04我国铁矿选矿技术的进展.ppt

选矿培训,,我国铁矿选矿技术的进展,我国铁矿资源“贫、细、杂”的特点给选矿处理增加了很大难度，广大选矿工作者面对这一现实，经过几十年的不懈努力，卓有成效地攻克了诸多技术难题，是我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展，总体水平有很大提高。特别是近年来，新工艺、新设备、新材料、新药剂不断研制并成功应用，选矿技术和工艺指标取得突破性进展，跨入世界先进行列，为我国钢铁工业发展做出了突出贡献。,铁矿选矿技术的进展,赤铁矿选矿技术取得重大突破,磁铁矿选矿技术迈上新台阶,多金属型铁矿综合回收取得重大进展,新型高效设备的研制与应用为选矿技术进步起到重要作用,选矿厂自动控制水平不断提高,自磨工艺从无到有自磨技术更加成熟,,,,,,,,,,赤铁矿选矿技术取得重大突破赤铁矿石（包括磁铁-赤铁混合矿石）是我国重要铁矿资源，也是我国难选矿石主要类型之一。20世纪60年代初期，国内主要采用焙烧-磁选及单一浮选工艺处理赤铁矿石，生产技术指标较差。后来经过不断攻关改造，指标虽然有所改善，但没有太大的进展。近年来，随着一些新工艺、新设备、新药剂的成功研制与应用，赤铁矿选矿技术取得重大突破，工艺指标达到更高水平。鞍钢调军台和齐大山选矿厂精矿品位均已达到67.5，东鞍山选矿厂也达到64.5。,鞍山调军台选矿厂该选厂所处理的矿石为齐大山铁矿矿石。齐大山铁矿属于鞍山式沉积变质矿床，地表及浅部为氧化矿，氧化程度较深。目前，供选矿厂的矿石属于由氧化矿向半氧化矿过渡的混合矿石。调军台选矿厂于1998年建成投产，设计规模900万t/a，采用三段破碎（粗破碎在矿山），两段连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。选矿厂铁精矿采用浆体管道输送至鞍钢厂区，输送距离20km。自80年代以来，为解决齐大山贫赤铁矿选矿技术难题，国内许多科研、设计、大专院校等单位参与了实验研究和技术攻关，进行了多种流程方案和不同规模的实验研究（包括工业试验），在此基础上经过多方案比较确定采用连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。流程的主要特点是,连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程结构合理、紧凑，对矿石性质变化的适应性较强，生产稳定，操作管理较为方便。弱磁-强磁作业既能提高浮选给矿品位，抛掉大量尾矿，并具有良好的脱泥效果，为后续的浮选作业创造较好条件。首次将阴离子反浮选工艺应用于大工业生产，阴离子反浮选对矿泥的适应性强，泡沫脆，流动性好，分选效果好，操作稳定。由于采用连续磨矿，并最终精矿全部为阴离子反浮选精矿，因此精矿粒度较细（-200目9095），矿浆碱度高（pH1011），这对于精矿长距离管道输送十分有利。这样的精矿也适合做球团矿的原料。,鞍钢齐大山选矿厂齐大山选矿厂于1970年建成投产，经多次改造形成了原矿经粗、中破碎和筛分，分成块矿（7520mm）和粉矿（200mm）后，分别处理的流程。块矿采用竖炉焙烧-磁选流程；粉矿采用阶段磨矿，粗细粒分选，重选-磁选-酸性正浮选流程。选矿厂虽然经过多次改造，工艺指标有所改善，但没有突破性进展。本次改造前的2000年全厂平均指标为精矿品位TFe63.51，SiO2含量8左右，铁回收率75.620002001年在试验研究的基础上进行改造。