我國赤鐵礦選礦工藝現狀與設備分析

選礦是利用礦物的物理性質或物理化學性質的差異，借助各種選礦設備將礦石中的有用礦物和脈石礦物分離，并達到使有用礦物相對富集的過程。如今我國鋼鐵工業(yè)進入了快速發(fā)展時期，對鐵精礦的需求逐年上升，因而對鐵礦產品原材料的需求也隨之大幅度提高。地殼中含鐵礦物雖然達數百種，但常見的具有工業(yè)價值的鐵礦物不過十余種，如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等。鐵礦石是鋼鐵工業(yè)的主要原料，其中赤鐵礦約占一半左右。我國有色金屬礦產資源富礦少，貧礦多；粗顆粒少，細顆粒多；單一礦少，共生礦多。加上鐵礦石資源在經過多年開采后，面臨資源不足的問題。因此，合理開發(fā)國內鐵礦資源變得更為迫切。隨著鐵礦資源的日益貧化，開展對細粒貧赤鐵礦的選礦工藝深入研究具有重要意義。選礦技術的發(fā)展很大程度上是與選礦工藝的改進和選礦設備的發(fā)展息息相關的。為了充分利用這些“貧、細、雜”的礦產資源，實現礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須大力開發(fā)選礦工藝，如重選、磁電選、浮選、重介質預選等相互聯(lián)合的各種聯(lián)合選礦工藝。

一、我國赤鐵礦選礦工藝研究現狀

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豐富，但是難選的貧赤鐵礦所占比重很大，占總儲量的97%。需選礦的貧礦中，磁鐵礦占48.5%，釩鈦磁鐵礦占20.6%，赤鐵礦20.8%，混合礦占3.5%，菱鐵礦3.7%，褐鐵礦2.4%。礦石平均品位32.67%，比世界鐵礦平均品位低11個百分點。目前我國內蒙古、新疆等地方的鐵礦山因受地域條件和選礦技術水平的限制一直未能大規(guī)模開發(fā)利用。隨著國民經濟的發(fā)展和選礦裝備水平的迅速提高，使該類礦石選別成為可能，因此，從國內外的實際情況出發(fā)，研究這種類型鐵礦石選礦工藝就顯得非常必要，它必定對我國赤鐵礦的研究開發(fā)起到廣泛的促進作用，同時對我國鐵精礦粉短缺起到一定的緩解作用。

我國五六十年代就開始對赤鐵礦選礦進行研究，其中以遼寧鞍山礦業(yè)公司研究所的赤鐵礦選礦工藝最為成功，研究代表了國內赤鐵礦選礦工藝發(fā)展的最高水平。隨著大規(guī)模工業(yè)開采的不斷進行，鞍鋼公司所開采的貧赤鐵礦的產量占到總產量的50%以上，其生產的鐵礦石主要是細粒嵌布的貧赤鐵礦。鞍山地區(qū)貧赤鐵礦以赤鐵礦和假象赤鐵礦為主，礦體厚大，儲量豐富，地表氧化程度較深，且深部逐漸過渡到磁鐵礦。礦石的化學組成主要元素為鐵和硅，礦石品位一般為25%~30%之間變化，屬于高硅低硫磷貧赤鐵礦磁鐵石英巖。目前鞍山地區(qū)的貧赤鐵礦選礦廠主要采用兩種工藝流程，其中一種為階段磨礦，重選—磁選—反浮選流程，原礦經一段磨礦分級后，一次溢流經水力旋流器粗細分級，粗粒產品由處理，細粒經弱磁、強磁選別，混磁精反浮選。粗、細粒二者均產出最終精礦。重選精螺尾與掃螺精經掃中磁后的掃中磁精再磨返回水力旋流器。掃中磁尾、強磁尾和反浮選尾礦合并為綜合尾礦。另外一種工藝流程為連續(xù)磨礦，中礦再磨，重選—磁選—反浮選，原礦經兩段連續(xù)磨礦，二次溢流經水力旋流器輔助分級后，粗粒產品由螺旋溜槽選別，細粒經弱磁、強磁選別，混精礦反浮選。粗粒產品、細粒產品二者均產出最終精礦。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、強磁尾和反浮選尾礦合并為綜合尾礦。生產實踐表明這兩種選礦工藝流程在鞍山地區(qū)的選礦廠應用中均取得了良好的技術經濟效果。

伴隨著現代高爐的大型化和自動化，煉鐵工藝和技術也發(fā)生了許多變革，人爐鐵料、輔料和燃料質量的提高大大地促進和推動了鐵礦石選礦工藝、技術與裝備的發(fā)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泛地研究并應用于各類鐵礦石的分選。近年來我國一些鐵礦企業(yè)針對不同性質的粗選鐵精礦進行了各種提鐵降雜的工藝研究，取得了不俗的成績。主要工藝有：細篩再磨精選技術、磁選鐵精礦反浮選技術、磁力和重力相結合的磁—重選礦機及浮選柱的應用、鐵精礦聯(lián)合流程精選技術、超級鐵精礦精選技術。

