我国当前铁矿石选矿技术现状、存在问题、发展趋势及方向(源部选矿会议报告)

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2.2.2 褐铁矿、菱铁矿石选矿研究及生产
菱铁矿、褐铁矿磁化焙烧的研究发展方向
竖炉焙烧
回转窑焙烧
闪速磁化焙烧
酒 钢 选 矿 厂
陕 西 大 西 沟 铁 矿
新 疆 切 列 克 其 铁 矿
研 究 开 发 中
……
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2.2.2.1 竖炉磁化焙烧
酒泉钢铁公司选矿厂
酒钢选矿厂年处理铁矿石650万吨，矿物成分主要为镜铁矿、少量菱铁矿和 褐铁矿。破碎后，>15mm的块矿350万吨采用竖炉焙烧，目前用100m3 竖炉20 座，入炉块矿含铁34～35%，生产铁精矿品位55～56%，含SiO210.5%、铁回 收率72～74%。对该铁精矿进行了阳离子反浮选试验研究，2007年建成了磁化 焙烧-弱磁选-新型阳离子（GE-609）反浮选流程，反浮选铁精矿品位达到 60.61%、SiO2降低到5.76%，实现了酒钢30多年的梦想，明显地提高了高炉炼
表1
厂名 齐大山 司家营 弓长岭 原矿 TFe（%） 29.16 29.14 28.78
齐大山、司家营选矿指标（%）
精矿 TFe（%） 67.67 66.50 67.79 SiO2 （%） 3.85 4.50 4.10 回收率 71.65 75.00 81.99
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图3 鞍钢齐大山贫赤铁矿选矿工艺流程图
国铁精矿质量低（铁品位低、 SiO2含量高）的历史。2012年我国生铁产量
6.5791亿吨，占世界生铁产量55%以上，我国铁矿石的自给率约占36.3%，说 明我国是个钢铁生产大国，也是铁矿石生产大国。但是不要忘记，我国铁矿资 源量虽多，98.57%都是贫矿，大部分含铁在20%-30%之间，多年来采出平均 铁品位28%左右，铁品位大于55%的富矿只占1.43%，为了供给炼铁用铁精矿， 有的地方对含铁只有10%的铁矿石也开采选矿了。
2.2.2.2 回转窑磁化焙烧
2.2.2.3 多级循环流态化磁化焙烧工艺研究与开发 2.2.3 包头白云鄂博铁、稀土、铌选矿工艺 2.2.4 攀枝花钒钛磁铁矿选矿工艺
3 存在问题
4 我国铁矿石选矿研究发展趋势及方向
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前言
新中国成立60多年来我国铁矿石选矿技术取得了巨大进步， 先后建设约有170多座不同规模的铁矿山和选矿厂，目前开采
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2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石-山西袁家村红铁矿石
太钢袁家村红铁矿石储量12亿吨，其铁矿物粒度比鞍山地区的细， 需要磨细到-0.045mm（-325目）90%以上才能单体解离，由于粒度细 不能用重选方法得到合格铁精矿，所以不能用处理鞍山地区红铁矿石 的典型选矿工艺流程。
经长沙矿冶研究院长期研究，2007年制定了阶段磨矿-弱磁-强磁-阴
该类型铁矿石在我国分布广泛， 北方有鞍、本、冀东地区，西北有尖 山、袁家村铁矿等，南方有祁东铁矿、 良山铁矿等，资源量大，占我国铁矿
西北有山西尖山铁矿、袁家村铁矿
石 总 储 量 的 5 5 % 以 上 。
南方有湖南祁东铁矿、新余良山铁矿
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2.2.1.1 鞍山式磁铁矿石
磁铁矿石占全国铁矿石总量的50.8%（2006年统计），而在
我国当前铁矿石选矿技术现状、存 在问题、发展趋势及方向
余永富 长沙矿冶研究院 武汉理工大学 2013.6.16
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目
前言 1 国内铁矿石资源量及生产现状 2 铁矿石选矿技术现状 2.1 分选设备
录
2.2 主要矿石类型的分选工艺及新型设备 2.2.1 鞍山式磁（赤）铁矿石英岩型铁矿石 2.2.1.1 鞍山式磁铁矿石 2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石 2.2.2 褐铁矿、菱铁矿石的选矿研究及生产 2.2.2.1 竖炉磁化焙烧
利用铁矿山的铁矿石品位大约在 10%-40%。由于我国铁矿石
具有贫、细、杂、难选的特点，所以我国铁矿石的选矿技术进 行了广泛深入细致地研究，在选矿设备、选矿工艺及浮选药剂
等方面都有了显著地发展，取得了重大进步和成就。
作者简介： 余永富，1932年生，河南南召县人，任职于长沙矿冶研究院和武汉理工大学，名誉院长，教授，博士生导师，中 国工程院院士。
