联合流程在铁矿石选矿厂改造中的应用
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矿物加工联合流程在铁矿石选矿厂改造中的应用中国鞍钢集团鞍山矿业公司设计院高级工程师 汪 建摘要:中国加入WTO,铁原料市场的进一步开放,冶炼对铁精矿需求质量的提高,矿山深部开采造成矿石性质的变化、难选矿石的增加、老选厂的工艺流程和装备水平的落后等因素,使鞍山地区铁矿石选矿厂的改造成为当务之急。
对鞍山地区的铁矿石资源,采用什么样的科学合理的选别流程是一个重要课题。
结合近年来鞍山地区选矿厂的改造,通过对若干个有代表性流程的分析,论述联合流程在鞍山地区选矿厂改造中的应用。
关键词:选矿联合流程 磁铁矿 赤铁矿 精矿品位 金属回收率0 引言中国加入WTO,铁原料的市场竞争更加激烈。
矿山深部开采造成矿石性质的变化、难选矿石的增加、老选厂的工艺流程和装备水平的落后等原因,使鞍山地区铁矿石选矿厂的改造极为紧迫。
而鞍山地区铁矿石的特点是:储量大、矿床类型多、贫矿多、磁铁-赤铁矿石和赤铁矿石多,且嵌布粒度细。
除弓长岭地区和大孤山矿有部分磁铁矿外,鞍山地区铁矿石均为组成复杂、嵌布粒度细的贫赤铁矿。
对鞍山地区的铁矿石资源,采用什么样的科学合理的选矿流程是摆在我们面前的重要课题。
近些年来,随着工艺矿物学、选矿药剂、选矿工艺和设备的研究与发展,诸多科研成果已被愈来愈广泛地应用于各类选矿生产实践中,大多数联合流程在鞍山地区的选矿实践中均取得了满意的指标和较好的经济效益。
随着市场的需要、技术的可行,使联合流程在铁矿石选矿厂改造中的作用亦愈加显著。
所谓联合流程就是根据矿石性质,将重选、磁选、浮选、电选等选别方法联合起来组成的选矿工艺流程。
采用联合流程的目的,就是要获得理想的选别指标,合格的精矿产品,提高矿物资源的利用率,并取得良好的经济效益。
本文将通过对若干个有代表性联合流程的分析,论述联合流程在鞍山地区选矿厂改造中的应用。
1 铁选厂改造采用联合流程概况自从20世纪80年代国家将“贫红铁矿选矿技术研究”列为攻关项目以来,经过国内十几个科研院所、大专院校和生产单位的协同攻关,取得了一系列的突破性进展,每项进展均与联合流程密切相关。
联合流程的研究与应用使我国贫红铁矿选矿技术达到了国际先进水平(表1)。
111 齐大山选矿厂一选车间阶段磨矿重2磁2酸性正浮选联合流程齐大山选矿厂设计能力为年处理矿石800万t,其中浮选300万t,磁选500万t。
表1 有代表性的几个联合流程项目名称 主要处理矿石工艺流程 改造时间齐大山选矿厂一选改造 假象、半假象赤铁矿、透闪磁铁矿、赤铁矿 阶段磨矿、粗细分选、重2磁2酸性正浮选联合流程1983～1985齐大山选矿厂总体改造 假象、半假象赤铁矿、透闪磁铁矿、赤铁矿 阶段磨矿、重2磁2阴离子反浮选联合流程200018～2001111调军台选矿厂 假象赤铁矿、半假象赤铁矿、磁铁矿、赤铁矿 连续磨矿、弱磁2强磁2阴离子反浮选流程1997年建成投产东烧厂选矿车间 假象赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、磁铁矿 连续磨矿、重2磁2阴离子反浮选联合流程200115弓长岭二选改造 磁铁矿 阶段磨矿、细筛自循环磁选;细筛再磨磁选1997～1998弓选厂二选车间提质 降硅改造 磁铁矿 阶段磨矿、磁选2阳离子反浮选流程2001181985年部核定,一选(浮选)年处理矿石300万t,二选(焙烧磁选)处理矿石420万t。
1986年以前一选一直采用单一的浮选流程,精矿品位低,连年亏损。
