关于铁矿选矿技术分析【摘要】随着近些年来我国经济的发展,我国的产业结构不断优化,各采矿业也都取得了显著的发展成绩,尤其是作为主要矿物资源供应的铁矿业,其无论是开采规模还是开采技术都有了显著的扩大和提高。
下文中笔者将结合自己的工作经验,对铁矿的选矿技术进行分析,以其完善和改进现行的铁矿技术,促进我国铁矿业的发展,笔者将从菱铁矿石选矿技术、褐铁矿石选矿技术、复合铁矿石选矿技术、多金属共生铁矿石选矿技术、鲕状赤铁矿石选矿技术、高硫、磷铁矿石选矿技术等几个方面对该问题进行浅析,诸多不足,还望批评指正。
【关键词】铁矿选矿技术;选矿技术随着世界经济的复苏和结构调整的加快,特别是我国经济的快速发展,拉动了我国钢铁工业持续高增长,我国钢铁总产量已经居世界第一,对于铁矿石进口依存度越来越高,已成为我国钢铁工业经济安全的重大隐患。
同时,在世界资源和环境问题日益严峻的情况下,提高资源的有效利用率,实现资源的最大化价值也是我们每个生产行业应该思考的问题。
因此,迫切需要依靠技术进步来最大限度地利用国内现有铁矿资源,提高铁矿石的自给率,缓解进口矿的压力,维持稳定、足量、优质的铁矿原料供给,以保障钢铁工业持续稳定的发展。
而铁矿的选矿技术作为这样一种直接关系到铁矿开采和使用的重要技术,也应该引起有关部门的重视,下文中笔者将结合自己的工作经验,对几种常见的铁矿选矿技术进行分析。
1.菱铁矿石选矿技术菱铁矿作为铁矿的最常见形式之一,其选矿技术对于整个铁矿的利用率影响是非常大的。
从菱铁矿石的性质上看,其理论铁品位相对于其他种类的铁矿石要低,并且从形式上看,经常与钙、镁、锰呈类质同象共生,以一种化合物或者混合物的形式共存,给铁矿的分析和开采都带来了不便,这也是菱铁矿在选矿过程中遇到的最大的困难。
实践中我们发现,如果采用传统的物理方法对菱铁矿进行选矿,那么精准度是非常低的,一般只能达到百分之四十五左右,因为菱铁矿的存在形式决定了其探测过程中,易受到其他元素的干扰。
因此,我们必须要寻求一个更加准确和高校的选矿方法,经过学界的反复研究和试验发现,焙烧后的菱铁矿的铁精矿的品位明显上升,究其原因是因为在铁矿烧损的过程中,铁的含量和品位都会随着燃烧的化学反应而增大,于是烧损越大,铁精矿品位也就越大。
所以,我们必须探求一种更加经济合理且科学的铁矿选矿方式,经过实践的反复摸索,笔者认为目前比较经济的菱铁矿的选矿方法主要以重选、强磁选为主,这两种方法充分的利用了菱铁矿的烧损后的铁品位的变化,使得铁矿选矿的精度明显增大,这个特点无疑能够有效的避免传统的物理选矿法造成的菱铁矿的选矿精准度低的现象。
但是这种做法也并不是十分完善的,实践中我们发现,采用该方法对菱铁矿进行选矿时,比较难以有效地降低铁精矿中的杂质含量,上文中我们也提到了菱铁矿的最大特点之一就是比较容易同其他的矿物质相结合,而在选矿过程中将这届杂质剔除对于铁矿的品位和精度来说都是非常重要的,因此在选用上述两种方法对菱铁矿进行选矿处理时,还应该从将低杂质含量的角度出发,采用一些辅助手段结合重选和强磁选方法对铁路进行选矿。
通过反复的试验,我们发现强磁选—浮选联合工艺能有效地降低铁精矿中的杂质含量,铁精矿焙烧后仍不失为一种优质炼铁原料。
2.褐铁矿石选矿技术对于褐铁矿石的选矿就相较于菱铁矿来说更为复杂,因为褐铁矿的性质决定了褐铁矿中富含结晶水,虽然结晶水对于物理选矿方法的选矿反应要高于菱铁矿,但是其铁精矿品位仍然很难达到百分之六十以上,这就给物理选矿方法的使用带来了很大障碍。
