中国铁矿石选矿技术发展与展望

铁矿石作为钢铁工业最为重要的原材料,是我国重要的战略性矿产资源之一。我国铁矿资源储量丰富,但97%以上属于贫矿,需要经过选矿富集后才能供给高炉炼铁。多年来,在我国选矿工作者的共同努力下,我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展。通过回顾我国铁矿选矿技术的发展历程,综述单一弱磁选、单一浮选、重选—磁选—反浮选、磁化焙烧—磁选等主要选矿技术在我国铁矿选矿厂的应用,总结我国典型多金属共生型铁矿石如伴生稀土/萤石型铁矿石、伴生钛铁矿型铁矿石、伴生多金属硫化物型铁矿石和伴生硼铁矿型铁矿石的选矿现状,介绍影响我国铁矿选矿技术进步的关键设备如圆锥破碎机、高压辊磨机、半自磨机、立环脉动高梯度磁选机、高频振动细筛、搅拌磨机等,指出我国铁矿选矿未来要以“高效节能、低碳减排”为原则,以“优质优用、劣质能用”为战略,开发选冶联合工艺,研发大型高效设备,研制低温环保药剂,提高智能控制水平,加强资源综合利用。

海南石碌铁矿石氢基矿相转化——磁选试验研究

海南石碌铁矿石铁品位为52.45%,铁主要以赤(褐)铁矿形式存在,分布率达86.18%,少量以磁铁矿形式存在。为高效回收利用该矿石,采用氢基矿相转化(HMPT)—磁选工艺流程开展了系统的试验研究,并对适宜条件下的产品进行了化学成分、XRD和VSM分析。结果表明:试样在给矿粒度-0.074mm占89.41%、HMPT温度525℃、HMPT时间10min、总气体流量500m L/min、H_(2)浓度20%、HMPT产品磨矿细度-0.045mm占69.68%的适宜条件下,经磁选获得铁品位65.26%、铁回收率95.39%的铁精矿。试验所获铁精矿较原重磁联合工艺铁精矿品位提高了2.7个百分点,铁回收率增加了30个百分点。研究不仅为海南石碌铁矿氢基矿相转化—高效分选工业应用提供技术支撑,还为其他复杂难选铁矿资源的绿色高效分选提供了参考依据。

难选铁矿石流态化磁化焙烧研究新进展

我国有大量的铁矿石资源无法通过常规选矿方法进行开发利用,流态化磁化焙烧是处理该类矿石最有效的方法,成为近年来的研究热点。综述了铁矿石磁化焙烧机理研究进展,总结了流态化磁化焙烧技术与装备发展历史和研发现状,重点介绍了沸腾炉磁化焙烧、闪速磁化焙烧、流化床磁化焙烧及悬浮磁化焙烧技术装备特点和应用示范,并分析了流态化磁化焙烧技术在菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿等难选弱磁性铁矿资源及铁尾矿二次资源利用方面的发展前景。

某高硫砷难处理金矿石选矿试验研究

某高硫砷金矿石金、银品位分别为2.90 g/t和59.00 g/t,As含量为6.06%、S含量为5.20%。矿石中金矿物粒度较细,均为显微金与细粒金,其与黄铜矿、磁黄铁矿等硫化矿连生于毒砂中,单体解离困难。为进一步实现高硫砷难处理金矿的高效利用,在矿石工艺矿物学研究的基础上,进行了浮选和氰化浸出试验研究,确定采用浮选—氰化浸出的联合工艺流程进行试验。结果表明:适宜药剂制度下,原矿在磨矿细度为-0.074 mm占75%时,进行1次粗选试验,粗精矿再磨至-0.038 mm占99%时,进行2粗2精浮选—1次硫砷分离流程试验。最终获得金品位为17.19g/t、金回收率为79.06%,银品位为269.00 g/t、银回收率为68.73%的金精矿。将浮选尾矿磨至-0.010 mm占86%时,采用氰化浸出工艺处理,金浸出率为22.22%,银浸出率为57.78%。选冶综合金回收率达到83.71%,银回收率达到了86.80%,实现了金、银的有效回收利用。