1983～1986年采用阶段磨矿重2磁2酸性正浮选联合流程进行改造,获得了良好的指标和经济效益。
齐选厂一选的改造成功使鞍山地区的红矿选矿技术有了突破性进展。
阶段磨矿重2磁2酸性正浮选联合流程的特点是:(1)一段磨矿分级后,粗细级别分选,粗粒采用螺旋溜槽进行重选,获得粗粒精矿;细粒级别分选采用弱磁2中磁2强磁2酸性正浮选,获得细粒精矿。
(2)粗粒重选尾矿采用中磁机选别采用中磁抛尾,抛尾效果明显。
(3)一次磨矿分级后的重选和磁选作业,及时选出粗粒精矿和尾矿,使二次磨矿分级负荷减少了4815%,相应减少了下段选别作业的负荷,减少了设备台数,降低了电机容量。
(4)阶段磨矿、粗细分选、重2磁2酸性正浮选联合流程生产的铁精矿粒度较粗,过滤的精矿水分低,有利于冬季运输和烧结生产。
(5)提前甩尾,减少了作业泥化,有利于浮选作业。
改造时设计指标为:在原矿品位26182%的条件下,精矿品位64121%,回收率72101%;实际生产指标为:精矿品位63143%,回收率71152%。
同改造前的磁浮流程相比,精矿品位提高了5%,金属回收率提高了2%。
经济效益十分显著。
尽管齐大山选矿厂一选流程改造在红矿选矿史上留下了辉煌的一页,但今天,随着中国加入WTO,冶炼市场对原料质量要求的进一步提高,齐大山选矿厂因其工艺落后、设备陈旧所导致的生产成本过高、精矿品位偏低的状况已不适应市场的需要,齐大山一选、二选的原改造流程已结束了它的历史使命,新的联合流程改造已经完成。
112 齐大山选矿厂总体改造采用的阶段磨矿、重2磁2阴离子反浮选联合流程1998年鞍钢矿业公司矿山研究所开始进行齐选厂提质工艺流程试验,将一选的“阶段磨矿、重2磁2酸性正浮选”工艺改为“阶段磨矿、重2磁2阴离子反浮选”工艺。
1999年11月～2000年9月间进行了工业试验,经43个班次的连续试验,取得了精矿品位6511%、尾矿品位12135%、金属回收率70109%的良好工艺指标。
通过三个阶段试验表明“阶段磨矿、重2磁2阴离子反浮选流程”优于现行的“阶段磨矿、重2磁2酸性正浮选流程”,提质效果明显,与同期生产指标相比,精矿品位提高1199个百分点,有力地提高了精矿产品的市场竞争能力。
此外,该流程处理齐大山铁矿石具有较强的适应性,流程符合矿石的矿物工艺性质,能耗低、钢耗少、精矿粒度粗,有利于精矿脱水,反浮选药剂RA-315对矿泥适应性强,浮选泡沫脆,流动性好,浮选作业操作稳定,该流程铁精矿品位可达65%以上。
2000年12月～2001年11月,矿业公司对齐大山选矿厂一选、二选生产流程进行了总体改造。
一选由“阶段磨矿、重2磁2酸性正浮选”工艺改为“阶段磨矿、重2磁2阴离子反浮选”工艺。
二选取消焙烧炉,增建细破碎及检查筛分,将磁选工艺改为“阶段磨矿、重2磁2阴离子反浮选”工艺。
目前,齐大山选矿厂总体改造已经完成。
从生产实际运行效果看,流程稳定、设备顺行,精矿品位66%,金属回收率74%,尾矿品位11%,技术指标先进,经济效益显著,改造基本达到和超过了预期的目的。
改造实施后,齐选厂年降成本4000万元,直接和间接效益117亿元。
113 调军台选矿厂连续磨矿、弱磁2强磁2阴离子反浮选联合流程调军台选矿厂设计规模为年处理原矿900万t,生产铁精矿308万t,是目前国家投资最大的我国自行设计的处理红矿规模最大的现代化选矿厂。
它不仅具有可靠、先进、自动化程度高、高效、低耗、技术含量高等特点,而且经济效益和社会效益显著。
该厂处理齐大山矿石,采用连续磨矿、弱磁2强磁2阴离子反浮选联合流程。
该流程精矿品位高、回收率高,流程结构相对比较简单,操作稳定,对齐大山矿石性质变化适应性强,反浮选提质效果明显,技术指标较高。
