鞍钢选矿技术实践

1 铁矿石工艺矿物学特点 鞍钢拥有我国最为丰富的铁矿石资源， 已确定的资源总量在80亿t以上，拥有七座 大型铁矿山，六座大型选矿厂，年产铁精 矿1500万t。但是，鞍钢铁矿石原矿品位在 28.95%—32.86%之间，较低；组成复杂 并且矿物嵌布粒度细、结构构造复杂、矿 物可磨特征差，相对难选。需细磨、采用 综合的选矿方法才能实现很好地分选。
难选矿
连续磨矿、分级—粗粒酸性正浮选 正常矿、高亚铁矿
连续磨矿、分级—分支浮选 连续磨矿、软水介质碱性正浮选
连续磨矿、强磁—阴离子反浮选 连续磨矿、螺旋溜槽—离心机 阶段磨矿、螺旋溜槽—离心机
连续磨矿、脱泥—阴离子反浮选 阶段磨矿、重选—酸性正浮选
阶段磨矿、重选—阴离子反浮选 连续磨矿、再磨、重—磁—反浮选 连续磨矿、再磨、磁—重—反浮选
阶段磨矿、磁选—细筛再磨大型化改造 弓长岭磁铁矿石
4 鞍钢选矿技术应用效果 4.1高效节能减排工艺得到广泛应用 1） 多破少磨工艺的应用 “多破少磨”是选矿厂系统综合降低能 耗 的关键所在。长期以来，鞍钢采用的破碎 设备大多为国产设备，设备运转效能差， 破碎效率低，使得鞍钢各选厂破碎粒度普 遍较大，为后续磨矿作业带来了较大的负
二是药剂种类多配制困难浪费能源。 特别是在阴离子反浮选工艺中，有四种 药剂同时使用，并且多数药剂在配制过 程中需要加热，既浪费能源，又增加了 配制过程的管理环节和工作量。
三是淀粉等物资的使用消耗大量的 粮食。在国内一些磁铁矿选矿厂提铁降 硅工艺中，阴离子反浮选使用的抑制 剂——淀粉原料主要来源于粮食，是国 民经济的重要战略物资。在世界粮价日 益上涨的今天，减少淀粉的使用显得十 分重要。
同时，鞍钢齐大山铁矿和弓长岭选矿 厂还在粗破作业引进了克虏伯进口破碎 机。目前，鞍钢各选厂通过以HP和H系 列破碎机为依托，采用“三段一闭路”
工 艺流程，使得破碎产品粒度降至12mm 以下，这使得鞍钢选厂一次磨机台时提 高10%以上，可实现年效益5.56亿元。
同时，采用新型破碎机，在相同破 碎台时粒度情况下可实现节能30%。按 鞍钢矿山目前的规模计算，年节电效益 2.2亿元。
鞍钢选矿技术进步史，浓缩着我国 选矿技术进步的历史，凝聚着以余永富 院士为代表的广大专家学者的智慧，凝 结着广大选矿科技工作者的心血。在 此，我代表鞍钢集团矿业公司对为鞍钢 矿业技术进步做出辛勤努力的广大科技 工作者表示衷心的感谢!
