铁矿选矿十年回顾与展望陈雯

76% 18.5亿t
10.5亿t
345.8% 10.7亿t
2000年 2010年
世界铁矿石的产量
2.4亿t 2000年 2010年
国产铁矿石的产量
60,000 万吨
进口铁矿石量 占生铁原料比例
61860
30,000 万吨
6000 30.0%
38309 52.08%
62.40%
2000
2007
2010
前言
长沙矿冶院余永富院士创造性提出"提铁降硅（杂）"、"铁前成本一起 核算、"集团效益最大化"及建立了"铁精矿质量铁、硅、铝三元素综合评价" 理论体系，为国产铁精矿实施提铁降硅（杂）战略提供了理论指导。
鞍钢率先实施“提铁降硅”战略、并取得一系列技术创新成果，继而太 钢、武钢、酒钢、本钢等钢铁联合企业纷纷开展“提铁降硅” ，带动国 内几乎所有铁矿山相继实施“提铁降硅（杂）”的战略，针对不同地区、 不同类型铁矿石开展研究； 经过几年的研究与实践，国内铁矿石选矿技术取得重大突破，国产铁精矿
近十年我国铁矿选矿成就概况
选矿工艺技术进步及产业化
磁铁矿选矿技术指标进一步提高 氧化铁矿石选矿技术水平达到世界领先水平 多金属共伴生铁矿的研究开发进步显著 菱铁矿、褐铁矿还原焙烧——弱磁选工艺及设备研究
新设备的研究及应用
铁矿选矿设备的技术进步 浓缩、过滤新设备的研究与应用 铁精矿管道输送设备的研究与应用
2-4
25.02 54-62
67.1 97-98 66.4 80-85
加拿大
33
6.29
＞63
2-5
美国
32
12.06
＞60
3-5
中国
32
2.8
＞51
4-22
65.8
90
59.8 65-70
前言
国产铁精矿的质量低，竞争力远不如进口铁矿石
“九五”期间，国产铁精矿平均品位仅62%，比国外低，SiO2含量8~11%， 比国外高 ，Al、P、S等杂质含量也高；
经本钢集团测算，提铁降硅选矿加工成本增加25元/t，而炼铁获经 济效益45元/t，本钢炼铁成本下降1.5亿元/a。
选矿工艺技术进步及产业化
全磁流程实现磁铁矿提铁降硅
除上述几个典型矿山外，应用弱磁选工艺“提铁降杂”还有： 鞍钢矿业公司弓长岭磁选厂 首钢矿业公司大石河选矿厂 首钢矿业公司水厂选矿厂 太钢矿业公司峨口铁矿选矿厂 …
长沙矿冶研究院 陈 雯
前言
2000年左右我国铁矿山生产状况回顾
截止2000年，我国铁矿石产量2.5亿吨左右，平均含铁32%，低于世界
平均水平11个百分点， 97.5%的矿石都难以直接利用。磁铁矿精矿平均品
位65.8%，铁回收率90%，比世界主要铁矿石生产国的相应平均值低1.3个
百分点和7.98个百分点，赤铁矿精矿平均品位59.8%，回收率65%-67%，
短筒球磨机改为长筒球磨机
改造 采用动压给矿水力旋流器作为二次分级设备，以保障入选细度 措施 采用选别效率高的多磁极BX型磁选机，提高分选效率
采用MVS型高频振动网筛替代尼龙细筛提高最终铁精矿品位
一、二选车间 三选车间
α：30.13% βFe：67.26% βSiO2：5.87% α：30.17% βFe：67.21% βSiO2：5.89%
比世界主要铁矿石生产国的相应平均值低6.6个百分点和15个百分点。
单位：%
国别
平均 铁品位
其中富矿
储量比例
化学成分
T Fe
SiO2
磁铁矿精矿
平均
平均
铁品位 回收率
磁铁矿精矿
平均 平均 铁品位 回收率
澳大利亚
50
90
＞63
2-5
巴西
47
66.85
＞65 0.4-2.0
瑞典
41
前苏联
33
64.15
＞64
进口铁矿石量及其占生铁原料比例
近十年我国铁矿选矿成就概况
选矿工艺技术进步及产业化
磁铁矿选矿技术指标进一步提高 氧化铁矿石选矿技术水平达到世界领先水平 多金属共伴生铁矿的研究开发进步显著 菱铁矿、褐铁矿还原焙烧——弱磁选工艺及设备研究
新设备的研究及应用
铁矿选矿设备的技术进步 浓缩、过滤新设备的研究与应用 铁精矿管道输送设备的研究与应用
选矿工艺技术进步及产业化
反浮选流程实现磁铁矿提铁降硅
对于嵌布粒度较细，脉石矿物组成复杂的磁铁矿，即使多次重选或磁选 也难以得到高质量铁精矿，而采用反浮选工艺可பைடு நூலகம்铁精矿品位提高到68%以 上。近年来，国内外对铁矿反浮选降杂工艺进行了大量细致的研究工作。
