泡碰撞(zhuàng),一部分可浮性(xìng)好的礦粒附(fù)著在氣泡上,上(shàng)浮至液麵形成泡沫產品,通常是精礦;未浮礦物留在礦漿內,通常(cháng)稱為(wéi)尾礦。浮選法在赤鐵礦選礦中的應用(yòng)是選礦工藝技術的又一重(chóng)大進展,它不僅能選別早期重選、磁選難於處理的細粒鐵礦,而且(qiě)能選別組成(chéng)複(fù)雜的複合共生鐵礦。因此,浮選法的(de)應用極(jí)大促進了鐵礦資源的擴(kuò)大生產和回收率。我國許(xǔ)多鐵礦(kuàng)選礦企業對赤鐵礦進行了反浮選(xuǎn)試(shì)驗,並取得了(le)良好指標。遼(liáo)寧的(de)鞍鋼齊大山選礦廠采用RA515、苛性鈉及澱(diàn)粉進行鐵礦反浮選(xuǎn)連續試驗(yàn),從含鐵28.82%的原礦,選得含鐵67.24%、回(huí)收率84.10%的鐵精礦。目前,我國赤鐵礦的浮選以其它工藝聯合進行反浮選為主要模式,並取得了細粒赤鐵礦(kuàng)選別,精礦品位66%以上、回收率大於75%的良好(hǎo)指標。
2、選別赤鐵礦的聯合流程
目前我國對赤(chì)鐵礦的選礦除了采用(yòng)單一選礦法處理(lǐ)赤鐵礦之外,還采用選別方法的聯合流程處理赤鐵礦和赤鐵礦—磁鐵礦混和礦(kuàng)石,其主要的類型有;重選—磁選、磁選—重選、弱磁—強磁(cí)一浮選、弱磁—浮選、重選—浮選、重選—電(diàn)選等。隨著鋼(gāng)鐵工業的不斷發展和鐵礦資源的日益貧化,人們對赤鐵礦選礦的(de)意義和重(chóng)要性(xìng)逐步加深了認(rèn)識。近(jìn)幾年來赤鐵礦選礦取得了較大的發展,常規方法逐步完善,新(xīn)工藝設備新藥劑不斷出現,聯合流程較好等等,這些都為進一步解決各種難選的赤鐵礦問題創造了有利條件。
開元機械總結:赤鐵礦(kuàng)選礦工(gōng)藝針對性較強,對細粒赤鐵礦選礦工(gōng)藝,國外主(zhǔ)要選擇采用性絮凝—浮選選(xuǎn)礦工藝,該工藝以原礦作為浮選作(zuò)業處理的礦石量,存在汙水處理係統(tǒng)龐大和選礦成本高的弊病。國內則主要用反浮選控(kòng)製細粒赤鐵礦的鐵精礦品位和回收率(lǜ),也同樣存在著環境汙染問題,選(xuǎn)礦成本高,浮選藥劑、操作條件較難控製(zhì)等(děng)。針對現有各(gè)種方法的弊端,要求各鐵礦廠盡量選擇成本(běn)低廉,環境汙染小的藥劑和適宜的(de)工(gōng)藝流程,這(zhè)是降低選礦成本的關鍵,也是(shì)減小環境汙染的有效手段。由於各種選礦方法(fǎ)原理有著本質的差別,強磁選可以在粒度較細的情況下分選出大量的脈石顆粒,能顯著地降低進入下(xià)一步工序的礦石量,還能為浮選和重選工藝創造較為優越的浮選條件重選條件,而重選則可以利用礦石中各(gè)種礦物密度的差別,按密度進行分選,對礦(kuàng)物(wù)有不同(tóng)程度的富集作用,進而有利於其他工藝的進行,這對我國鋼鐵企業的發展有著非常重(chóng)要的現實意(yì)義。