国外某铁锰矿工艺矿物学特性及分离利用技术研究

我国锰矿进口来源相对单一,对外依存度超过90%。我国锰矿资源丰富,但以低品位的贫锰矿资源为主,铁含量超标,而且矿物组成复杂、共伴生关系密切、矿物之间可选性差异小,分离难度大。为了更好地开发利用铁锰矿资源,采用化学成分分析、SEM、MLA、X射线衍射分析等检测方法对国外某铁锰矿进行工艺矿物学研究,并对该矿石进行了分离回收探索试验。结果表明,矿石中TFe品位为31.31%,Mn品位为9.09%,主要杂质元素SiO2含量为28.73%;矿石中主要有用矿物为褐铁矿、铅锰矿、硬锰矿,含量分别为49.57%、8.60%、6.44%;脉石矿物为石英和重晶石,含量分别为29.01和6.24%。矿石中铅锰矿和硬锰矿的粒度较细,-38μm粒级分布率分别达到了74.59%和62.54%,且单体解离度较低,仅为16.75%和15.12%;铅锰矿和硬锰矿主要以连生体存在,贫、富连生体含量均在40%以上;该二者与褐铁矿嵌布关系较为紧密,铅锰矿颗粒多数以细粒包裹体存在于褐铁矿,硬锰矿颗粒多数呈包裹体或浸染状存在于褐铁矿中,铁锰矿物解离较为困难。因此传统选矿方法很难实现铁锰矿物的有效分离。采用“氢基矿相转化—磁选”技术处理该矿石,可获得铁精矿产率54.08%、铁品位58.35%、铁回收率91.47%的技术指标。

四川某金矿石重选-浮选联合工艺技术

四川某金矿石中金的品位为3.74g/t,主要以自然金的形式存在,粒度微细,且以包裹金、粒间金和裂隙金的形式分布于黄铁矿中,尼尔森重选试验后可获得部分合格金精矿,但尾矿金品位偏高,这是由于一些未解离的自然金和一些载金硫化物损失所致。为进一步降低尼尔森尾矿金品位,后续需要通过尼尔森重选工艺参数优化以及采用联合工艺回收剩余的硫化载金矿物,达到降低尾矿金品位、提高金总体回收率的目的;嵌布在黄铁矿和充填在黄铁矿粒间的自然金可随黄铁矿浮选回收。因此,采用尼尔森重选—浮选联合工艺开展试验研究。确定适宜的尼尔森重选条件为:磨矿细度-0.074mm占70%,重力倍数90G,液态化水量9L/min,该条件下可获得金品位67g/t、回收率80.72%的重选金精矿。针对尼尔森重选尾矿开展浮选条件试验,确定的最佳药剂制度以及操作参数为:活化剂硫酸铜用量100g/t,捕收剂丁基黄药∶丁铵黑药2∶1、用量为40g/t,起泡剂松醇油用量20g/t以及粗选时间为3min,该条件可获得金品位11.04g/t以及回收率87.23%的浮选金精矿。针对最佳条件采用“一粗二精二扫”浮选流程,进行重选—浮选联合选别闭路试验获得了金品位56.6g/t、回收率73.81%的重选金精矿和金品位63.1g/t、回收率24.25%的浮选金精矿,浮选金尾矿中金品位为0.09g/t、回收率为1.92%。

鞍千铁矿石分质分选新工艺研究

为解决鞍千选厂现有工艺流程复杂、选别效率低等技术问题,针对鞍千现场入选铁矿石在工艺矿物学研究的基础上开展了短流程分选新工艺试验。结果表明,原矿TFe品位28.99%,FeO含量为8.10%;矿石中的铁主要以磁铁矿的形式存在,铁在磁铁矿中分布率为60.80%,属磁赤混合型铁矿石;磁铁矿和赤铁矿嵌布关系密切,粒度粗细不均。矿石在实验室经陶瓷搅拌磨磨矿—弱磁—强磁—反浮选试验,可以获得TFe品位69.74%、回收率56.54%的二段弱磁精矿以及TFe品位66.75%、回收率83.19%的浮选精矿。矿石经球磨机磨矿—陶瓷球搅拌磨再磨—弱磁选—强磁选—反浮选扩大试验,最终可以获得TFe品位68.57%、TFe回收率85.17%的精矿,尾矿铁品位为6.43%。

某高磷铁矿悬浮焙烧—磁选—浸出提铁降磷实验研究

针对高磷铁矿因铁矿物与磷矿物共生关系复杂、常规选矿方法难以高效利用的特点,提出了焙烧—浸出的提铁降磷技术。对阿尔及利亚TFe品位为60.81%、FeO含量为14.92%、P含量为0.71%的某高磷铁矿,采用悬浮焙烧(氧化焙烧—磁化焙烧)—磁选—浸出工艺开展了提铁脱磷实验研究,在氧化温度1 050℃、还原温度520℃、还原时间25 min、H2体积浓度50%的磁化焙烧工艺条件下,获得了TFe品位65.50%、TFe回收率96.31%、P含量0.16%的铁精矿指标,磷脱除率77.46%。实验研究结果可为高磷铁矿提铁降磷提供指导。