祁东铁矿是湖南省最大的铁矿山，储量3.6亿吨，它的铁矿物粒度更 细，需要细磨到-0.037mm（-400目）>95%铁矿物才能基本单体解离。 2005-2007年，经长沙矿冶研究院研究制定了阶段磨矿-絮凝脱泥-阴（阳） 离子反浮选工艺，由于铁矿物及脉石粒度更细，矿石磨细后仅用浮选分 选得不到高品位铁精矿，矿泥的存在严重干扰阳离子或阴离子反浮选， 必须先把微细粒的矿泥脱除干净才能进行正常浮选，对于含铁30.83%的 原矿石经扩大连选试验分选得铁精矿含铁64.14%，铁回收率70.67%。
原矿
磨矿1
分 级
强磁选
磨矿2 分 级 -0.045mm90.47% 浓 缩
浮选粗选 精 选 四次 扫选
34.20；66.95 72.62 铁精矿
65.80；13.12 27.38 尾 矿
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图4 袁家村铁矿阶段磨矿弱磁-强磁-浓缩-反浮选扩试流程图
2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石-湖南祁东铁矿石
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2 铁矿石选矿技术现状
由于我国铁矿石秉赋性差，98.57%的铁矿石都需经过
选矿得到合格铁精矿才能供高炉炼铁使用，所以我国的选
矿技术研究投入力量最多，研究最深入，在选矿分选设备 及选矿方法上取得了巨大进展。
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2.1 分选设备
近十年来，各种分选性能优良的新型设备，特别是大型设备在我国生产 上广泛应用（主要都是我国自主研制生产、个别进口）。如Φ7.9m×12m大 型球磨机、 Φ1200×4500mm超大型弱磁选机、SLon2000~4000系列大型强磁
离子反浮选工艺，对于含铁31.72%的原矿石经扩大连选试验后得到铁 精矿含铁66.95%，铁回收率72.62%。 按照此工艺太钢在袁家村矿山今年已建成年处理原矿石2200万吨的 国内最大规模的选矿厂。工艺流程见图4。
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100.00；31.72 100.00 图例：产率；品位 % 回收率 85.05%-0.075mm 弱磁选
铁系数及节能减排的效益。
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2.2.2.2 回转窑磁化焙烧 -陕西大西沟菱铁矿石
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2.2.1.1 鞍本地区磁铁矿石
细粒磁铁矿石的选矿工艺流程见图2。 该工艺特点： 1. 尖山等选矿厂细筛采用进口德瑞克（Derrick）高频振动
细筛，分级效率高、筛网耐磨，筛网寿命长达9-12个月，在国
内已大量推广使用。 2. 磁选流程的磁选铁精矿含铁65.5%、 SiO2>8%（SiO2含 量高了）。 3. 该铁精矿再经反浮选脱除石英得到反浮选铁精矿含铁 69%、 SiO2<4%（达到了炼铁要求）。
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1 国内铁矿石资源量及生产现状
我国现有铁矿石资源量743.90亿吨（国土资源部2011年），2012年铁矿石 采出量13.096亿吨；大中型铁矿山选矿厂铁精矿品位63%-69%、SiO2含量3%6%，磁铁矿精矿铁品位平均66%以上，红铁矿精矿铁品位平均63%，是世界上 铁矿石生产量最多，铁精矿质量已达到国际先进水平，彻底摆脱了十多年前我
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2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石-湖南祁东铁矿石
2008年湖南三安公司按此工艺建成30万吨/a 选矿实验厂，选矿厂工业试验 经84小时运行，对含铁30.70%的原矿石选矿得到铁精矿含铁63.02%，铁回收 率65.83%。 由于矿石性质变化对选矿指标有较大影响，目前按铁精矿品位 63~65%，铁回收率70~65%组织生产。如此细的红铁矿石絮凝脱泥-阴离子捕
鞍山式铁矿石中磁铁矿石约占60%以上。 鞍钢大孤山、弓长岭、南芬、歪头山选矿厂处理的磁铁矿 石，铁矿物粒度属中细粒级，大都采用阶段磨矿-阶段弱磁选-细 筛-筛上产品再磨-弱磁选单一磁选工艺（南芬、歪头山磁选主要
设备用磁选柱）。
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图1 大孤山铁矿选矿原则工艺流程图
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2.2.1.1 鞍山式磁铁矿石
中细粒磁铁矿石的选矿工艺特点： 1. 单一弱磁选 2. 二、三段磁选使用BX-1024半逆流磁选机，磁选铁精矿入细筛筛分， 筛上产品再磨 3. BX-1024半逆流磁选机具有多磁极、大包角、精矿排出处的下面安装 了一排冲洗水管。该机比一般磁选机不仅能提高精矿品位1%-2%，有时还 能降低尾矿含铁1%-2%，提高回收率。在国内已大量推广使用。 4.细筛采用国产陆凯MVS型高频振筛，该机价格低廉，在全国普遍推广 使用，但是筛网寿命低，约30天左右。 5.磁选铁精矿如果不用反浮选提高铁精矿质量，也可以使用磁选柱、淘 洗磁选机或加强细筛筛分-磁选等技术措施提高铁精矿质量。 6. 铁精矿品位67.04%，铁回收率83.77%。