均采用了阶段磨矿，粗细粒分选，重选-弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺流程。该流程主要特点是,采用粗细粒分选工艺，实现了窄级别入选，充分满足选别设备要求的适宜粒度范围，有利于提高其选别效果。粗粒选别采用重选-磁选工艺，可获得最终精矿和最终尾矿，只有少量中矿进入再磨，减少再磨机台数。由于大部分矿量进入加工费较低的粗粒选别作业，并获得最终精矿，降低了精矿成本。细粒选别采用弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺，其中强磁作业起到抛尾和脱泥的双重作用，为下面的浮选作业创造了有利条件。采用阴离子反浮选工艺，其捕收剂选择性好，捕收能力强，对矿石性质的变化具有较强的适应性，分选效果好，操作稳定。由于取消了竖炉焙烧工艺，能耗大幅度降低，费用降低48.9。,调军台和齐大山两个选矿厂所采用的工艺流程有所不同，各有其特点，又适应各自的具体条件。生产实践证明，两种流程的应用是成功的，并取得明显的技术经济效果。鞍钢齐大山贫赤铁矿选矿工艺研究成果彻底结束了采用焙烧-磁选工艺处理鞍山式赤铁矿的历史，实现了我国赤铁矿选矿技术的重大突破，使我国赤铁矿选矿技术进入一个新阶段。调军台和齐大山两个选矿厂的成功经验也为其他矿山的建设和改造提供了范例，目前，已有一些类似矿山借鉴两选厂的经验进行改造或建设，如鞍钢东鞍山选矿厂、弓长岭新建赤铁矿选矿厂、唐钢司家营铁矿选矿厂、河南舞阳铁矿选矿厂（二期）等。,鞍钢东鞍山选矿厂等东鞍山选矿厂自1958年投产以来，一直采用两段连续磨矿，单一碱性正浮选工艺流程，选矿指标较差。特别是近年来，由于矿山开采深部矿石，其嵌布粒度更细，矿物组成变化更加复杂，选矿厂精矿品位呈下降趋势。2002年选矿指标为原矿品位32.85，精矿品位60.16，尾矿品位15.06，回收率72.23。自2001年，借鉴齐大山选矿厂流程改造经验相继进行了小型试验、连选试验和工业试验，并在此基础上对选矿厂进行全面改造。工艺流程为连续磨矿、中矿再磨、重选-强磁-阴离子反浮选。改造后的主要指标原矿品位32左右，精矿品位64.5左右，尾矿品位16.5左右，回收率65左右。改造后精矿品位有较大提高，从60提高到64.5。存在的主要问题是尾矿品位偏高，回收率偏低，有待于强化研究，采取措施，提高回收率指标。,鞍钢弓长岭选矿厂二选车间于1976年建成投产，原设计处理弓长岭铁矿贫赤铁矿。流程为磁选-重选联合流程，后改为连续磨矿，弱磁选-细筛-分级重选以及阶段磨矿，强磁选-重选两种流程。长期以来选矿工艺指标不佳（以1995年为例，原矿品位29.27，精矿品位63.26，尾矿品位17.00，回收率57.32），精矿成本高（1995年接近400元/t）。为此，弓长岭矿业公司于1998年将二选车间改造为处理磁铁矿，停止了赤铁矿生产。为满足弓长岭铁矿一、二期球团厂对铁精矿原料的需要，公司决定恢复赤铁矿生产。目前该选厂正在建设中，所采用的流程与齐大山改造流程基本相同，为阶段磨矿，粗细粒分选，重选-弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。,梅山铁矿选矿厂二期扩建梅山铁矿石矿物组成复杂，金属矿物主要有磁铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿等，并含有硫、磷等有害杂质。梅山铁矿采用破碎-分级预选-磨矿-脱硫浮选工艺流程。