黑色冶金矿山的技术进步与发展方向_宋徽.pdf

10Industry development 行业发展黑色冶金矿山的技术进步与发展方向宋徽摘要：随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了全新的发展阶段中，这也对黑色冶金矿山技术的发展起到了良好的促进作用，为了黑色冶金矿山技术能够有效发挥出自身的实际作用，就要进一步明确其后续的发展方向，确保其能够为钢铁工业的发展起到促进作用。因此，文章首先对铁矿石选矿技术的发展进步方向加以明确；其次，对多金属型铁矿石综合回收技术展开深入分析；在此基础上，提出锰矿石选矿技术的进步。关键词：黑色冶金矿山；技术进步；发展情况自五十年代起，我国的钢铁工业已经得到了较为全面的发展优化，不仅产量方面呈现出一种持续提升的状态，钢铁工业内部的原料生产也在稳定发展。然而，站在我国目前冶金矿石基本特征的角度上来看，富矿少以及贫矿多属于其中的主要特点，大多数原矿都需要在进行选矿处理过后才可以成为炉料，我国所发现的各类烙铁矿，主要以富矿为主，但其仍旧需要进行选矿处理，而在当前冶金矿石选矿技术高速发展的背景下，铁矿石、锰矿石以及络矿石的开采量正在不断提升，这就需要通过黑色冶金矿山技术，稳步提高选矿水平与选矿技术，以此来更好地促进钢铁工业的稳定发展。1 铁矿石选矿技术的发展进步1.1矿石准备系统矿石准备系统内部所产生的能源消耗，其大约占据整体黑色冶金矿山选矿总消耗的60%左右，其属于整体节能降耗工作开展的关键所在，而在近年来的发展进程中，我国在铁矿选矿方面为了更好地实现节能降耗目标，其所采用的主要为以下几点措施：首先为重点强化预选作业，在进行磨矿之前还要对那些低品位的矿石进行预选，这也是有效降低选矿能源消耗的主要措施，根据相应的数据信息可以明显看出，在我国的各大露天铁矿当中，其所采出的矿石贫化率大约在5%左右，而地下铁矿的贫化率则为20%，在我国重点区域当中，入选的原矿大约有1000万t以上的废石，通过预选的方式就可以剔除80%左右，站在实际情况的角度上来看，全国范围内大约有数十家的磁选厂都增加了预选内容，所采用的也主要为干式次滑轮分选方式，这也为我国的铁矿强化预选起到了良好的促进作用。在钕铁硼高性能磁材引入到干式磁选机过后，磁选机自身的性能也能够在根本上得到优化，比如在歪头山铁矿当中，其所采用的主要为CTGD1516N型永磁大块矿石磁选机，通过这类设备来进行预选工作，能够获取到更加优异的经济效益，并且还有部分铁矿对于原本的预选工艺进行了改造优化，能够确保其整体工作流程可以更好地适应原矿在性质方面所产生的变化，在稳步提高入磨矿石品位的同时，就可以逐步降低整体生产成本，带来更加优异的经济效益；其次，还要采取多碎少磨工艺，在整体破磨系统所产生的能源消耗当中，磨矿作业占据了其中的极大部分，为了有效降低磨矿的能源消耗，就必须要对进入到其中的矿石粒度进行降低，而目前的铁矿在多碎少磨工艺方面，已经取得了长足的进展，不仅可以有效降低入磨矿石的粒度，还可以取得更加优异的降耗效果；最后则是耐磨材质的推广，在目前的社会发展进程中，随着各种耐磨钢球的研制，所用的各类传统铸铁钢球已经逐步淘汰，全国范围内重点铁矿的选矿厂，其内部的钢球消耗量已经得到了显著降低，并且目前的球磨机衬板也起到了较为优异的效果，其中所采用的耐磨合金以及橡胶衬板采用了不同的化学成分，而效果最为优异的就在于磁性衬板，所起到的自我保护作用以及耐磨作用也要远远高于普通衬板，能够在表面部位可以形成保护层，不仅安装较为便利，使用寿命也能够得到提升，能够节省大约10%左右的电量，确保作业率以及磨机效率可以得到稳步提高。1.2选矿工艺与设备（1）磁选工艺。在我国的铁精矿产量当中，磁铁精矿大约占据了整体的四分之三作用，这也使得磁选工艺成为了我国铁矿选矿厂当中所采用的主要选矿工艺。在近年来的发展进程中，我国已经充分结合目前的实际发展情况研制出了全新的弱磁选机，通过磁场利用、重力场等合力场的应用，可以形成一种全新的低场强脉动式永磁磁选机，在应用过后能大幅度提升铁精矿的回收率。