我国难选铁矿石近年来选矿技术进展

我国难选铁矿石选矿技术进展新中国成立60多年来我国铁矿石工业生产及选矿技术取得了巨大进步。

2010年国产铁矿石达到10.7亿吨，选矿成品铁精矿近4亿吨，为当年生产生铁5.96亿吨提供了40%多的成品铁矿石原料，为国民经济建设作出了重大贡献。

1 鞍山式贫红（磁）铁矿石选矿研究与进展我国2006年底为止全国铁矿石储量608亿吨，鞍山式铁矿石英岩占总储量的50%以上，在我国各地分部广泛，北方有鞍、本地区，冀东地区铁矿，西北有陕西尖山、袁家村，南方有湖南祁东铁矿等。

1.1 鞍山式贫磁铁矿石全国的磁铁矿石占我国各类铁矿石资源量近2/3，这类铁矿石中的磁铁矿物比磁化系数高，磁性强，一般采用弱磁选即可和脉石分离，得到铁精矿品位可以达到63~67%，但是SiO2含量高。

2000年，如鞍钢弓长岭磁铁矿铁精矿品位65.5%，含SiO2 8.31%，太钢尖山磁铁矿铁精矿品位65.92%含SiO2 8.50%，本钢南芬磁铁矿铁精矿品位67.5%含SiO2 6.5%等。

严重影响高炉炼铁效益，经过提铁降硅研究和生产工艺改进后上述三矿山不仅铁精矿品位分别提高到68.89%，69.10%，69.32，更重要的是SiO2分别降低到3.62%、3.80%、3.30%，使中国彻底改变了铁精矿质量低的历史。

1.2 鞍山式贫红铁矿石全国不同地区的铁矿石矿物成分基本相似，铁矿物主要为赤铁矿，其次为磁铁矿，脉石主要为石英其次为角闪石、透闪石、绿泥石，所不同的是主要在于铁矿物及脉石的嵌布粒度差别很大。

1.2.1鞍山地区铁矿石鞍钢红铁矿石自上世纪50年代初期（建国初期），国家组织对东鞍山···等铁矿石进行选矿技术攻关以来，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，终于在2003年前在齐大山选矿厂改造优化建成了阶段磨矿、粗细分级、重选-磁选-阴离子反浮选工艺生产流程，该工艺流程充分体现了鞍山地区红铁矿石铁矿物粗细不均匀嵌布细粒铁矿石的特点（如连续磨矿则需磨细到-0.074mm占90%）。

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。

对于含铁29.16%的齐大山红铁矿石经过分选得到铁精矿含铁67.67%，含SiO23.85%，铁回收率71.65%。

鞍钢胡家庙，弓长岭红铁矿选矿等都按此工艺建设。

唐山司家营红铁矿石虽然铁矿物粒度比鞍山地区较细一些（连续磨矿需磨细到-0.054mm占90%），也按此工艺流程建成的选矿厂生产，对含铁29.14%的红铁矿石也能得到铁精矿含铁66.5%，含SiO24.5%，铁回收率75%以上的良好技术指标。

该工艺流程已成为处理鞍山及唐山地区红铁矿石的一个典型有效的选矿工艺。

工艺流程见图1。

图1 鞍钢齐大山红铁矿选矿工艺原则流程1.2.2 山西袁家村红铁矿石太钢袁家村红铁矿石中的铁矿物粒度比鞍山地区的细，需要磨细到-0.0045mm（-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处理。

经长沙矿冶研究院研究2007年制定了阶段磨矿-弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺，对于含铁31.22%的原矿石经扩大连选试验后得到铁精矿含铁66.38%铁回收率75%。

按照此工艺太钢在袁家村矿山正在建设年处理原矿石2200万吨的国内最大规模的选矿厂。

工艺流程见图2。

1.2.3 湖南祁东铁矿石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年以来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阴离子或阳离子反浮选，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%。

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32.46%的原矿石选矿得到铁精矿含铁63.02%，铁回收率65.83%。

由于矿山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。

近期按此工艺正在建设年处理铁矿石300万吨/a选矿厂。

如此细的红铁矿石絮凝脱泥-阴（阳）离子捕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3。

总之，我国经过长期对鞍山式红（磁）铁矿石的研究攻关到目前为止对不同粗、细粒度的红铁矿石选矿总算都有个解决方法，至于说如何进一步提高质量和经济效益还需要今后的选矿技术人员继续努力。

2. 褐铁矿、菱铁矿石选矿研究及进展褐铁矿大部分都是由菱铁矿及多金属硫化矿经多年风华，淋湿形成的。

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。

而采用磁化焙烧-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。

2.1 竖炉磁化焙烧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，目前用100m3竖炉20座，处理>15mm的块矿，入炉块矿含铁34~35%，生产铁精矿品位55~56%，铁回收率72~74%。

重庆钢铁公司的綦江铁矿，接龙铁矿、篆唐铁矿，矿物成份都以菱铁矿为主，部分赤、褐铁矿，共有铁矿石储量1亿多吨。

2004~2006年綦江铁矿先后建50m3竖炉5座，入炉粒度50~15mm。

2007年处理原矿石30.95万吨/a，原矿含铁40.17%，磁化焙烧后铁品位提高到48.12%，送磁选车间磁选。

接龙铁矿建50m3竖炉2座，入炉粒度>20mm，而<20mm粉矿入斜坡炉磁化焙烧，原矿石含铁40%，焙烧矿石经磁选后得到铁精矿品位57.77%，铁回收率>70%。