选矿厂面临两大技术难题一是降磷问题，从1994年开始梅山铁矿原矿开采进入高磷区，原矿含磷由0.35上升到0.40以上。二是精矿过滤问题，梅山选矿厂铁精矿是国内最难过滤的铁精矿之一，1987年研究并实施了分级过滤（即将精矿用旋流器分级，粗粒部分采用原有的内滤式过滤机处理，细粒部分采用新增设的板框式压滤机处理），勉强维持生产，但过滤效率依然较低，滤饼水分较高，特别是细粒压滤部分，从而导致粗、细粒精矿滤饼难以混匀的问题。,为了解决这些问题，梅山铁矿和有关研究单位做了大量的多方案试验研究工作。在此基础上设计采用了对现有流程铁精矿增设弱磁-强磁脱磷深选的流程方案。扩建工程于1997年建成投产。效果采用弱磁-强磁深选脱磷系统的铁精矿含磷由0.43降至0.25以下，铁品位由53.5提高到57.5，达到了炼铁要求的铁精矿质量标准。深选流程除取得明显的降磷效果外，由于弱磁-强磁作业具有良好的脱泥作用，改善了铁精矿过滤性能，因而从根本上解决了梅山铁矿另一个老大难问题过滤问题，结束了梅山铁矿精矿分级过滤的历史，取消了压滤作业系统。实现了梅山铁矿选矿技术的重大突破。,,磁铁矿选矿技术迈上新台阶磁铁矿选矿是铁矿石选矿的主体，在国内铁精矿产量中，磁铁矿精矿约占3/4。多年来磁铁矿选矿技术不断发展和进步，从60-70年代磁选设备的永磁化到80年代细筛工艺的应用，使磁铁矿选矿厂生产指标有了较大的改善，精矿品位从60左右提高到65-67。进入21世纪以来，随着钢铁工业的发展，对原料的要求越来越高。为了满足这一要求，许多单位和矿山围绕“提铁降硅”做了大量的研究开发工作，并采用各种不同的技术方案对选矿厂进行了卓有成效的技术改造，取得显著效果，使我国磁铁矿品位由65提高到68.85，SiO2由89降至4；太钢尖山铁矿采用单一阴离子反浮选工艺改造选矿厂，使铁精矿品位由65.5提高到69.09，SiO2由8降至4；本钢歪头山铁矿采用以新型细筛和磁选柱为主体的细筛再磨工艺进行改造，其试验指标精矿品位达到69.63，SiO2降至3.42；鞍钢大孤山选矿厂采用更新设备、优化流程结构等措施，也取得明显成效。,鞍山弓长岭选矿厂弓长岭选矿厂一选车间处理磁铁矿石；二选车间处理赤铁矿，1998年改造成处理磁铁矿石。两个选矿车间均采用阶段磨矿、单一磁选、细筛再磨流程，精矿品位为65左右，SiO2含量为89。自2001年开始，弓长岭铁矿进行了磁铁精矿“提铁降硅”的试验研究工作，并于2002年相继完成了二选车间和一选车间的技术改造。其流程为现有一、二选车间流程不变，其细筛筛下精矿采用阳离子反浮选-再磨-磁选流程深选。改造后精矿品位已接近69，SiO2含量降到4以下，提铁降硅部分作业回收率为98.5左右。,太钢尖山铁矿选矿厂太钢尖山铁矿为细粒嵌布鞍山式磁铁矿石。选矿厂于1994年建成投产，原设计规模400万t/a，扩建后规模为500万t/a。采用三段破碎、阶段磨矿、单一磁选、细筛再磨流程。改造前精矿品位65.5，SiO2含量8左右。该矿于2002年对选矿厂进行了技术改造，实现了当年试验、设计、施工、投产。技术改造流程为，对原流程精矿采用单一阴离子反浮选（一次粗选、一次精选、三次扫选）流程进行深选。经改造后，精矿品位有较大的提高，目前已超过69，SiO2含量降至4以下，反浮选作业回收率为98.5左右。,鞍钢大孤山选矿厂大孤山选矿厂包括一、二选车间（通称磁选车间）和三选车间。磁选车间采用阶段磨矿、磁选-细筛再磨工艺流程。2000年主要指标原矿品位33.88，精矿品位66.33，尾矿品位8.86，金属回收率83.34。