设计指标为原矿品位在2912%,精矿品位64%,金属回收率74%,精矿水分低于11%。
4年来的生产实践证明,设计采用连续磨矿、弱磁2强磁2阴离子反浮选联合流程,精矿品位达66%以上,金属回收率≥75%,技术指标达到了国际红矿选矿的先进水平。
该流程的特点是:(1)采用连续磨矿,作业负荷便于调整,磨矿粒度易于控制,生产操作比较稳定。
(2)强磁部分起脱泥和甩尾双重作用,为反浮选作业创造有利条件。
(3)反浮选选用苛性钠(NaOH)做p H调整剂,控制p H值在11左右;用玉米淀粉作抑制剂抑制铁矿物;石灰(CaO)作活化剂活化石英脉石矿物;RA-315阴离子捕收剂捕收脉石矿物。
浮选精矿可达6615%。
(4)阴离子反浮选对矿泥适应性强,泡沫脆,流动性好,利于浮选生产操作。
总之,调军台选矿厂的建成投产,为鞍钢钢铁工业的发展奠定了原料自给的基础,是红矿选矿史上的里程碑,对推动我国铁矿选矿技术进步有重要的意义。
114 东鞍山烧结厂选矿连续磨矿、重2磁2阴离子反浮选流程东鞍山烧结厂浮选车间年处理能力为500万t,曾是我国最大的红矿浮选厂。
东鞍山烧结厂现有2个选矿生产车间,一选车间采用单一浮选工艺流程,年处理赤铁矿420万t;二选车间采用磁选工艺流程,年处理磁铁矿140万t。
随着红矿选矿技术的发展和设备的改进,一选车间采用的单一正浮选红矿选别工艺已相对落后。
尽管多年来进行了大量的试验研究工作,但始终无突破性进展,致使一选车间精矿品位徘徊在60%左右,是鞍矿铁精矿品位最低的车间。
过滤设备陈旧,过滤效率低,精矿水分高,造成精矿每年损失量达3万t以上。
这些原因造成东烧厂自产烧结矿全铁品位低,烧结混合造球困难,燃料消耗高,制约了鞍钢入炉品位的提高,严重影响了炼铁工序的技术经济指标,影响了鞍钢“精料方针”的实施。
2001年在齐大山选矿厂一选改造成功的基础上,公司决定借鉴已成功的经验对东鞍山烧结厂一选车间进行改造。
矿研所于2001年8月9日～8月27日进行了处理东鞍山铁矿混合矿的工业试验。
采用连续磨矿、重2磁2阴离子反浮选流程(连续磨矿、粗细分选、中矿返回二次再磨工艺流程),经过30个班的稳定运行,取得了精矿品位64108%,尾矿品位13177%,金属回收率71147%的良好指标。
三个阶段试验表明,采用两段连续磨矿、中矿再磨,重2磁2阴离子反浮选联合工艺流程处理东鞍山铁矿石具有较强的适应性,提质效果明显,流程稳定,可以替代东烧厂一选车间现有流程。
设计主要工艺指标:原矿品位31138%,精矿品位64108%,尾矿品位13177%,选矿比21857,精矿水分11%。
产品方案:东烧选矿年产精矿量208万t,其中:一选158万t;二选50万t。
两段连续磨矿、中矿再磨,重2磁2阴离子反浮选联合工艺流程的特点:(1)对原矿适应性强,采取弱磁精、中磁精和强磁精混合入选的方式,细粒入选量和反浮选入选品位相对稳定。
(2)采用粗细分选。
Ⅰ段磨矿旋流器分级后,粗粒采用螺旋溜槽进行重选,细粒采用磁选和反浮选,强化了细粒级选别。
(3)粗粒重选尾矿采用中磁机选别、抛尾效果明显;中磁精和精螺尾合并进行再磨,以获得较高的回收率。
(4)该流程过滤的精矿水分低,特别是采用了新型陶瓷过滤机处理,使精矿过滤水分由原来的13%以上降至11%左右,大大地改善了冬季运输生产,满足了烧结生产的需要。
东鞍山烧结厂选矿改造将在明年展开。
东烧厂选矿改造的意义在于难选矿物入选和铁精矿品位的提高。
改造完成后,东烧一选铁精矿品位提高4个百分点以上,SiO2含量降低3个百分点,东烧烧结矿品位可提高2个百分点以上,为鞍钢集团公司炼铁入炉品位提高到5715%奠定了基础。