所以,同菱铁矿医院,如果选用物理方法对褐铁矿进行选矿,也应该对其进行一定的焙烧处理,只有焙烧到一定程度,铁精矿品位才会发生变化,其变化规律也同菱铁矿一样,烧损越大,铁精矿品位就越大,这也是褐铁矿同菱铁矿的主要相同点之一。
另外,由于褐铁矿的性质特点,致使其在破碎磨矿过程中极易泥化,而不似其他铁矿较易形成块状固体,这个特点一定程度上加大了褐铁矿的回收难度,同样的也降低了褐铁矿的回收价值,难以获得较高的金属回收率,所以我们在制定褐铁矿的选矿方式时,要充分考虑是否要进行破碎磨矿的步骤,尽可能的避免对褐铁矿的大规模的碾压,保留其完整度,有利于提高其回收价值。
实践中通过工程人员的不断检验和反复试验,筛选出几种最合适的褐铁矿选矿工艺,其中包括还原磁化焙烧—弱磁选、强磁选、重选、浮选等单独工艺和联合工艺,采用这些方式对褐铁矿进行选矿,可以有效的提高其铁精矿品位,有效的避免由于褐铁矿的破碎造成的回收难的问题,是较为理想的褐铁矿选矿方式,此外,为了达到更加理想的选矿效果,弥补以上方法中存在的不足,实践中我们还可以根据实际情况,将这些方法组合起来使用。
下面笔者就以某地的铁矿选矿实例,对其进行说明,即我国某省境内的著名铁坑褐铁矿石在进行了选择性絮凝—强磁选技术工业试验后发现,该褐铁矿内的铁金属回收率并不高,并且以现在的回收技术和选矿技术为基础,有关部门在认真计算后认为通过改造,其回收率至少可以提高10个百分点以上。
而同时又对该铁矿的相关技术设备进行了分析后发现,导致其回收率达不到标准的主要原因是由于絮凝设备及选择性絮凝工艺条件的控制尚未过关造成的,这种设备和技术上的缺陷严重的影响了铁矿的利用率,从而进一步影响了该铁矿的全面工业化,只有对其进行全面的技术升级和改革,才能实现更加高效的选矿和开采,才能发挥该褐铁矿的最大使用价值。
在科研单位向有关部门反映了这一问题后,该省的矿业管理部门对该问题给予了足够的重视,并投入资金和技术对褐铁矿的回收和选矿工作进行了完善,取得了显著的成果。
而这些成果也离不开近两年来的新型高梯度强磁选机及新型高效反浮选药剂的研制成功,正是由于这两种设备的问世和应用,才使得强磁选—反浮选—焙烧联合工艺取得了较大的技术进步,能够更加精准和高校的分选褐铁矿石。
即先通过强磁—反浮选获得低杂质含量的铁精矿,然后通过普通焙烧或者与磁铁精矿混合生产球团矿可大幅度提高产品的铁品位,仍不失为优质炼铁原料。
3.复合铁矿石选矿技术所谓复合铁矿,就是指在铁矿中含有不止一种铁矿物,这种情况对于铁矿石来说还是非常常见的。
并且由于我国的铁矿石的分布较广,地质结构较为复杂,导致我国大多铁矿石中都含有两种以上的铁矿物,这种情况一定程度上增加了铁矿石的选矿难度。
因为铁矿石的种类越多,相应的其可选性越差。
所以在对符合铁矿石进行选矿的时候我们要注意先对其定性和区分,一般来说,常见的复合铁矿石主要的共生铁矿成分为赤铁矿、镜铁矿、针铁矿、菱铁矿以及褐铁矿等,这些铁矿的共同点表现为他们都属于弱磁性铁矿物,所以在选矿时上文中我们提到的一些诸如强磁选等方法就比较不适用,不能很好的区分矿石中存在的不同铁矿成分,给选矿工作造成了不便。
但是,为了能够使铁矿更加合理高效的被开采,我们应不断完善和改进铁矿选矿技术,特别是对于复合铁矿的选矿,应该采取新型技术提高其铁精矿品位。
对此,有关部门也引起了足够重视,并组织了有关研究部门对该问题进行了分析和试验,最后经过反复的验证,认为在进行复合铁矿的选矿工作时,采用弱磁—强磁—浮选和磁化焙烧—反浮选等联合工艺可以取得较好的效果。
4.多金属共生铁矿石选矿技术所谓多金属共生,就是指在铁矿石中含义多种金属矿物,且各个矿物之间的共生关系较为复杂,从而导致了铁矿选矿的困难。
