探尋鐵礦山選礦技術的新進展

張瑞彬

(山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南 250101)

一、我國鐵礦資源狀況

(一)鐵礦資源及分布

我國的鐵礦床的類型繁多，幾乎涵蓋了世界上已發現的各種礦類，無論是趁機變質型還是沉積性等等都有很廣泛的分布。我國的鐵礦資源總量處于世界的第五，但是分布比較分散，局部比較集中。鐵礦石在我國近乎17 個省市及自治區都有所分布，各種鐵礦石礦區有近兩千個，其中儲量大于一億噸的礦區有一百個左右，占了總儲量的百分之六十八左右;儲量在一千萬噸到一億噸之間的礦區有近五百個，占了總儲量的百分之二十七左右;儲量在一千噸以下的礦區有三百多個，儲量只有百分之五左右。我國儲量較大的礦區主要有鞍山的本溪礦區、冀東的密云礦區、攀枝花的西昌礦區和包頭白云鄂博礦區等在內的十個礦區，這十個礦區的總儲量占了我國總儲量的百分之六十五左右。

(二)礦石特征

我國的鐵礦資源質量偏低，總體上體現出嵌布粒度細、品位低和組成復雜的特征，通俗的說就是“細、貧、雜”。在嵌布粒度細方面，主要體現在我國的微細粒嵌布鐵礦石在鐵礦資源中比例較大，這些礦石的鐵礦物結晶粒度多不大于0.074 毫米，最小的只有0.01 毫米左右。在品位低方面，我國的近乎百分之九十八的鐵礦資源都屬于貧礦，平均的品味只有百分之三十左右，相對于世界上其他的國家的平均品味有不小的差距。在組成復雜方面，我國的鐵礦石有著很多的共半生組分，我國的總鐵礦石資源中有近乎三分之一的鐵礦石有著共半生組分，其中共伴生元素主要有釩、銅、硼、鈦、稀土、鉻、錫、鈮等等。

二、鐵礦山選礦技術新進展

針對我國的鐵礦石資源現狀，我們應該提高我國鐵礦石的自給率，減少鐵礦石的進口，加強對鐵礦石資源的高效利用的科研，通過不斷的研究對鐵礦石資源的開發利用進行改善。

(一)微細粒鐵礦選礦

微細粒鐵礦是指晶粒度小于0.045 毫米的赤鐵礦或者是晶粒度小于0.03 毫米的磁鐵礦，針對這種微細粒鐵礦，應該加強對鐵礦物低能耗單體解離和高效富集的研發。在進行鐵礦石選礦的時候，可以半自磨和兩段球磨的組合為基礎，利用弱磁、強磁和混合詞的組合進行精礦的再磨，采用陰離子反浮選工藝，能夠提高精礦鐵的品位和回收率。通過不斷的對微細粒鐵礦選礦進行研究，可以發現:對于微細粒磁鐵最好采用階段磨礦和階段磁選的組合來進行;對于組合鐵礦，可以采用弱磁、強磁、再磨和反浮選的工藝進行;對于微細粒赤鐵礦，可以采用強磁、脫泥和反浮選的組合加上選擇性絮凝和反浮選的組合以及強磁和離心選礦的組合進行。

(二)高效碎磨技術

高效碎磨技術可以分為高壓輥磨技術、自磨/半自磨技術和攪拌磨技術三種。高壓輥磨技術能夠利用粉碎設備將礦石進行超細的粉碎，具有低耗能、能力大和粒度均勻等特點。高壓輥磨技術和預選技術的組合，能夠提高對“多碎少磨，磨前拋尾”的實現，進而減少選礦的成本。利用輥壓設備能夠在預選的時候對大量的粗粒尾礦進行篩除，更好的降低礦石磨機的處理。自磨/半自磨技術能夠利用一臺設備完成對礦石的粉碎和研磨兩個處理，具有工藝簡單、效率高和粉塵污染低等特點。自磨的磨礦介質是礦石的本身，而半自磨的磨礦介質則加入了適量的鋼球。攪拌磨技術廣泛的應用在鐵礦山鐵礦的細磨作業上，具有效率高、磨量易控制、節省介質、操作簡單和方便安裝等特點。攪拌磨技術不但能夠降低細磨超細磨的能耗，還能保證鐵礦的解離度和后續分選指標，值得廣泛推廣。

(三)磁化焙燒技術

磁化焙燒與磁選進行組合能夠在一定的條件下對礦石進行焙燒，提高礦石中強磁性礦物的含量，利用鐵礦物和不同礦物之間的關系進行磁選，能夠有效的獲得鐵精礦，能夠有效的對復雜難選鐵礦石進行回收。利用相關的設備和軟件比如電子探針和Fluent 軟件等等對鐵礦石進行檢測，在對細粒難選鐵礦石進行懸空焙燒的時候，能夠在加強鐵礦中礦物的物相轉化、改變礦石微觀結構和顆粒的運動狀態，加強懸浮爐內熱量的傳輸等方面進行研究分析，完善懸浮焙燒鐵礦物物相轉化和顆粒懸浮態的控制，提高余熱的回收等等。

(四)深度還原和磁選組合技術

深度還原和磁選組合技術與傳統的常規選礦方法和磁化焙燒技術相比，具有鐵礦石開發利用的高效性和經濟性。具體的操作過程是指在進行選礦的時候加入煤粉來作為還原劑，還原鐵礦物為金屬鐵，然后采取一定的措施使金屬鐵聚集長大到一定力度的鐵顆粒，最后將物料進行還原并進行磁選，獲得金屬鐵粉。利用光學顯微鏡對還原物料中的鐵顆粒粒度進行檢測，能夠清楚的對溫度和時間對鐵顆粒粒度的分布影響的進行還原。我國的深度還原的理論正在不斷的成熟，但是相應的大型設備還沒有做的很好，影響深度還原的工業化的應用，所以應該加強對大型還原設備的研發。

(五)尾礦再選

通過對鐵礦石進行尾礦再選，能夠對選款工藝中提取鐵精礦后的固體廢棄物進行再次的選礦。我國的鐵礦石品味較低，在提煉出單位的精鐵礦的時候往往會生成2.5 單位的尾礦。隨著我國對精鐵礦的提煉，鐵尾礦的生成量也在不斷的增加，在工業固體廢棄物中占了較大的比重，這些工業固體廢棄物會占用大量的土地，如果出現處理不當，有可能出現尾礦壩崩垮的事故，帶來一定的環境污染，甚至會毀壞村鎮，威脅群眾生命財產安全。因為鐵尾礦中含有一定質量的鐵元素，所以可以對鐵尾礦進行再選，因為這些鐵元素的力度較細，所以在磨礦的時候耗能低，能夠提高礦石的利用率。因為不同的地區的鐵尾礦的成分不同，在進行尾礦再選的時候，應該合理的對再選工藝進行選擇。

結語

雖然我國的鐵礦資源十分豐富，但是我國的鐵礦資源的品位和復雜程度等方面并不是很理想，針對我國的這種情況，應該加強對鐵礦山選礦技術的研發，提高我國在鐵礦資源上自給自足，減少對鐵礦進口的依存，進而提高我國鋼鐵行業的進步，帶動我國的經濟發展。