三选车间采用连续磨矿、磁选-细筛再磨工艺流程。改造前2000年生产指标原矿品位31.88，精矿品位64.21，尾矿品位9.62，金属回收率82.13。大孤山选矿厂采用另一种方式通过优化流程结构，改造（或更新）设备等措施，强化磁选-细筛再磨工艺来实现提铁降硅，取得满意效果。,三选车间于2001年完成了技术改造。其主要内容包括二次球磨机由格子型改成溢流型，磨矿介质由60mm钢球改为35mm45mm圆棒；将一、二段细筛改为高频细筛；三段脱水槽之后加一段磁选作业；磨矿分级回路实施自动控制。为了给磁选车间技术改造提供依据，2003年13月在磁选车间7系列进行了工业试验，其主要改进内容将二次分级机改为动压旋流器，用高频振网筛代替尼龙细筛；增加第5段磁选作业并采用多极磁系磁选机。工业试验取得较好指标，精矿品位达到67.44。目前，磁选车间改造工程已经完成，达到预期的工艺指标。,本钢歪头山及南芬选矿厂本钢歪头山和南芬选矿厂均为大型磁选厂。处理矿石相似，均为鞍山式磁铁矿，工艺流程除破碎和一段磨矿不同外（歪头山采用自磨，南芬采用老三段破碎球磨）其余部分大体相同，均为阶段磨矿，单一磁选，细筛自循环流程。自70年代末采用细筛工艺以来，选矿指标有较大改善，精矿品位由原来的6263提高到67以上（SiO2含量6.5左右）。为了进一步提铁降硅，满足炼铁对高质量铁原料要求，本钢决定对两个选矿厂进行技术改造。歪头山选矿厂采用以新型细筛和磁选柱为主要设备的细筛再磨流程；南芬选矿厂采用以新型细筛和磁选柱为主要设备的细筛自循环流程。两选厂试验研究取得良好指标，精矿品位均达到69.5以上。,,多金属型铁矿综合回收取得重大进展我国多金属型铁矿主要有白云鄂博含稀土等多金属共生铁矿、攀枝花和大庙钒钛磁铁矿以及大冶、金岭、鲁中含铜磁铁矿等。多年来，国内许多科研、设计及大专院校等单位对多金属型铁矿进行了大量研究工作，在许多方面实现了技术突破，并成功的应用于工业生产。包钢选矿厂采用弱磁-强磁-浮选流程综合回收铁和稀土，解决了白云鄂博铁矿选矿技术难题；攀枝花选钛厂成功采取了强磁-脱硫浮选-钛浮选流程，解决了细粒级磁选尾矿选钛技术难题。使多金属型铁矿选矿技术取得重大进展。,包钢选矿厂包钢选矿厂处理的矿石为白云鄂博铁矿矿石。该矿是以铁、稀土和铌为主的多金属共生矿床。矿石分磁铁矿石和氧化矿石两种类型。其中氧化矿由于矿物嵌布粒度细，共生关系复杂而属难选矿石。70年代包钢选矿厂采用弱磁选铁-浮选稀土-强磁选铁以及焙烧-磁选两种工艺处理氧化矿石，生产指标较差铁精矿品位5557，含氟2.5，含磷0.3，铁回收率65左右，稀土回收率只有45。1986年包钢与长沙矿冶研究院合作成功地采用了弱磁-强磁-浮选流程综合回收铁和稀土。至1993年选矿厂全部氧化矿系列按此流程改造。实践表明，指标和效果良好铁精矿品位为63，含氟0.78，含磷0.12，铁回收率为7173；稀土精矿品位ReO5060（回收率12.55），稀土中矿品位ReO34.5回收率6.01，稀土总回收率18.56。,攀枝花钒钛磁铁矿综合回收攀枝花钒钛磁铁矿储量占我国钒钛磁铁矿总储量的87。其主要有用矿物为钒钛磁铁矿和钛铁矿。密地选矿厂采用单一弱磁选回收钒钛磁铁矿。钛选厂处理密地选矿厂选铁尾矿。其工艺流程几经改造形成了选铁尾矿按0.045mm粒度分级，0.045mm采用重选-强磁-脱硫浮选-电选流程，获得TiO247以上的粗粒钛精矿。-0.045mm细粒部分，由于当时技术没过关，而作为尾矿处理。