马钢铁矿山选矿技术现状与发展

Serial No .484August .2009

现　代　矿　业

MORDE N M I N I N G

总第484期

2009年8月第8期

马钢铁矿山选矿技术现状与发展

曹月林

(马钢集团设计研究院有限责任公司)

摘　要:系统、全面地介绍了马钢三个矿业公司四个铁选矿厂的基本情况,重点介绍了四个选矿厂的技术特点及技术进步历程,总结了新工艺、新技术、新设备在马钢铁矿山选矿技术进步中的作用与意义。

关键词:阶段磨选;粗粒抛尾;先浮后磁;磁重联合;高压辊磨机;高梯度磁选机中图分类号:T D92 文献标识码:B 文章编号:167426082(2009)08200972041　概　述

马钢集团公司现有南山铁矿、姑山铁矿、桃冲铁矿和马钢控股的罗河铁矿。南山铁矿现有凹山、东山、高村3个露天采场和凹选、东选两个选矿厂,凹山和东山采场即将闭坑,刚刚投产的高村采场,规模为700万t/a 原矿,另外正在建设的和尚桥铁矿,规模500万t/a 原矿,南山铁矿计划在2010年后形成1200万t/a 原矿、300万t/a 铁精矿粉。姑山铁矿现有姑山露天采场,规模为100万t/a 原矿,新建成的和睦山地下矿山规模为70万t/a 原矿;龙山选矿厂经过扩建改造,其处理量为170万t/a 原矿,主要处理姑山和和睦山矿石;正在建设的白象山地下铁矿山及选矿厂,规模为200万t/a 原矿,矿山全部投产后,姑山矿将形成370万t/a 原矿的生产能力,铁精矿产量也将达到160万t/a 。桃冲矿仅有一个原矿

规模为50万t/a 的地下铁矿山及选矿厂,年产铁精矿约35万t/a 。一期建设规模为300万t/a 原矿的马钢罗河铁矿地下矿山及选矿厂正在紧张建设之中,计划2011年建成投产,届时生产铁精矿粉将近100万t/a 。

马钢集团公司四大矿业公司所属的铁矿山,矿石性质各不相同,南山铁矿的铁矿石全部为磁铁矿,原矿品位凹山矿为27%左右,东山矿平均31.23%,高村矿平均19.83%,和尚桥矿平均22.42%,为典型的低品位磁铁矿矿石。姑山铁矿为典型的难磨难选赤铁矿石,原矿品位为32.36%～42.00%;和睦

曹月林,安徽歙县人,院长,高级工程师,243000安徽省马鞍山市。

一道焙烧工序,能耗和投资有所增加,但用磁化焙烧后的精矿进行烧结或球团,比用现有精矿进行烧结或球团要节能52%～70%,提高产量30%～70%,从而降低后续作业的投资。因此磁化焙烧工序增加的能耗和投资可从其后烧结或球团工序中得到补偿

。

图1　品位与选比的关系

3　结　论

(1)褐铁矿通过磁化焙烧2磁选工艺流程后,可

使焙烧矿品位提高3～4个百分点,平均精矿产率为67.39%,铁品位为57.16%,铁回收率为91.08%,

满足高炉入炉要求。(2)磁化焙烧2磁选工艺具有技术合理可靠、适应性强和易于在生产中实施的特点,可充分利用鲁中地区低品位褐铁矿资源,对于稳定钢铁企业原料供给,具有一定的经济效益和社会效益。

参　考　文　献:

[1]　侯　卉,胡旺阳,李　兵.我国铁矿石资源可持续发展的战略

分析[J ].金属矿山,2007(10):18～21.

[2]　罗良飞,陈　雯,严小虎等.大西沟菱铁矿煤基回转窑磁化焙

烧半工业试验[J ].矿冶工程,2006,26(2):71～73.

[3]　曾昭珍.铁坑矿焙烧磁选可行性探讨[J ].江西冶金,1990,10

(5):12～16.

(收稿日期2009204201)

7

9

山铁矿为磁铁矿和赤铁矿的混合型矿石,综合平均品位35%左右;白象山铁矿为磁铁矿矿石,原矿平均品位为38.36%。桃冲矿为磁铁矿和赤铁矿的混合型矿石。罗河铁矿为高硫磁铁矿,原矿平均品位为32.26%。

几十年来,针对不同铁矿的矿石性质,经过马钢集团设计研究院有限责任公司和各科研院所及各矿山技术人员的共同努力,进行了系统的选矿试验研究和技术攻关,取得了多项选矿科研成果,形成了马钢集团公司各铁矿山具有针对性的选矿工艺流程,取得了良好的技术经济指标,为马钢集团公司乃至中国的选矿技术进步做了卓有成效的工作。

