预选技术在铁矿石选矿中的应用.doc

预选技术在铁矿石选矿中的应用随着中国经济的高速发展，国民经济对钢铁的需求进入高增长期，钢铁工业飞速发展，钢铁产量由2000年的1.285亿t，增长到2005年的3.49亿t，极大的刺激了铁矿石生产，国内的铁矿石产量2000年生产2.45亿t，增长到2005年的3.7亿t，大量的缺口由进口铁矿石填补。中国的铁矿石需求导致了全球铁矿价格全面上升，给国内矿山生产带来景气，我国铁矿石资源贫、细、杂的特点，铁矿生产小而散的规模，要提高成品矿质量需要较长的矿石加工流程和复杂工艺，这些注定铁精矿的生产成本较高。铁矿价格全面上升使过去开采不经济的矿石及开采方法成为可行，应当看到随着钢铁企业竞争的加剧以及矿山人员薪酬的提高和辅材价格的上升，铁矿石生产成本将相应增加，矿石生产的利润空间必将压缩。提高选矿生产效率，应用选矿生产新技术、新工艺是提高矿业经济利润的有效途径。一、矿石预选的作用选矿工作者遵循的一个选矿传统原则：能拿早拿，能丢早丢。原矿在球磨机磨矿作业前进行预先富集，及早抛弃部分废石，这就是预选。国内外选厂在应用预选工艺技术上有较多成功的实例，如澳大利亚的某大型铁矿山对采富矿弃下的低品位矿石的处理，国内在有色系统锡矿山、钨矿山的预选应用。凹山选矿、梅山选矿等预选应用，提前抛废产率在10%40%。预选的应用通常可在以下几方面体现：1、恢复地质品位。采矿过程中总是有些废石要混入矿石中，采矿方法不同废石的混入率也不同，一般露天采矿废石混入率在3%5%，地下采矿一般10%20%，个别采矿还高些。2、简化采矿方法。对于比较薄的矿带或夹层，为防止资源流失或采出矿品位较低，采矿人员通常要分采分爆或分层采矿选择性处理，不然就弃掉。3、有效利用贫矿资源，延长矿山服务年限。过去经济技术上认为不能开采的低品位矿石，因为有较好的预选方法，提高了入选品位和减少了入磨矿量，成为了可以利用的资源；对于矿石品位下降面临困难矿山，可以改善矿山经济，延长生产服务期。4、降低矿石运输费。对于长距离运输的矿山提前抛费经济效果是明显的，对于一般矿山也可大幅度降低尾矿送往尾矿库的输送量。5、减少选矿消耗最大作业磨矿的处理量。根据对传统矿山用于矿石粉碎的能耗统计，矿石开采占3%5%，碎矿作业大约5%7%，破碎机磨矿作业大约85%90%。降低磨矿消耗减少入磨量是最直接的。6、有利于磨矿后选别作业指标稳定。铁矿石原矿品位通常有较大的波动，有些矿山采出品位波动一天在5%10%，经过预选后入选品位稳定，有利于提高质量指标。从形式上看，尽可能地在大粒度、粗粒度条件下最大量的抛废，不做或少做无效的工作和消耗，达到对矿山技术经济指标的提高。二、预选应用的条件经济合理是预选工艺应用的出发点，不仅考虑可以抛弃的废石在后续磨选作业所消耗的费用，也考虑抛废带走的矿物是否造成资源的流失，并没有一个明确的经济模型来定义抛废界限，各选矿工艺以试验和实践来确定。要实现预选工艺在生产中应用，需要寻找合适的预选工艺、工艺设备。矿石性质是选择工艺及设备的依据，人们通常关注选矿的精矿品位和回收率，研究有用矿物解离度与矿石细度的关系，对脉石矿物与有用矿物集合体的“解离”往往忽视，事实上许多选厂对磨选工艺不惜烦琐、复杂，磨矿前的粗粒条件下处理投入不多。而能否在粗粒度条件下达到预选目的，取决于矿石能否在粗粒度条件下产生大量的脉石集合体“单体”，即脉石矿物与有用矿物集合体的“解离”。矿石的粒度是一个重要因素，中碎以后还是细碎以后，不同的粒度选择不同的工艺设备。另一个因素是确定合理的抛废品位，通常对于磁铁矿抛废的品位在5%10%或更低，赤铁矿或混合矿等难选矿石一般会高一些，有的甚至16%18%。三、铁矿石预选新工艺应用实例我国矿山开采的铁矿石主要是以磁铁矿为主，磁铁矿的品位多数为20%30%，属于贫铁矿石，近年来由于国内铁矿石需求，一些低品位的磁铁矿也正在开发利用，如马钢开发的高村铁矿品位18%20%，河北某钒钛磁铁矿品位仅16%左右，选别低品位矿石增加的成本将抵消矿石价格提高带来的大部分利润。磁铁矿的预选工艺广泛应用干式磁选机和磁滑轮，工艺上一般比较简单，配置也容易做到。