下面,我向大家汇报五个方面： 1、铁矿石工艺矿物学特点 2、选矿工艺应用情况 3、选矿技术研究情况 4、选矿技术进步特点及效果 5、加强鞍钢矿山选矿技术进步的打算
应该看到：近些年鞍钢在磨矿设备大 型化上取得了很大进展。但受场地影 响，大型化上还有差距。从世界发展的 趋势看：鞍钢在磨矿设备大型化还有潜 力可挖。目前世界上球磨机最大直径已 达到7.92m，远高于鞍钢最大的齐大山 铁矿选矿分厂5.49m的磨机。
2)新型节能耐磨材料的应用 新型节能耐磨材料的应用，是降低 生产成本、提高设备作业率、节约能源 的有效途径。鞍钢在破碎设备、磨矿设 备的衬板，球磨机的钢球及浆体介质输 送所用的耐磨管道等方面做了大量的研 究和应用工作。
这表明从重力特征上石英在矿浆中比 铁矿物更容易上浮。再一方面，阴离子 反浮选因为具有可靠高效的药剂制度而 使浮选效果更好。在阴离子反浮选作业 中，共有氢氧化钠、淀粉、氧化钙、捕 收剂等4种药剂在矿浆中发生作用，药剂 种类多，在过程中可以通过多个变量实 现浮选作业的控制。
药剂种类的增多，使得浮选过程的 针对性更强。其中，仅就其中的氢氧化 钠而言，就有调节矿浆PH值、改变矿浆 表面电位、影响其它药剂的赋存状态和 作用效果的作用。同时，阳离子反浮选 工艺选别效果也比较好，还具有药剂简 单、易于配置等特点。
同时，鞍钢目前采用的“单一磁选” 工艺，还具有工艺流程比较单一、设 备种类少、精矿易于过滤、容易管理 等特点。
特别值得指出的是：“单一磁选” 精矿表面特性好对球团工艺好处多，
大大优化了球团工艺。
据统计，弓长岭选矿厂在采用阳离子 提质过程中，因为在球团过程需要多加 膨润土等调节矿物表面特性等因素，使 得精矿在68.89%的情况下，球团矿品位 仅64.23%；而应用“单一磁选”工艺，
可见，连续磨矿工艺造成的过磨和 金属流失现象都是十分严重的。据统计，
鞍钢目前普遍采用阶段磨矿方式， 与连续磨矿工艺相比可使鞍钢二次磨机 用量减少32%，每年可节约磨矿成本 13.5亿元。
3）单一磁选工艺得到广泛应用 近些年来，国内许多磁铁矿选矿厂采用 浮选的方法进行了提铁降硅工艺改造。在 使铁精矿指标得到大幅度提高的同时，整 个工艺也存在以下不足：一是容易污染环 境。在浮选的过程中，药剂的使用势必会 对环境造成或轻或重的污染。
2 选矿工艺应用情况 在鞍钢矿业发展史上，先后有10余种 工艺得到应有。 下面我们主要介绍阶段磨矿、重选— 磁选—阴离子反浮选等8种工艺。受篇幅 所限，技术指标将不列出，感兴趣的同 志可以参阅论文集中的内容。
鞍钢工业上应用的主要选矿工艺及厂家
工艺流程
应用厂家
连续磨矿、单一碱性正浮选
东烧
连续磨矿、弱磁—强磁—阴离子反浮选
在 精矿67.65%的情况下，球团矿品位高达 65.4%。
4）粗细分选工艺得到广泛应用 粗细分选工艺的应用，是鞍钢目前 选矿实践的一个重要特点。与粗细粒级 混选相比，具有以下特点：
第一，选别的针对性强。矿物在 磨矿过程中解离是随机的，这种过程 使得磨矿粒度不等的矿物颗粒均存在 解离的条件，这是粗细分级入选工艺 具有较强生命力的重要基础之一。