2.2 回转窑磁化焙烧竖炉磁化焙烧不仅焙烧时间长，处理量小，能耗高，而且不能处理粉矿。

为了优化磁化焙烧的工艺和装备，开发利用褐铁矿和菱铁矿石，我国几十年来不断地对回转窑磁化焙烧进行研究。

2.2.1 广东大宝山褐铁矿石为处理大宝山褐铁矿选矿粉矿（10mm）于2004年建成处理能力为25万吨/a的ф3.3m×48m回转窑一台。

2005年7月投产，将含水12%的粉矿直接给入回转窑干燥、磁化焙烧并脱砷、脱硫，2006年处理含铁47.65%粉矿12.57万吨，经磁化焙烧磁选得到铁精矿品位54.71%，铁回收率93.5%，选矿比1.23。

这一工艺工业生产成功应用解决了长期以来大宝山粉矿不能利用而堆积成山的难题。

2.2.2 山西大西沟菱铁矿石大西沟菱铁矿为国内最大的菱铁矿床（含少量褐铁矿），铁矿石储量近3亿吨，原矿石含铁26.96%。

经长沙矿冶研究院研究，2004年制定了磁化焙烧-弱磁-阳离子反浮选工艺流程，2006年8月大西沟矿业有限公司按推荐工艺在大西沟建成二条90万吨菱铁矿生产线，4台ф4.0m×50m回转窑，入炉菱铁矿石16~0mm （全粒级）磁化焙烧，经弱磁选-反浮选工艺工业生产14天，考查表明，对于含铁26.96%的原矿石经选矿生产出铁精矿品位60.08%，铁回收率75.62%。

这是国内菱铁矿选矿大规模工业生产的最佳技术指标。

为国内菱铁矿铁矿石开发利用起到了示范作用。

2.2.3 新疆切列克其褐铁矿石原矿铁精矿尾矿图2-2 新疆褐铁矿生产流程图切列克其铁矿石由一大型菱铁矿床经多年风化上部形成了褐铁矿石，含铁43.40%。

整个矿床储量4899万吨。

经长沙矿冶研究院实验室研究制定了磁化焙烧-单一磁选工艺流程，在大西沟大型回转窑磁化焙烧工业生产成功的基础上，长沙矿冶研究院负责对切列克其褐铁矿生产建设。

2008~2010年先后建成ф4.0m×60m回转窑5台，年处理原矿石200万吨。

2011年5月生产技术指标见图2-2：原矿石含铁37.73%经磁化焙烧磁选后得到铁精矿品位62.39%铁回收率85.02%的优良技术指标。

2.3 多级循环流态化磁化焙烧工艺（简称闪速磁化焙烧）研究与开发为开发利用褐铁矿、菱铁矿石资源，竖炉磁化焙烧技术及装备虽然比较落后，但因为没有比之更先进的磁化焙烧装备不得不仍然在工业生产上继续应用。

回转窑磁化焙烧，明显比竖炉有大的进步，它能全粒级焙烧，入炉矿石粒度小，焙烧时间大大缩短，产量增大，能耗降低，但它还有结圈，焙烧时间长（60分钟），处理量小等问题。

而闪速焙烧磁化技术及装备若能研究成功，上述问题都有可能在很大程度上的得到改进和提高，是磁化焙烧技术及装备的进一步改进与优化。

将褐铁矿、菱铁矿石，最难分选的鲕状赤铁矿石预先粉磨至0.2mm以下，以流态化的形态分布于还原气氛中，焙烧系统中的传热、传质效果都会大幅度改善，达到磁化还原反应速度快（一般10~60秒），处理量大，节能降耗，焙烧矿石的质量提高（不存在块大的矿石表面过还原，里部没烧透欠还原）。

能提高铁精矿质量，提高回收率，能充分合理回收利用铁矿石资源。

如闪速焙烧磁选处理昆钢包子铺铁矿石，铁精矿品位59.50%，铁回收率92.06%，处理湖北黄梅含铁38.07%的褐铁矿石，铁精矿品位61.03%，铁回收率91.17%，处理最难选的湖北含铁42%鄂西鲕状赤铁矿，铁精矿品位58.32%，铁回收率81.15%。

可见闪速磁化焙烧是分选难选铁矿石的先进装备和工艺。

结语：1、我国难选铁矿石60年的选矿研究进步巨大，特别是最近10多年来先后研制成功如下工艺和装备：根据铁矿物粒度大小对鞍山式红（磁）铁矿石成功研制了三种典型选矿工艺流程并在全国该类型矿石分选中应用都得到了优良的分选技术指标：①鞍山地区粗细不均匀嵌布的细粒铁矿石的阶段磨矿、粗细分级、重选-磁选-阴离子反浮选的典型选矿工艺流程。

②铁矿物需磨细到-0.045mm>90%微细粒的袁家村铁矿石的阶段磨矿-弱磁-强磁选-阴离子反浮选工艺流程。

③铁矿物需磨细到-0.037mm>95%的超微细粒祁东铁矿石的阶段磨矿-絮凝脱泥-阴（阳）离子反浮选工艺流程。

这三种工艺可以基本解决该类型的选矿问题。

2、磁化焙烧-弱磁选工艺是处理褐铁矿石、菱铁矿石比较好的选矿方法。