湖南祁东地 区铁矿石
矿石基本 解离细度
-0.075mm 80%～95%
-0.045mm 90%
-0.037mm >95%
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2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石-鞍山地区铁矿石
自上世纪50年代初期（建国初期），国家组织对东鞍山等鞍山式铁矿石 进行了选矿技术攻关 。历经50多年，经过全国选矿科研、高校、选矿设备研 制厂等单位的反复多次攻关试验研究，鞍钢生产单位广大工程技术人员和生 产工人反复多次试验、生产及工艺流程技术改造 。 于2002年在齐大山选矿厂 完成改造优化，建成了阶段磨矿-粗细分级-重选-磁选-阴离子反浮选工艺流程 ， 该工艺充分体现了鞍山地区红铁矿石铁矿物粗细不均匀嵌布的特点。在粗粒 磨矿下，粗粒经过重选可得到合格铁精矿产率的50%。也可丢掉相当部分的
脉石尾矿。该工艺集中了中国选矿界科技人员和生产工人的智慧以及几十年
来研制成功的技术上最先进、经济上最合理的红铁矿石选矿工艺。齐大山、 鞍千、弓长岭红铁矿（磨矿-200目70%-80%）、唐山司家营红铁矿（磨矿-
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200目90%-95%）等选矿厂都可以按此工艺流程建设。
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2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石-鞍山地区铁矿石
选机（处理量50~550t/h）、大型系列浮选机50~300m3。这些大型号设备研制
成功并在工业生产中应用，不仅使我国摆脱了没有大型化分选设备的状况， 而且为我国贫铁矿选矿厂扩大处理能力创造了条件。
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2.2 主要矿石类型的分选工艺及新型设备
2.2.1 鞍山式磁（赤）铁矿石英岩型铁矿石
北方有鞍、本地区和冀东地区铁矿
这两种铁矿石作过很多实验室小型试验研究，通常的重选、弱磁选、
强磁选及浮选方法分选，铁精矿品位不仅低（含铁45~55%），更重要 的是铁的回收率很低，一般仅40~60%，分选效果不好。 采用磁化焙烧-磁选小型试验表明不仅铁精矿品位可以提高，而更重 要的是铁的回收率可以明显提高（一般70~85%），分选效果好。
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图2 太钢尖山铁矿选矿厂原则工艺流程图（2005年）
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2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石
贫氧化铁矿石分布广泛，不同地区的矿物和脉石的成分相似，但磁铁 矿及脉石的粒度差别很大。从而导致选矿工艺相差很大。
鞍山式贫红铁矿石按铁矿物粒度大小可分为三种类型
鞍山（司家 营等）地区 铁矿石
山西袁家 村铁矿石
收剂反浮选生产技术在国内取得突破性进展，为国内微细粒铁矿石生产奠定了
基础。工艺流程见图5。
近期按此工艺现已建成年处理铁矿石300万吨/a选矿厂。
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22 图5 祁东红铁矿石阶段磨矿-絮凝脱泥-反浮选工业生产原则流程图(30万吨/年)
2.2.2 褐铁矿、菱铁矿石选矿研究及生产
褐铁矿大部分都是由菱铁矿及多金属硫化矿经多年风化，淋滤形成 的。两种铁矿石中的铁矿物比磁化系数都低，磁性弱，比重也小，难于 和共生的脉石分选。 特别近几年来由于国内铁矿石非常紧缺，许多科研单位和企业都对
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2.2.1.2 鞍山式贫氧化铁矿石-鞍山地区铁矿石
齐大山选矿工艺特点：
1. 很好地利用了齐大山铁矿物颗粒粗细不均匀特点，第一段磨矿较粗，经过分
级，粗粒用螺旋溜槽重力选矿回收。 2. 应用了我国自己研制的新型SLon强磁选机，该机磁场强度较高、不堵塞，隔 膜带动矿浆震动，分选性好。比国内外现有强磁选机选红铁矿时铁精矿品位高、回 收率高，运转顺行，事故少。在国内绝大多数红铁矿选矿厂都使用该强磁选机，在 国内已推广300多台，在国外十多个国家推广使用近50台。目前是红铁矿石选矿使用 的最普遍最有效的强磁选机。 3. 使用阴离子捕收剂反浮选脱除石英等脉石矿物，提高铁精矿质量，铁精矿品 位达到67.5%以上,SiO2降到4%左右，得到高质量铁精矿。