直到1997年，随着浮选钛铁矿捕收剂（MOS）的研制成功，细粒级钛铁矿的选别获得突破性进展，相继建成了采用强磁-脱硫浮选-钛铁矿浮选流程的细粒级（-0.045mm）选别系统，细粒级钛精矿品位47.348，可使选钛厂每年多产钛精矿35万t。,,新型高效设备的研制与应用,破碎机用于磁铁矿石预选的大粒度干选机细筛弱磁场永磁筒式磁选机磁团聚重选机磁选柱强磁场磁选机过滤机,破碎机美卓矿机公司生产的NordbergHP系列圆锥破碎机采用现代液压和高能破碎技术，具有破碎力强、破碎比大、产品粒度细等特点。目前国内许多选矿厂采用HP系列破碎机，如鞍钢调军台、齐大山选矿厂、太钢尖山铁矿选矿厂、包钢选矿厂、武钢程潮铁矿选矿厂、马钢凹山选矿厂等，均取得满意效果。鞍钢调军台选矿厂中、细破碎均采用HP系列破碎机，最终破碎粒度达到-12mm占95，-9mm占80。Sandvik公司的H系列圆锥破碎机，亦采用现代液压和高能破碎技术，其设备性能良好。我国齐大山铁矿厂、大孤山选矿厂、弓长岭选矿厂、南芬选矿厂、马钢凹山选矿厂、太钢尖山选矿厂等均采用了该公司制造的圆锥破碎机，取得满意效果。,用于磁铁矿石预选的大粒度干选机80年代我国研制了适于预选强磁性铁矿石的大粒度干选机，包括马鞍山矿山研究院CTDG系列永磁干选机和北京矿冶研究院14001600干选机。目前，大粒度干选机在许多铁矿选矿厂应用，有效地解决了磁铁矿石大粒度预选的技术难题。本钢歪头山铁矿采用CTDG1516型永磁干选机处理3500mm矿石，处理量600800t/台h，抛出废石产率12.5，原矿品位由27.58提高到30.21，全铁回收率95.84，磁性铁回收率99。,细筛细筛再磨工艺是磁铁矿石选矿提高精矿品位的有效方法之一。70年代以来，此工艺在此铁矿选矿厂得到广泛应用。使用的细筛设备主要是固定（或激振）尼龙细筛和后来出现的DGS型高频振动尼龙细筛（用振动电动代替激振装置）。这些尼龙细筛最大的问题是筛分效率低，筛上量大，造成再磨循环负荷大，过磨现象严重。近年来，唐山陆凯科技公司将其它工业部门应用的MVS型电磁振动高频振网筛引用到铁矿石选矿厂。该设备具有筛网开孔率高、机械性能好、筛分效率高，提高精矿品位效果好等特点。目前，已有多家铁矿选矿厂进行了工业试验和实际应用，如鞍钢弓长岭、大孤山、首钢水厂、大石河和午阳铁古坑选矿厂等。鞍钢弓长岭选矿厂二选车间已将原来尼龙细筛换成MVS电磁振动高频振网筛。,美国Derrick公司于2001年推出新产品重叠式高频细筛。该设备除具有一般Derrick细筛筛分效率高等特点外，由于采用重叠配置，占地面积小，产量大；由于采用开孔率高的耐磨防堵聚酯筛网，有利于提高筛分效率和筛网使用寿命。山东鲁南矿冶公司（原韩旺铁矿）采用Derrick重叠式高频细筛代替原来尼龙细筛，取得明显效果筛分效率提高，大大减少筛上循环量（至再磨机），从而使再磨机台数由2台减至1台。国内还有些选矿厂（如山东马庄、太钢峨口、尖山等）已引进或正在引进Derrick细筛改造选矿厂。,弱磁场永磁筒式磁选机近年来，马鞍山矿山研究院研制出GD型永磁脉动磁选机。该机设置永磁脉动装置，可在旋转圆筒表面形成脉动磁场，有利于提高精品品位，并具有磁系包角大、场强较低、磁极数多等特点。马钢凹山选矿厂用该设备处理一次磁选粗精矿（品位54.8），可获得作业产率34.95，铁品位64.03的精矿（高于该厂同期最终精矿品位），从而获得降低二次磨矿负荷，减少铁矿物过磨的效果。,包头新材料应用设计研究所研制的BX新磁系永磁磁选机具有多磁极、高场强、大磁系包角、合理磁场梯度和深度等特点。