相对于强磁性矿的预选，弱磁性矿的预选工艺比较复杂，实际应用的工艺方法较多，这是矿石比较难选不得已应用复杂的工艺，因此其预选的成本相对弱磁性矿来说也稍高。近年来国内许多矿山应用预选，创造性地形成节能高效新工艺，国内也研制或引进一些新设备。下面介绍几个矿山的应用和试验研究。（一）在马钢集团南山矿业公司的应用南山矿凹山选厂处理凹山采场矿石与高村矿石，主要目的矿物为磁铁矿，凹山采场采出铁品位约30%左右，若2008年凹山采场资源枯谒而闭坑，选厂全处理品位只有20%左右的高村矿，不仅精矿品位达不到马钢的要求，而且在同样年处理量规模下，精矿产量将下降到120万吨以下。经试验研究，高村矿10mm粒级以上磁选抛尾预选效果极差，将矿石辊压至3mm以下，在该细度下湿式磁选可以抛出大量尾矿，试生产的结果也证明了该工艺合理，效果明显。应用辊压机筛分超细碎湿式磁选抛尾新工艺取得成功，30mm的辊压产品经湿式磁选，可预先抛除产率50%，品位7.81%的粗粒尾矿，抛尾后的入磨矿石品位提高到40%以上。由于入磨粒度的降低和入磨矿量的大幅减少，不仅可大幅度地减少磨矿能耗，同时也大大提升了主厂房的生产能力，相当于新建同规模的一个磨选厂。预选工艺流程如图1。图1 高压辊超细碎预选原则工艺流程图（二）在马钢集团姑山矿业公司的应用姑山矿石以赤铁矿为主，属国内“难采、难磨、难选”红矿，原设计工艺流程为粗粒(12+6mm)跳汰预选作业和跳汰中矿(12+6mm)和原矿-6mm合并进入球磨作业，生产应用证明粗粒预选充分利用了矿石特性，取得良好的经济效果，由于梯形跳汰机耗水量大(260m3/h台)环节多，操作调整困难(冲程、冲次矿石厚度、矿层高度、给矿量等)，对原矿性质波动适应性差，维修量大及备件消耗大等缺陷，给组织生产带来较大困难，同时使用平流沉淀池环水作业场区水质差、环境差、污染严重。多年来，姑山研究应用干式强磁选预选工艺，经过与长沙矿冶研究院合作，两次进行试验室试验，和应用一台3001000永磁强磁选机安装在跳汰厂房内进行工业试验、72小时连续生产试验及设备考核，均获得了优于生产中跳汰机的指标，可以提前提取35%左右块精矿，同时抛弃10%左右的块尾矿。该项目改造后，停开4台155KW环水泵及其它附属设备，年节电302.22万kWh，节约电费140.3万元，减少材料消耗62.6万元。干式强磁选选别126m矿石的成功后，又对细碎回笼矿皮带矿石粒度分析，部分铁集合体与脉石已“解离”。在细碎作业回笼矿皮带下安装2台6001000永磁机强磁选机，从细碎的原矿中提前选出3010mm合格块矿，减少后续作业过粉碎，有利于提高金属回收率。姑山预选工艺流程如图2、图3。图23015mm块矿工艺流程图3干式磁选预选工艺流程（三）姑山红矿6mm粒级的预选试验研究姑山红矿经过三段一闭路碎矿后，6mm粒级约35%左右，长期以来没有经过处理与6mm选出中矿送入磨选，上世纪80年代曾应用细粒跳汰选矿，由于床层不稳定生产指标很差，后应用CS1电磁感应辊磁选机，也由于设备等方面原因而停。6mm粒级的选矿成为一个空白，2003年长沙矿冶研究院曹志良教授研究出广义空间浸泡式永磁强磁选机新型设备，为高效低成本选别6mm粒级赤铁矿带来突破，对姑山红矿经过一粗一扫可以得到粗粉精矿产率34%、铁品位53%左右的产品，同时可以抛弃产率15%、铁品位17%左右尾矿。虽然该工艺由于姑山露天采场红矿量萎缩没有应用，作为预选新工艺、新设备，为今后姑山采矿露天转地下后的选矿做了技术储备。（四）武钢公司金山店铁矿选矿厂该厂由于采用连续磨矿工艺，矿石中大量应该预选抛除的脉石都进入磨矿作业，带来了能耗高、铁精矿产品质量低、生产不稳定等问题，因此，针对现场自磨后的15mm矿石进行选铁工艺流程的优化试验。自磨排矿分级一弱磁预选抛尾，将15mm自磨排矿试样进行分级，在磁场强度为79.58kA/m的条件下，对5mm、3mm、2mm和1mm4种不同粒度的矿样进行预选抛尾试验，结果表明，对15mm自磨排矿采用分级一预选抛尾工艺不仅可行，而且很有必要，可预先抛除作业产率达43.66%44.23%的脉石，尾矿铁品位9.68%9.39%，铁损失率仅11%左右，这将极大地减少球磨时的人磨矿量，有效地降低球磨耗、提高球磨机的处理能力。四、结语经济的发展离不开资源，铁矿石资源的开发以经济为