我国赤铁矿选矿工艺现状与设备分析

选矿是利用矿物的物理性质或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。如今我国钢铁工业进入了快速发展时期，对铁精矿的需求逐年上升，因而对铁矿产品原材料的需求也随之大幅度提高。地壳中含铁矿物虽然达数百种，但常见的具有工业价值的铁矿物不过十余种，如磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等。铁矿石是钢铁工业的主要原料，其中赤铁矿约占一半左右。我国有色金属矿产资源富矿少，贫矿多；粗颗粒少，细颗粒多；单一矿少，共生矿多。加上铁矿石资源在经过多年开采后，面临资源不足的问题。因此，合理开发国内铁矿资源变得更为迫切。随着铁矿资源的日益贫化，开展对细粒贫赤铁矿的选矿工艺深入研究具有重要意义。选矿技术的发展很大程度上是与选矿工艺的改进和选矿设备的发展息息相关的。为了充分利用这些“贫、细、杂”的矿产资源，实现矿业的可持续发展，必须大力开发选矿工艺，如重选、磁电选、浮选、重介质预选等相互联合的各种联合选矿工艺。

一、我国赤铁矿选矿工艺研究现状

近年来随着我国钢铁产品需求量激增，铁矿资源变得尤为重要。尽管我国铁矿资源十分丰富，但是难选的贫赤铁矿所占比重很大，占总储量的97%。需选矿的贫矿中，磁铁矿占48.5%，钒钛磁铁矿占20.6%，赤铁矿20.8%，混合矿占3.5%，菱铁矿3.7%，褐铁矿2.4%。矿石平均品位32.67%，比世界铁矿平均品位低11个百分点。目前我国内蒙古、新疆等地方的铁矿山因受地域条件和选矿技术水平的限制一直未能大规模开发利用。随着国民经济的发展和选矿装备水平的迅速提高，使该类矿石选别成为可能，因此，从国内外的实际情况出发，研究这种类型铁矿石选矿工艺就显得非常必要，它必定对我国赤铁矿的研究开发起到广泛的促进作用，同时对我国铁精矿粉短缺起到一定的缓解作用。

我国五六十年代就开始对赤铁矿选矿进行研究，其中以辽宁鞍山矿业公司研究所的赤铁矿选矿工艺最为成功，研究代表了国内赤铁矿选矿工艺发展的最高水平。随着大规模工业开采的不断进行，鞍钢公司所开采的贫赤铁矿的产量占到总产量的50%以上，其生产的铁矿石主要是细粒嵌布的贫赤铁矿。鞍山地区贫赤铁矿以赤铁矿和假象赤铁矿为主，矿体厚大，储量丰富，地表氧化程度较深，且深部逐渐过渡到磁铁矿。矿石的化学组成主要元素为铁和硅，矿石品位一般为25%~30%之间变化，属于高硅低硫磷贫赤铁矿磁铁石英岩。目前鞍山地区的贫赤铁矿选矿厂主要采用两种工艺流程，其中一种为阶段磨矿，重选—磁选—反浮选流程，原矿经一段磨矿分级后，一次溢流经水力旋流器粗细分级，粗粒产品由处理，细粒经弱磁、强磁选别，混磁精反浮选。粗、细粒二者均产出最终精矿。重选精螺尾与扫螺精经扫中磁后的扫中磁精再磨返回水力旋流器。扫中磁尾、强磁尾和反浮选尾矿合并为综合尾矿。另外一种工艺流程为连续磨矿，中矿再磨，重选—磁选—反浮选，原矿经两段连续磨矿，二次溢流经水力旋流器辅助分级后，粗粒产品由螺旋溜槽选别，细粒经弱磁、强磁选别，混精矿反浮选。粗粒产品、细粒产品二者均产出最终精矿。重选精螺尾与扫中磁精矿再磨返回水力旋流器。扫中磁尾矿、强磁尾和反浮选尾矿合并为综合尾矿。生产实践表明这两种选矿工艺流程在鞍山地区的选矿厂应用中均取得了良好的技术经济效果。

伴随着现代高炉的大型化和自动化，炼铁工艺和技术也发生了许多变革，人炉铁料、辅料和燃料质量的提高大大地促进和推动了铁矿石选矿工艺、技术与装备的发展。如今细筛再磨、阴离子或阳离子反浮选以及强磁选机等被广泛地研究并应用于各类铁矿石的分选。近年来我国一些铁矿企业针对不同性质的粗选铁精矿进行了各种提铁降杂的工艺研究，取得了不俗的成绩。主要工艺有：细筛再磨精选技术、磁选铁精矿反浮选技术、磁力和重力相结合的磁—重选矿机及浮选柱的应用、铁精矿联合流程精选技术、超级铁精矿精选技术。