在鞍钢齐大山铁矿选矿分厂建成前 （1997年投产），鞍钢所属选矿厂除齐 大山选矿厂二选车间外，其它选矿厂 （包括齐大山选矿厂一选车间）的磨矿 设备直径均在3.2m以下。
自从鞍钢齐大山铁矿选矿分厂引进 ∮5.49米磨机后，大磨机安装简单、维 护方便、节省电耗和磨矿产品粒度均匀 的优势在鞍钢逐渐显现出来。
2）阶段磨矿工艺得到广泛应用 阶段磨矿与连续磨矿工艺相比，存在
着以下两个明显优势：一是阶段磨矿工艺 成本低。实践证明：对于鞍钢所属矿山的 铁矿石而言，在一次磨矿后，在较粗的粒 度下实现分级入选，一般情况下可提取 60%左右的粗粒级合格精矿及尾矿。
因此，采用阶段磨矿工艺能大大 地减轻二次磨矿量，有利于降低成本。 同时，应用阶段磨矿工艺后，铁精矿 的综合粒度比较粗，有利于选矿厂后 续的过滤作业。
正常矿
正常矿、高亚铁矿、 碳酸铁矿
正常矿、难选矿、碳 酸铁矿
高亚铁矿、高硅酸盐 矿、高碳酸盐矿
高亚铁矿、高硅酸盐 矿、高碳酸盐矿
难选矿 难选矿 正常矿 正常矿
齐大山铁矿石进行选矿试验的工艺有： 连续磨矿、弱磁—强磁—阴离子反浮选； 连续磨矿、弱磁—强磁—阳离子反浮选； 连续磨矿、弱磁—强磁—螺旋溜槽—阴 离子反浮选；连续磨矿、弱磁—强磁—螺 旋溜槽—阳离子反浮选；阶段磨矿、弱 磁—絮凝强磁—阳离子反浮选；阶段磨 矿、弱磁—强磁—酸性正浮选；连续磨 矿、弱磁—强磁—酸性正浮选。
担，成本较高。
为了降低鞍钢系统碎矿成本，鞍钢 加快了引进国外先进中细破碎设备的 步伐。从2001年开始至今，鞍钢已经 完成了用进口HP系列和H系列取代原 国产中细碎破碎机的进程，将所有的 47台中细破碎设备全部HP系列和H系 列化。
由于进口HP系列和H系列中细碎破碎 机具有破碎比高，粒度小而均匀、性能稳 定，易于维护和维修成本低、使用可灵活 调整等优点，使得进口HP系列和H系列中 细碎破碎机在使用过程中效率很高，推进 了HP系列和H系列中细碎破碎机在鞍钢的 应用。
图2： 阶段磨矿、重选—磁选—阴离子反浮选原则工艺流程 图
五段磁选
四段磁选
终精
原矿
Ⅰ 一次分级
一段磁选
旋流器
Ⅱ
一段脱水
二段磁选 一段细筛
三段磁选 二段细筛
脱水永磁 Ⅲ 二段脱水
终尾
图3： 阶段磨矿、细筛再磨、单一磁选原则工艺流程图
3 鞍钢选矿工艺技术研究 鞍钢选矿工艺技术研究主要是围绕
东鞍山铁矿石、齐大山铁矿石、鞍钢磁 铁矿石三个部分展开的，结果分别见下 面两个表及说明。受篇幅所限，技术指 标也将不在表中列出，感兴趣的同志可 以参阅论文集中的内容。
阴离子反浮选等具有高效提质效果 的工艺的应用，大大提高了鞍钢选矿精 矿的品位，效益显著。据统计，“提铁 降硅”工艺应用以来，鞍钢铁精矿品位 累计提高3.06%，相当于为鞍钢高炉利 用系数提高0.35吨/m3日，按吨铁高炉 加工费1000元计算，可年为鞍钢带来 28.7亿元效益。
4.2高效节能减排设备的应用 1)大型化球磨机的应用 磨矿设备大型化不仅是鞍钢等国内大 企业的发展趋势，更是世界知名企业不 断探索追求的发展趋势。磨矿设备大型 化具有生产效率更高，能耗更低，自动 控制更容易实现，经济效益更加显著等 诸多优点。
在粗细分选工艺中，一般采用简单的 工艺选别粗粒矿物，采用比较复杂的工 艺选别相对难选细粒级。粗粒级和细粒 级选矿方法的有效组合使得粗细分选工 艺具有经济上合理，技术上先进的双重 特点。