早在1980年，高场强磁选机就已经成功研制，这也属于我国弱磁性铁矿石选矿当中获取突破进展的关键所在，其中主要以平环电磁磁选机为核心内容。而在近期发展阶段中，随着钕铁硼高磁性能材料的开发应用力度的不断提升，无论是国内还是国外，都涌现出了研究永磁高场强磁选机的热潮，如果将其应用在选择混合矿弱扫尾矿当中，能够确保磁性铁的含量从原本的15%降低至2%。（2）浮选工艺与浮选药剂。浮选工艺的主要作用，就在于对11Industry development 行业发展那些难选红铁矿进行高效处理，而我国目前所采用浮选技术的铁矿，主要为梅山、铁坑以及包头等矿山，而在近年来的发展进程中，铁矿的浮选技术已经取得了较为优异的发展进步，主要就体现在联合选矿工艺流程等新工艺的开发研究，并且在反浮选捕收剂的研制方面也取得了较大的突破。一般情况下，我国铁矿当中所采用的主要为塔尔油等正浮选工艺，这部分药剂的原料具备着工艺简单以及来源广泛等多种特征，可以达到国际标准水平。2 多金属型铁矿石综合回收技术2.1白云鄂博铁矿石白云鄂博铁矿，其属于一种以稀土、铌以及铁为主要构成部分的大型金属共生矿，其中涉及到了170多种矿物质以及71种化学元素，而矿石方面可以将其划分为氧化铁矿石以及磁选矿石这两种类型，在氧化铁矿石当中，由于矿物质的分布粒度比较细，呈现出了一种十分复杂的共生状态，而部分矿物以及脉石的由于物化性质较为接近，很难对其进行高效分选。早在60年代开始，我国对于白云鄂博铁矿的选矿展开了多次技术攻关工作，其中针对二十多种选矿工艺流程进行研究，最终制定出了弱磁-强磁-浮选的工艺流程，而这种工艺流程所具备的特征主要体现在以下几点内容上：首先，在原矿磨矿系数比较低，或是铁矿物单体解离程度在80%左右的情况下，就可以获取到铁品位与回收率较高的技术指标；其次，采用弱磁、强磁选的方式能够将矿物按照强弱情况进行分组，使得那些性质以及构成方面较为复杂的矿物群体能够分为含稀土矿物以及含铁磁选铁精矿这两种类型，在磁选铁精矿以及强磁中矿当中，由于其整体矿物成分比较简单，矿物表面有着较高的洁净程度，不仅不会受到浮选药剂产生的污染，矿泥比较少也有利于精选工作的开展。并且其整体工艺过程有着较高的稳定性以及适应性；最后，在1978年之前，稀土矿物浮选工作当中采用的捕收剂，主要为脂肪酸，采用这种捕收剂过后浮选工作的精矿稀土品位会受到影响，整体回收率也比较低，直到在稀土浮选工作中采用烷基羟肟酸后，稀土浮选工作取得了极大的突破，羟肟酸能够与稀土矿物之间形成一种稳定程度较高的络合物，具备着补收能力优异以及选择性高等多种特征。在近年来的发展阶段中，白云鄂博矿石也在逐渐向着更深的方向开采，矿石内部钾、钠等物质的含量不断提升，这就对了高炉炼铁的正常生产产生了不良印象。因此，强磁选铁精矿除却反浮选方式之外，还要采取正浮选的方式来脱离那些钠、钾含量比较高的矿石，以此来逐步降低铁精矿当中这部分物质的含量能够稳步降低，在减少高炉渣放射性危害的同时，对厂区内部的环境进行改善优化。2.2武钢大冶铁矿石在大冶铁矿石当中，其存在的主要矿物为赤铁矿、黄铁矿以及磁铁矿等多种类型，而在这种混合矿石当中，就应当采用弱磁选-强磁选的工艺流程来对那些铁矿物进行科学合理的回收，在内部得出磁铁矿精矿以及强磁选赤铁矿等应用价值较高的产品。同时，在强磁选精矿当中，其自身的铁品位会随着其他矿石的比例所产生变化，其中赤铁矿的含量越高，整体铁品位就越高，反之则会降低，这就需要将铁品位稳步控制在40%左右。武钢为了确保高炉生产的稳定性与安全性，规定那些强磁选的精矿铁品位，如果比较低则不能当做炼铁厂的原料，而站在实际情况的角度上来看，目前那些含铁品位低于36%的强磁铁精矿，已经储存了将近百万吨。而那些与铁共生的硫矿物或是铜矿物，就应当采用其他的工艺进行浮选回收，尽管这种方式能够获取到回收率更高的铜硫混合精矿，但这部分混合矿后续的分离难度相对较高，很难在内部获取到品位较高的铜精矿，而在对各类抑制剂以及调整剂展开深入研究后，尽管可以对铜与硫进行有效分离，但所产生的效果不够理想。