该设备已在酒钢、包钢、河南舞阳铁矿、鞍钢大孤山选矿厂等进行了工业试验和应用，取得良好效果，也有些进行技术改造的选矿厂（如本钢歪头山及南芬选矿厂），采用了BX磁选机。酒钢选矿厂对BX磁选机进行工业试验，其结果是一次磁选，在为矿品位基本相同的情况下，精矿品位提高1.68个百分点；二次磁选，精矿品位提高1.191.40个百分点，尾矿品位降低1.141.33个百分点。,磁团聚重选机（磁聚机）磁选柱磁选柱是一种电磁式脉动低场强重力分选设备。它具有自上而下脉动变化的励磁机制，并允许有较高的上升水流速度，因而能充分地分离出夹杂于低品位精矿中的脉石、矿泥及中贫连生体，获得高品位磁铁精矿。目前，磁选柱已经在十几座选矿厂进行了试验和应用，取得理想效果。通钢板石沟铁矿选矿厂采用8台Φ600mm磁选住，使精矿品位由原来的65.5提高到67.48;包钢选矿厂采用磁选住处理弱磁选精矿的工业分流试验，精矿品位由61提高到65，SiO2含量由3.5降至2.13。进行提铁降硅技术改造的本钢南芬和歪头山选矿厂，均采用了磁选柱，其流程试验指标，精矿品位达到69.6，SiO2含量3.4。,强磁场磁选机强磁场磁选机是我国弱磁性铁矿选矿技术获得突破性进展的关键性设备。主要有平环电磁式磁选机、SLon立环脉动高梯度磁选机。ShP型强磁选机是在德国洪堡Jones磁选机基础上加以改进，研制成功的双盘强磁场磁选机。自80年代以来，有许多选矿厂成功地采用了ShP型强磁选机，如酒钢、包钢、鞍钢齐大山、调军台和武钢大冶选矿厂等。SLon立环脉动高梯度磁选机是目前使用的处理细粒物料强磁选机中较为理想设备。已有越来越多的选矿厂采用SLon立环高梯度磁选机，如马钢姑山、南京梅山、鞍钢齐大山和东鞍山选矿厂等。鞍钢齐大山选矿厂在技术改造前曾对SLon磁选机进行工业试验，与原有的强磁选机ShP-2000进行对比，选别效果明显优于其它形式强磁选机。,过滤机90年代以前，我国铁矿石选矿厂精矿过滤大多采用内滤筒式过滤机。该机效率低，滤饼水分高，特别是对“细泥粘”等难过滤精矿过滤效果很差。过滤问题已成为某些选矿厂的老大难问题，如鞍钢东鞍山、南京梅山铁矿选矿厂等。为解决这一难题许多单位做了大量攻关试验工作，曾研制并试验许多型式过滤设备，包括折带式过滤机、气压过滤机、板框压滤机等。但由于各种原因均未得到应用推广。近年来，国内研制的盘式真空过滤机、陶瓷过滤机取得良好的过滤效果，并成功地应用于许多选矿厂。,盘式真空过滤机吸收了国内外同类设备的优点，针对金属矿物密度大、沉降速度快、粘度大的特点进行优化设计。具有结构坚固合理、滤盘运转平稳、自动调速强搅拌、轴端密封可靠、不漏矿浆等特点。目前，已有20多座选矿厂应用盘式过滤机代替原有过滤机，过滤指标有明显改善。此外，鞍钢调军台和太钢尖山铁矿选矿厂采用了美国EIMCO公司制造的120m2盘式过滤机，均取得了满意的过滤效果。,陶瓷过滤机是在吸收国外同类设备技术特点基础上，由国内研制的高效过滤设备。其工作原理不同于常规的真空过滤机，它是利用陶瓷板上的微孔产生毛细作用，液体在无外力情况下，靠毛细作用进入陶瓷微孔孔道，并在真空泵产生的负压作用下，达到固体与液体分离的目的。与常规真空过滤机相比，它更适合处理细、泥、粘物料，具有产量高、滤饼水分低、动力消耗低、滤液中悬浮物很少（清澈）、自动控制水平高等特点。在铁矿山中，该设备首先在鞍钢东鞍山选矿厂进行了工业试验，取得理想效果，滤饼水分由13.48降至9.41。目前，东鞍山选矿厂已将原有筒式内过滤机全部换成陶瓷过滤机。,,