国内外在铁矿反浮选实践中的差异主要体现在浮选捕收剂上，国内由于 矿石禀赋性差，多用阴离子捕收剂，阳离子应用相对较少。国外多以阳离子 为主：
βFe：63% βSiO2：11%
ββαSFFieOe::625:738..1-86700%%%；βαSSiαOiOF2e:2:5:65.6285.-96%50%%εF时αe:S9，iO62.:1β131F%e.:2689%.1时0%，
选矿工艺技术进步及产业化
太钢尖山铁矿选矿厂
原流程
阶段磨矿一单一弱磁选—细筛再磨工艺 。矿石经三段磨矿、 四次弱磁选、细筛分级，获磁铁精矿 。
原流程精矿指标 降杂后精矿指标
βFe：65% βSiO2：8% βFe：69.10% βSiO2：3.80% εFe：98.62%
提铁降杂流程
磁选精矿进行一粗一精、三扫、中矿顺序返回的阴离子反浮 选工艺流程 。对磁选精矿先用磁选柱分选出占精矿产率60%以上
Φ1200×4500mm超大型弱磁选机 SLON 2000～4000mm系列大型强磁选机（处理量50～550吨/h） 大型系列浮选机100～320M3 …
国内铁矿选矿药剂的最大进步是针对脉石中含有绿泥石、角闪石、 钠辉石、钠闪石等含铁硅酸盐矿物的铁矿石反浮选阴离子捕收剂开 发成功，并实现了浮选温度降低至15℃。
国内重点企业 高炉利用系数
国外
2.2~ 3.4 t/m3·d
国外高炉 利用系数
前言
国有铁矿山企业面临生存与发展危机
越来越多的钢铁企业认识到提高入 炉铁精矿质量能显著提高钢铁集团 效益，逐渐加大铁矿石进口量，减 少甚至不用国产铁精矿，致使国产 铁精矿明显滞销、积压；
矿山生产萎缩甚至停产，自有矿山成为钢铁公司的包袱，几十万铁矿山职 工面临待业和下岗威胁 ，不仅严重影响社会稳定，还将影响国家铁矿资源 的战略地位 。
北美磁性铁燧岩
改造前
流程：单一弱磁选工艺 指标：铁精矿品位低，硅含量高达5％～9％
讨论
改造后
发现磁性铁燧岩磁选铁精矿细度在－0.044mm（325目） 占89％～90％时，由于含硅和磁铁矿的连生体存在，使得磁 选铁精矿中SiO2含量较高，铁精矿品位较低。
探索
流程：弱磁选—细筛—阳离子反浮选联合工艺 结果：铁精矿铁精矿中的SiO2降低到4％以下，满足冶炼要求
微细粒：磨矿细度＜ P80 20μm
针对性的研 制出不同选 矿工艺流程
我国铁精矿铁 品位普遍提高到 65%～69%，二 氧化硅分别降低 为6%～3%； 铁精矿的质量 达到了国际先进 水平，为我国高 炉炼铁提供了有 利条件 。
近十年我国铁矿选矿成就概况
近十年来，我国大型选矿分选设备取得了很大的进展。
选矿工艺技术进步及产业化
鞍钢矿业公司大孤山选矿厂
一、二选车间 (处理量700万t/a) 阶段磨矿—细筛再磨—单一弱磁选工艺
三选车间 连续磨矿—细筛再磨—单一弱磁选工艺
(处理量700万t/a)
α：31.76% βFe：66.63% βSiO2：6.15%
α：31.81% ββFSieO：2：666..4176%%
选矿工艺技术进步及产业化
加拿大格里菲思选矿厂
原矿为含铁29%的低品位铁燧岩，经三段弱磁选得到含铁66.5％， SiO2≥6.5％的磁选铁精矿，再用胺盐（ADMAG-83）进行阳离子反浮选， 得到了含铁69％，SiO23.5％，作业回收率96％，粒度 -0.044mm95% 的浮选铁精矿。
美国银湾选矿厂
阳离子反浮选工艺脱硅。磁选精矿经阳离子反浮选一粗一精获得
浮选精矿；浮选粗选尾矿：弱磁选—中磁选—磨矿—脱水槽和弱磁 选丢尾，弱磁选精矿及反浮选精矿尾矿合并返回到反浮选粗选作业。
选矿工艺技术进步及产业化
讨论
原流程在细度-0.076mm90%左右时，脉石矿物SiO2大部分 为单体矿物，粒度较细，属于夹杂进入精矿，可通过浮选除 去。
铁矿选矿药剂的技术进步 未来的发展方向
近十年我国铁矿选矿成就概况
解决了鞍山式磁铁矿、赤铁矿石高效回收利用的合理选矿工艺问题并 开发了相关联的十几种新型选矿设备。
鞍山式铁矿 中细粒：磨矿细度＜P80 74μm 石占我国铁
矿石总储量 的50%以上， 细粒：磨矿细度＜ P80 30μm