而在将铜硫混合矿放置在浓密机中长时间浓缩沉降，其所产生的分离效率得到了稳步提升，这就代表着混合精矿当中，黄铁矿表面所吸附的各类物质，其在水稀释过后需要经过长时间的搅拌或是静置过后才可以脱落，从而确保黄铁矿与黄铜矿之间可以更加高效的分离。3 锰矿石选矿技术的进步我国锰矿石的含量，其处于世界中的第七位，主要就分布在我国的西南以及中南等地区中，然而，大部分锰矿当中的含锰量相对比较低。富锰矿仅仅只占据了全国总体锰矿储量的5%左右。锰矿石当中的主要为碳酸锰与氧化锰这两种类型，同时，锰矿石的种类也相对较为复杂，在氧化锰当中存在着硬锰矿、软锰矿以及锰方解石等多种类型，并且这部分矿石大多数都呈现出一种，微细粒结构，与微细的脉石矿物之间存在着一种较为紧密的共生关系，再加上锰矿石贫、细等特征，导致锰矿物在分选方面十分困难，这也对我国目前钢铁工艺的发展起到了较为严重的影响。而为了更好地满足国内的基本发展需求，我国每年仍旧需要进口60万吨 80万吨左右的富锰矿，早在八十年代，我国为了解决锰矿石方面存在的难题，已经制定出了与锰业发展相关的政策内容，尤其是在工艺技术以及机械设备等方面，更是进行了多次的科技攻关，在近年来的发展中，我国的锰矿选矿技术整体发展速度较为迅猛，并且获取了极其优异的科研成果，将其应用在实际生产工作中能够为我国国民经济的发展与建设提供出更多的优质锰精矿，以此来为钢铁工艺的稳步发展起到良好的促进作用。3.1氧化锰矿石的选矿工作我国的锰矿石开采工作中，其主要就是将地表氧化锰作为核心内容，这部分矿石大多都存在于那些堆积型矿床以及淋滤型矿床当中，在以往的矿石开采进程中，大多都是对富矿体进行开采，在经过洗矿以及摇床等重新选择后进行选别，以此来或去除含锰量比较高的粗粒锰精矿，但这种方式的回收率比较低，而12Industry development 行业发展在后续的发展进程中，随着各类强磁选技术以及设备的高速发展，氧化锰选矿工艺已经得到了较为全面的发展优化，这对于选锰回收率的提升也起到了良好的促进作用。举例说明，木圭松软锰矿属于在浅海部位所形成的一种锰帽型矿床，其内部所形成的锰矿物主要为片锰酸矿、软锰矿或是粉末状的褐铁矿等。锰矿物的单晶颗粒主要就是由各类细小粒子所胶结而成的集合体，整体呈现出一种松软状态，矿石不仅硬度比较低、密度同样比较小，会产生较为严重的泥化问题，在泥质与偏锰酸矿混合在一起过后，泥质大多分布在矿石的空隙当中，含水率为50%左右，属于较为难选的贫氧化锰矿石。因此，这就需要采用自磨碎解新工艺，在不破坏锰矿物原本集合体的前提下，在碎解过程中通过不同矿粒之间所形成的摩擦作用以及挤压作用，将那些原本结构较为松散的矿石矿物，脱离出锰矿物的几何体，而后通过分级的方式来更好地实现锰几何体以及矿泥的分选工作。3.2碳酸锰矿石的选矿工作在我国目前的碳酸锰资源当中，已经全面探明的富矿数量相对较少，大约有90%的矿石都需要在经过选矿处理过后才可以得到后续的加工利用，而随着对于矿石性质研究的持续深入，以及各类新设备与新工艺的开发研制，使得目前的碳酸锰矿石选矿技术以及选矿水平得到了较为显著的提升。（1）普通碳酸锰矿石的选矿。普通碳酸锰矿石，其在本质上属于一种低铁类型的矿石，这部分矿石主要是以原生碳酸锰为主，脉石方面则是方解石与石英等物质，不仅在矿石结构与化学成分方面比较简单，也有着较为优异的可选性，只需要采用强磁选机单一强磁选工艺即可。（2）高铁、高硫碳酸锰矿的选矿。这部分矿石，其主要就是以遵义碳酸锰矿石作为代表，高铁、高硫碳酸锰在本质上属于海相沉积矿床，其所具备的特点就在于矿石的整体含锰量以及含磷量比较低，但含铁量与含硫量却比较高，属于一种难选矿石。同时，这种类型的矿石也必须要在经过富锰除杂处理方式后才可以使用，其中涉及到的主要锰矿物为菱锰矿以及锰方解石等，而铁矿物方面则是赤铁矿与黄铁矿等。这就需要根据其基本特征来采用强磁-