多金属共生铁矿是除了复合铁矿之外,另一个较为复杂的铁矿存在形式,同样也是铁矿选矿的难点所在。
就我国境内的多金属共生铁矿的类型来看,主要有包头白云鄂博稀土铁矿和攀枝花钒钛磁铁矿等,这些类型的铁矿石的特点是矿物组成及共生关系复杂,由此造成铁精矿选别指标低及共伴生有价元素的回收率低,因为对其采用常规的物理选矿法并不能达到良好的选矿效果,其铁精矿品位甚至比菱铁矿还要低,这种情况下是无法达到采矿需要的选矿效果的。
而就以上两种多金属共生铁矿来说,其中以包头白云鄂博稀土氧化铁矿石尤为难选,在有关部门和专家经过了一系列的研究和试验后发现,采用目前包钢选矿厂氧化铁矿行的弱磁—强磁—反浮选工艺进行选铁能够达到相对理想的效果。
因为在白云鄂博稀土氧化铁矿石中,其强磁精矿中主要有易浮类萤石、碳酸盐等矿物和难浮难选的含铁硅酸盐类矿物,所以要针对这些金属物质的特性制定专门的选矿方法进行各个击破,经过反复的试验和论证,我们发现对于易浮类萤石、碳酸盐等矿物的选矿必须的选矿必须要采用多种磁处理工艺和浮选工艺才能完成,包钢选矿厂通过几十年研究和生产实践已经形成了较成熟方法,即以水玻璃为抑制剂、ge-28为捕收剂的弱碱性反浮选生产工艺,而难浮难选的含铁硅酸盐类矿物一直没有得到有效分离,致使铁精矿品位较低(徘徊在百分之五十五以下),精矿中钾纳含量高。
对于取自于现场,细度为-0.076mm占百分之88左右、铁品位百分之43.5左右的强磁精矿样,采用优化组合的反浮选—正浮选工艺流程,并在正浮选作业采用新型高效捕收剂,全流程浮选闭路试验指标为精矿产率百分之53左右、精矿铁品位百分之62左右、回收率百分之75左右,同时有害元素如p、k2o、na2o、f降低幅度很大,为改善该类型铁矿石的选别指标开辟了一条有效的新途径,就目前选矿工艺来看,该方法是最为行之有效的针对白云鄂博稀土氧化铁矿石的选矿方法,可以有效的处理其中存在的不同金属含量对矿石选矿结果的影响,得到一个较为符合实际情况的结果。
另外,对于另一种较难处理的多金属共生铁矿形式的攀枝花钒钛磁铁矿石,有关单位和工程部门也在认真的研究和分析了其自身的金属特点后,结合白云鄂博稀土氧化铁矿石相关选矿处理方法,制定了一个较为符合实际的选矿工艺流程,即分别采用细筛—再磨工艺选铁和高梯度强磁—浮选工艺选钛等方法对其进行多层次的选矿处理,旨在减少其他金属形式对铁矿中铁的含量的影响,实践证明该矿石的各项选别指标均得到显著提高。
5.鲕状赤铁矿石选矿技术鲕状赤铁矿的最主要的特点就是嵌布粒度极细且经常与菱铁矿、鲕绿泥石和含磷矿物共生或相互包裹,因此其选矿工作也较为困难。
相较于上述的几种矿石的选矿来说,鲕状赤铁矿石是目前国内外公认的最难选的铁矿石类型。
过去曾对该类型铁矿石进行了大量的选矿试验研究工作,其中还原焙烧—弱磁选工艺的选别指标相对较好,但由于其技术难点是需要超细磨,而目前常规的选矿设备及药剂难以有效地回收-10μm的微细粒铁矿物,因此该类型铁矿石资源基本没有得到利用。
由此可见,处理好鲕状赤铁矿中的细粒,就可以有效的解决其选矿难题,但是在传统的技术条件下,这个问题一直没有被攻克,也就导致了大量的鲕状赤铁矿无法被开采和利用,呆滞了资源的闲置甚至是浪费。
但是近些年,随着我国可利用的铁矿资源逐渐减少,研究鲕状赤铁矿石的高效选矿技术已凸显重要性和紧迫性,又因为科学技术水平的不断提高,给鲕状赤铁矿的选矿技术和工艺的实现带来了可能,所以有关部门加大了在这方面的资金和技术投入,旨在研发和探索一种能够克服鲕状赤铁矿中的细粒结构的方法。