分布于全国
各地区
铁矿选矿药剂的技术进步 未来的发展方向
选矿工艺技术进步及产业化
磁铁矿选矿技术指标进一步提高
全磁流程实现磁铁矿提铁降硅
对于嵌布粒度较粗，脉石矿物组成简单的磁铁矿，通过设备大型 化，预选抛尾减少入磨量从而提高产量，使用高效磁选设备，在流程 中引入细筛作业保障铁矿物解离度等方式，达到全磁流程提高铁精矿 质量的目标 。
选矿工艺技术进步及产业化
鞍钢弓长岭选矿厂
原流程
阶段磨矿—单一弱磁选—细筛再磨。矿石经三段磨选、四次
磁选、三段细筛获得一、二、三细筛筛下产品为最终精矿
原流程精矿指标 降杂后精矿指标
βFe：65.5% βSiO2：8.31% βFe：68.89% βSiO2：3.62% εFe：97.58%
提铁降杂流程
的精矿，对磁选柱尾矿再用阴离子反浮选。
与改造前相比，精矿铁品位提高4.1百分点、二氧化硅降低4.2个百分点。 由于精矿质量提高，年直接经济效益在1.0亿元以上。
选矿工艺技术进步及产业化
莱钢鲁南矿业公司选矿厂
原流程
阶段磨矿—单一弱磁选—细筛再磨—磁聚 。
精矿粒度-0.076mm90% 。
原流程精矿指标 降杂后精矿指标
选矿工艺技术进步及产业化
本钢歪头山铁矿选矿厂
原流程
半自磨—球磨—单一弱磁选—细筛自循环再磨
改造前精矿指标 改造后精矿指标
βFe：67.35% βSiO2：6.52% βFe：69.20% βSiO2：3.98% εFe：82%以上
新流程
原矿—破碎—大块矿石干式磁选、干选精矿—湿式半自磨 —磁选—一次球磨—磁选—细筛分级、筛下磁选柱选获得 精矿、细筛筛上及磁选柱尾矿—二次球磨—磁选—细筛分 级、筛下—磁选获得精矿、细筛筛上返回二次球磨
在原单一磁选工艺处理后，磁选铁精矿含铁65％，SiO2 8％的， 1980年采用阳离子反浮选，得到含铁68%，SiO24.7％的反浮选精矿。
选矿工艺技术进步及产业化
美国共和选矿厂
原矿
全铁品位：37% 铁矿物：镜铁矿为主，少量磁铁矿及假象赤铁矿
脉石矿物：绢云母、滑石、铁闪石、绿泥石等硅酸盐
磨矿-正浮选
磨至-0.074mm后，经脂肪酸正浮选得到含铁61.7%的铁 精矿
浓缩过滤
磨矿至-0.044 mm占80～82%， 喷蒸气加热调 浆至矿浆温度 98.3℃或沸腾
加水稀释至60℃(一次精选给矿) 加水稀释至50℃(二次精选给矿) 加水稀释至46.70℃(三次精选给矿)
热浮选
铁精矿：
βFe:66.9% βSiO2 :4.0%, εFe: 97.8%
国内高炉炼铁利用系数低，仅为1.6~1.993t/m3·d，炼铁效益低，同期国外 高炉利用系数为2.2 ~ 3.4t/m3·d；
TFe%
62%
SiO2% 8%~
11%
国产铁精品位 及SiO2含量
TFe%
≥66%
SiO2% 4~5%
国外铁精品位 及SiO2含量
国内 重点 钢企 1.6~ 1.993 t/m3·d
国外资源条件好，不像国内铁矿贫细杂，矿泥多，不适合阳离子； 因高炉入炉铁精矿质量对企业经济效益影响巨大，国外企业都追求高品
位、低杂质的铁精矿（通常要求含Fe>66%、SiO2 2～4%、 S<0.1%、 P<0.05%）。为了得到高品位低杂质铁精矿，不惜选矿成本的进行深选。
选矿工艺技术进步及产业化
质量达到或超过进口铁矿石质量，2011年国产铁精矿达到4.37亿吨，大幅 度减少了对进口铁矿石依赖，为铁矿山持续发展提供了坚实的保障。
前言
钢铁工业迅猛发展，对铁矿石原料需求大幅度增加 2000年至2010年间，世界铁矿石的产量增加了8亿t，增幅76%；国产铁
矿石从2.4亿t增加到10.7亿t，增幅345.8% ； 进口国外铁矿石量逐年迅猛增加，对外依存度加大 。
与改造前相比，精矿铁品位提高3.39个百分点， SiO2含量降低4.69个 百分点。弓长岭选矿厂精矿质量提高，鞍钢高炉入炉炉料铁品位提高2.06 个百分点，降低矿耗62kg/t，降低成本20元/t；综合焦比下降17 kg/t，降 低成本6元/t；高炉铁产量提高，固定费用降低，降低成本4元/t；合计降低 铁前成本30元/t左右。若按每年1000万t铁计算，降低成本3.0亿元。