第二，实现了窄级别入选的合理过 源自文库，这能在较大程度上杜绝上述容易 导致浮选过程混乱度的现象的发生， 提高了选矿效率。
鞍钢磁铁矿石试验情况表
工艺流程
矿石类型
阶段磨矿、单一磁选永磁化改造
大孤山磁铁矿石
阶段磨矿、磁选—细筛再磨
大孤山、弓长岭 磁铁矿石
连续磨矿、磁选—细筛再磨
大孤山磁铁矿石
阶段磨矿、磁选—细筛再磨
大孤山磁铁矿石
阶段磨矿、提铁降硅改造
大孤山磁铁矿石
阶段磨矿、细筛分级、尾矿回收
弓长岭磁铁矿石
阶段磨矿、磁选—细筛再磨—阳离子反浮选 弓长岭磁铁矿石
二是阶段磨矿工艺减轻了矿石过
磨，避免了严重金属流失。对于东鞍 山烧结厂而言，连续磨矿粒度在-200 目占77.5%的情况下，-10μm含量达 26.2%。对于齐大山铁矿选矿分厂而 言，强磁尾矿占总尾矿量的三分之一， 而其中-10μm流失的金属量占强磁尾 矿中总流失金属量的50%以上，有时 高达70%。
齐矿
阶段磨矿、重选—磁选—阴离子反浮选 齐选、鞍千、弓三、齐矿、东烧
阶段磨矿、细筛再磨、单一磁选 全磁短流程
阶段磨矿、重选—磁选—酸性正浮选 焙烧、单一磁选
连续磨矿、磁选—细筛再磨
大选、弓磁 大选、弓磁
齐选 齐选 大选
原矿
Ⅰ
磨矿
一次 分级
一精 二精 三精
粗选
二次 分级 二粗
Ⅱ 磨矿
精矿
尾矿
图1：东鞍山烧结厂“连续磨矿、单一碱性正浮选”工艺
5）阴离子反浮选工艺得到广泛应用 实践证明：阴离子反浮选具有高效的 提质效果。这是因为：一方面，反浮选 充分利用矿物的重力特性。一般地，石 英的密度在2.65 g/cm3左右，铁矿物的 密度在5.0g/cm3左右，矿浆的密度在 1-2g/cm3之间，使得石英在矿浆中的 有效重力远远低于铁矿物在矿浆的有效 重力。
东鞍山铁矿石试验情况表
工艺流程
矿石类型
阶段磨矿、强磁—酸性正浮选
赤铁矿、高亚铁矿
阶段磨矿、强磁—阴离子反浮选
高亚铁矿
阶段磨矿、强磁—阳离子反浮选
高亚铁矿
阶段磨矿、重—磁—酸性正浮选
难选矿
连续磨矿、重—磁—浮（再磨）
高亚铁矿
连续磨矿、强磁—酸性正浮选
难选矿、高亚铁矿、 绿泥石和碳酸铁矿、
碳酸铁矿
连续磨矿、强磁—阳离子反浮选
2004年以来，鞍钢大孤山选矿厂、 鞍千矿业选矿分厂、齐大山选矿厂、东 鞍山烧结厂相继完成了大型磨机的升级 改造。
目前，除齐大山选矿厂一选车间和大 孤山选矿厂三选车间外，鞍钢其余磨矿 设备直径均达到3.6m以上，3.6m以上大 型磨机产能已占总产能的94％。鞍钢磨 机通过大型化改造，在原有的场地上， 使磨机台数仅为原来的77％，但处理能 力提高到１.7倍以上。
鞍钢选矿技术实践
鞍钢集团矿业公司 田嘉印
2011年7月7日
各位代表； 感谢大会给我提供与大家交流的
机会，愿借此机会向各位专家学者学 习！向在座的各位学习！向兄弟单位 学习！也希望大家能多就鞍钢矿业的 选矿技术进步工作提出意见。
多年来，特别是进入新世纪以来，鞍 钢矿山选矿技术发展很快，并在此基础 上完成了老选矿厂技术改造，新建一批 高水平选矿厂，使其选矿技术水平达到 世界一流水平，产生了年科技进步增效 50亿元的巨大经济效益。