二、赤铁矿的选矿主要方法原理及在我国的应用分析

1、赤铁矿的单一选矿方法

（1）重选法原理

重选法是根据矿粒间密度（或比重）的差异，因而在运动介质（水、空气或重介质）中所受重力、流体动力和其他机械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过程。重选法按其原理，可分为分级、洗矿、跳汰选矿、摇床选矿、溜槽选矿和重介质选矿。其中前两类主要是按粒度分选的过程，后四类主要是按密度分选的过程。另外，还可根据矿物的导电性、摩擦系数、颜色和光泽等不同来进行选矿，如电选法、摩擦选矿法、光电选矿法和手选法等。近几十年来重选法处理我国赤铁矿石的应用有了较大的进展，我国七十年代开始就对螺旋选矿机进行了改造，创造了分选效率更高的，加上圆锥选矿机的应用，使中细粒赤铁矿的选别得到很大改善。然而，能否有效地处理微细粒赤铁矿，仍是重选法在这一领域取得成功的关键。

（2）磁选法原理

磁选法是利用各种矿物的磁性差别，在不均匀磁场中实现分选矿物的一种选矿方法，磁选是在磁选机中进行的。当矿浆进入分选空间后，磁性矿粒在不均匀磁场作用下被磁化，从而受磁场吸引力的作用，使其吸在圆筒上，并随之被转筒带至排矿端排出；非磁性矿粒由于所受的磁场作用很小，仍残留在矿浆中。此法主要用来处理黑色金属矿石中的稀有金属矿石，以及一些非金属矿石的分选。我国是世界上最早采用磁选法处理赤铁矿的国家之一。早在1926年就在鞍山建立了一座竖炉磁选厂处理赤铁矿；六十年代初在酒钢建立一座竖炉焙烧磁选厂；七十年代这一工艺又在鞍钢齐大山选厂二期及重庆綦江选厂推广应用。尽管磁选工艺已在我国磁铁矿选矿的处理中得到多年的应用，但仍存在投资较大、生产成本高以及粉矿难于处理等特点。

（3）浮选法原理

浮选是依据各种矿物表面性质的差异，在浮选机中添加适当的药剂，从矿浆中借助于气泡的浮力，达到选分矿物的目的。一定浓度的矿浆加入各种浮选药剂，在浮选机内经搅拌并充气产生大量的弥散气泡。呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞，一部分可浮性好的矿粒附着在气泡上，上浮至液面形成泡沫产品，通常是精矿；未浮矿物留在矿浆内，通常称为尾矿。浮选法在赤铁矿选矿中的应用是选矿工艺技术的又一重大进展，它不仅能选别早期重选、磁选难于处理的细粒铁矿，而且能选别组成复杂的复合共生铁矿。因此，浮选法的应用极大促进了铁矿资源的扩大生产和回收率。我国许多铁矿选矿企业对赤铁矿进行了反浮选试验，并取得了良好指标。辽宁的鞍钢齐大山选矿厂采用RA515、苛性钠及淀粉进行铁矿反浮选连续试验，从含铁28.82%的原矿，选得含铁67.24%、回收率84.10%的铁精矿。目前，我国赤铁矿的浮选以其它工艺联合进行反浮选为主要模式，并取得了细粒赤铁矿选别，精矿品位66%以上、回收率大于75%的良好指标。

2、选别赤铁矿的联合流程

目前我国对赤铁矿的选矿除了采用单一选矿法处理赤铁矿之外，还采用选别方法的联合流程处理赤铁矿和赤铁矿—磁铁矿混和矿石，其主要的类型有；重选—磁选、磁选—重选、弱磁—强磁一浮选、弱磁—浮选、重选—浮选、重选—电选等。随着钢铁工业的不断发展和铁矿资源的日益贫化，人们对赤铁矿选矿的意义和重要性逐步加深了认识。近几年来赤铁矿选矿取得了较大的发展，常规方法逐步完善，新工艺设备新药剂不断出现，联合流程较好等等，这些都为进一步解决各种难选的赤铁矿问题创造了有利条件。

开元机械总结：赤铁矿选矿工艺针对性较强，对细粒赤铁矿选矿工艺，国外主要选择采用性絮凝—浮选选矿工艺，该工艺以原矿作为浮选作业处理的矿石量，存在污水处理系统庞大和选矿成本高的弊病。国内则主要用反浮选控制细粒赤铁矿的铁精矿品位和回收率，也同样存在着环境污染问题，选矿成本高，浮选药剂、操作条件较难控制等。针对现有各种方法的弊端，要求各铁矿厂尽量选择成本低廉，环境污染小的药剂和适宜的工艺流程，这是降低选矿成本的关键，也是减小环境污染的有效手段。由于各种选矿方法原理有着本质的差别，强磁选可以在粒度较细的情况下分选出大量的脉石颗粒，能显著地降低进入下一步工序的矿石量，还能为浮选和重选工艺创造较为优越的浮选条件重选条件，而重选则可以利用矿石中各种矿物密度的差别，按密度进行分选，对矿物有不同程度的富集作用，进而有利于其他工艺的进行，这对我国钢铁企业的发展有着非常重要的现实意义。