二、赤鐵礦的選礦主要方法原理及在我國的應用分析

1、赤鐵礦的單一選礦方法

（1）重選法原理

重選法是根據礦粒間密度（或比重）的差異，因而在運動介質（水、空氣或重介質）中所受重力、流體動力和其他機械力的不同，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、跳汰選礦、搖床選礦、溜槽選礦和重介質選礦。其中前兩類主要是按粒度分選的過程，后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、摩擦系數、顏色和光澤等不同來進行選礦，如電選法、摩擦選礦法、光電選礦法和手選法等。近幾十年來重選法處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對螺旋選礦機進行了改造，創(chuàng)造了分選效率更高的，加上圓錐選礦機的應用，使中細粒赤鐵礦的選別得到很大改善。然而，能否有效地處理微細粒赤鐵礦，仍是重選法在這一領域取得成功的關鍵。

（2）磁選法原理

磁選法是利用各種礦物的磁性差別，在不均勻磁場中實現分選礦物的一種選礦方法，磁選是在磁選機中進行的。當礦漿進入分選空間后，磁性礦粒在不均勻磁場作用下被磁化，從而受磁場吸引力的作用，使其吸在圓筒上，并隨之被轉筒帶至排礦端排出；非磁性礦粒由于所受的磁場作用很小，仍殘留在礦漿中。此法主要用來處理黑色金屬礦石中的稀有金屬礦石，以及一些非金屬礦石的分選。我國是世界上最早采用磁選法處理赤鐵礦的國家之一。早在1926年就在鞍山建立了一座豎爐磁選廠處理赤鐵礦；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選廠推廣應用。盡管磁選工藝已在我國磁鐵礦選礦的處理中得到多年的應用，但仍存在投資較大、生產成本高以及粉礦難于處理等特點。

（3）浮選法原理

浮選是依據各種礦物表面性質的差異，在浮選機中添加適當的藥劑，從礦漿中借助于氣泡的浮力，達到選分礦物的目的。一定濃度的礦漿加入各種浮選藥劑，在浮選機內經攪拌并充氣產生大量的彌散氣泡。呈懸浮狀態(tài)的礦粒與氣泡碰撞，一部分可浮性好的礦粒附著在氣泡上，上浮至液面形成泡沫產品，通常是精礦；未浮礦物留在礦漿內，通常稱為尾礦。浮選法在赤鐵礦選礦中的應用是選礦工藝技術的又一重大進展，它不僅能選別早期重選、磁選難于處理的細粒鐵礦，而且能選別組成復雜的復合共生鐵礦。因此，浮選法的應用極大促進了鐵礦資源的擴大生產和回收率。我國許多鐵礦選礦企業(yè)對赤鐵礦進行了反浮選試驗，并取得了良好指標。遼寧的鞍鋼齊大山選礦廠采用RA515、苛性鈉及淀粉進行鐵礦反浮選連續(xù)試驗，從含鐵28.82%的原礦，選得含鐵67.24%、回收率84.10%的鐵精礦。目前，我國赤鐵礦的浮選以其它工藝聯(lián)合進行反浮選為主要模式，并取得了細粒赤鐵礦選別，精礦品位66%以上、回收率大于75%的良好指標。

2、選別赤鐵礦的聯(lián)合流程

目前我國對赤鐵礦的選礦除了采用單一選礦法處理赤鐵礦之外，還采用選別方法的聯(lián)合流程處理赤鐵礦和赤鐵礦—磁鐵礦混和礦石，其主要的類型有；重選—磁選、磁選—重選、弱磁—強磁一浮選、弱磁—浮選、重選—浮選、重選—電選等。隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展和鐵礦資源的日益貧化，人們對赤鐵礦選礦的意義和重要性逐步加深了認識。近幾年來赤鐵礦選礦取得了較大的發(fā)展，常規(guī)方法逐步完善，新工藝設備新藥劑不斷出現，聯(lián)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(chuàng)造了有利條件。

開元機械總結：赤鐵礦選礦工藝針對性較強，對細粒赤鐵礦選礦工藝，國外主要選擇采用性絮凝—浮選選礦工藝，該工藝以原礦作為浮選作業(yè)處理的礦石量，存在污水處理系統(tǒng)龐大和選礦成本高的弊病。國內則主要用反浮選控制細粒赤鐵礦的鐵精礦品位和回收率，也同樣存在著環(huán)境污染問題，選礦成本高，浮選藥劑、操作條件較難控制等。針對現有各種方法的弊端，要求各鐵礦廠盡量選擇成本低廉，環(huán)境污染小的藥劑和適宜的工藝流程，這是降低選礦成本的關鍵，也是減小環(huán)境污染的有效手段。由于各種選礦方法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一步工序的礦石量，還能為浮選和重選工藝創(chuàng)造較為優(yōu)越的浮選條件重選條件，而重選則可以利用礦石中各種礦物密度的差別，按密度進行分選，對礦物有不同程度的富集作用，進而有利于其他工藝的進行，這對我國鋼鐵企業(yè)的發(fā)展有著非常重要的現實意義。