2　各矿山选矿工艺

2.1　凹山选厂工艺流程

凹山选矿厂于1965年建成投产,原设计年处理原矿370万t,6个磨选系列。经过不断的扩建和技术改造,1985年选矿厂形成年处理原矿550万t能力,10个磨选系列,入选矿石以凹山原生磁铁矿为主并逐步配以高村铁矿石。破碎流程为常规的三段一闭路流程,主厂房为阶段磨选2细筛再磨再选工艺流程,最终获得精矿品位64.00%,精矿回收率为78.50%的技术指标。选矿工艺流程结构合理,生产指标稳定。凹山选矿厂阶段磨选2细筛再磨再选工艺流程是国内较为典型的磁铁矿选矿流程。

2004年后,随着凹山采场矿石产量快速下降和接替矿山高村采场的极贫磁铁矿石量的快速上升,选矿主要技术经济指标随着下降,到2010年凹山闭坑后将最终全部处理高村矿石。处理高村极贫磁铁矿石,一方面将导致现有凹山选厂年产铁精矿粉由185万t下降至120万t以下,经济效益明显下降,同时,铁精矿金属回收率和品位也很难保持在原有的水平。另一方面,由于原矿品位降低,尾矿量大幅度上升,将会导致南山矿区10km的尾矿输送系统和原有尾矿库能力的不足,必须进行凹选技术改造。

2004年底,引入了矿山用高压辊磨机处理矿石的技术方案。高压辊磨机,是以“料层破碎”原理而工作的高效节能设备,物料在高压辊间受到150～300MPa的强大作用力,破碎比大,产品粒度细,是实现“多碎少磨”或“以碎代磨”的新型设备。由于辊压破碎对物料层施加作用力大,不仅使物料破碎,而且能使产品颗粒内部结构产生大量裂纹,从而使后续的磨矿能力大幅度提高。生产实践表明,高压辊磨机具有生产能力大、产品粒度细、能量有效利用率高、占地面积小、能提高磨机处理能力以及降低磨机能耗和钢耗的优点。

选择由高村矿石与凹山矿石按比例混合而成的试验矿样(矿样性质可以代表凹山选矿厂未来10a 内入选的矿石),进行了一系列的高压辊磨及其辊压产品后续的选矿试验。对20～0mm粒级占80%的铁矿石,经高压辊磨机与3.35mm的筛子的闭路(循环负荷50%)流程处理,产品中-200目粒级含量达到30%左右,金属矿物和脉石矿物得到了很好的解离。对辊压产品(3.35～0)进行湿式磁选抛尾试验,当原矿平均品位在26.26%,可抛除产率47.80%、品位为8.31%的尾矿,原矿经磁选后,品位可以富集到42.71%,回收率达84.88%,抛尾效果较好。对粗精矿进行阶段磨矿阶段磁选,在一段磨矿细度-200目55%,二段磨矿细度-200目85%时,经过三段磁选可以获得铁精矿品位66.11%,回收率78.60%的理想指标。

2005年进行了高压辊磨机粗粒湿式磁选抛尾工艺的技术改造设计,2006年底改造工程建成投产,选矿厂能力得到大幅度的提高,粗粒尾砂通过火车运往排土场堆存,大大缓解了尾矿系统压力,同时,选矿厂指标稳定,经济效益明显,该条生产线为国内首创。

2.2　东山选矿厂工艺流程

东山选矿厂原工艺流程为自磨2球磨连续磨矿,分级机溢流进水力旋流器分级后分别磁选的磨选工艺,入磨矿石为东山自采矿和凹山采矿,处理中低品位原矿矿石时,铁精矿品位只有63%左右,不能满足马钢公司对高品位铁精粉的质量需求。1999年,马钢集团设计研究院与南山铁矿合作,对东山入选矿石进行了提高精矿品位的试验研究,推荐了阶段磨选工艺作为提高铁精矿品位的设计方案,并于2000年进行了技术改造。新工艺投入生产运行后,取得了精矿品位和金属回收率“双提高”的较好指标,精矿品位较原生产工艺平均综合指标提高了1个百分点以上,金属回收率提高了4.40个百分点,其杂质S、P、A l

2

O3的含量也相应下降。新工艺对处理不同品位的原矿,均能取得65%以上的精矿品位。东山选厂工业试验原则流程见图1。

由于东山选矿厂新工艺改造采用了阶段磨选工艺,在一段即可抛弃大量的尾矿,不但减轻了二段的磨矿负荷,而且由于减少了二段磨矿中容易恶化选别作业的矿泥,因此选别指标显著改善。新工艺流程对入选矿石的适应性强,能够确保和稳定最终精矿的品位。当处理低品位矿时,由于一段抛尾量大,

89

总第484期 现代矿业 2009年8月第8期