国外某难选铁矿石工艺矿物学基因特性研究

为缓解国内铁矿石资源短缺与需求急剧攀升的矛盾,推行矿产资源全球化发展战略,开发国外铁矿资源已势在必行。通过光学显微镜、化学分析、X射线衍射、扫描电镜等分析手段,对国外某难选铁矿石的化学组成、矿物组成、元素赋存状态及矿物间的嵌布特征进行了详细研究。结果显示:矿石TFe品位为55.88%,矿物组成相对简单,主要有用矿物为赤铁矿和褐铁矿,主要脉石矿物为三水铝石;赤铁矿主要呈他形粒状或他形—半自形粒状与其他矿物紧密连生,褐铁矿主要以他形粒或胶状结构分布于赤铁矿周围,三水铝石主要呈粒状或碎屑状包裹于铁矿物中,矿物间嵌布关系复杂,结晶粒度微细,单体解离困难;主要矿物面扫描结果显示,铁、铝元素在铁矿物和三水铝石中分布均匀、共生关系密切,部分铝以类质同象的形式存在于赤铁矿和褐铁矿中,物理选矿方法无法实现铝、铁的有效分离,建议采用选冶联合流程处理该矿石。

东鞍山弱磁性铁矿桥联团聚—强磁选技术研究

东鞍山烧结厂弱磁尾矿TFe品位为29.57%,主要以赤铁矿的形式存在,分布率高达82.21%。矿样粒度较细,小于38μm的含量为77.46%,其中铁的分布率达87.19%,有用铁矿物主要分布在细粒级颗粒中。为强化回收矿样中的微细粒铁矿物,采用桥联团聚—强磁选工艺开展试验研究,以交联玉米淀粉为聚团药剂、水玻璃为分散剂,考察了药剂用量、矿浆pH值、搅拌强度、背景磁感应强度等因素对分选效果的影响。通过生物光学显微镜和激光粒度仪探究了矿物颗粒形态及粒度特性。结果表明:在交联玉米淀粉用量250 g/t、水玻璃用量1 500 g/t、矿浆pH值11、搅拌强度950 r/min、背景磁感应强度0.8 T、脉冲次数170次/min的条件下,获得了精矿铁品位46.70%、铁回收率72.66%的良好指标。与直接磁选结果相比,铁品位降低了0.93个百分点,铁回收率升高了7.59个百分点。添加药剂调浆产生了铁矿物的絮团,颗粒表观尺寸增加,能够有效回收矿样中的微细粒赤铁矿。

东鞍山微细粒铁矿选择性絮凝-强磁选技术研究

东鞍山铁矿石有用矿物嵌布粒度微细,强磁选作业回收率较低。本研究基于絮凝-磁选理论,开展强化细粒铁矿资源回收利用新技术研究。在研究赤铁矿和石英单矿物絮凝-沉降性能的基础上,通过絮凝-磁选试验考察了药剂种类及用量、矿浆pH值和搅拌转速等因素对微细粒铁矿絮凝-磁选行为的影响。结果表明:在适宜条件下,添加药剂可强化赤铁矿的絮凝,提高赤铁矿沉降率,而对石英团聚效果和沉降率影响较小。以DLZ为添加药剂,在搅拌转速为900 r/min、搅拌时间为5 min、矿浆pH值为10.0、磁场强度为0.9 T的条件下,可获得磁选精矿铁品位47.15%、铁回收率71.24%的分选指标,与常规磁选工艺相比,其磁选精矿铁品位下降了0.52个百分点,铁回收率增加了3.67个百分点,选矿效率增加了1.54个百分点。

辽宁某铁矿低温捕收剂浮选工艺试验

辽宁某铁矿石选矿厂的弱磁—强磁混合磁选精矿的TFe品位为53.92%,主要铁矿物以磁/赤铁矿的形式存在,主要脉石矿物为石英。该选矿厂现场采用TD-Ⅱ捕收剂进行反浮选,但浮选矿浆温度为40℃,导致资源浪费,为提高生产指标,使用东北大学自主研发的新型含多极性基低温捕收剂DZ对该选厂的混合磁选精矿进行反浮选试验研究。试验考察了捕收剂DZ用量、矿浆pH值、浮选温度、淀粉用量、CaO用量对混合磁选精矿的浮选行为的影响。针对TFe品位为53.92%的混合磁选精矿,采用新型低温捕收剂DZ在浮选温度15±2℃、矿浆pH值9、淀粉用量750g/t、捕收剂DZ用量150g/t,在不添加活化剂的条件下,经过“一粗二精三扫”的浮选闭路试验,可得到TFe品位65.24%、铁回收率93.03%的浮选精矿指标。采用捕收剂TD-Ⅱ在浮选温度40±2℃、矿浆pH值11、淀粉用量900g/t、CaO用量900g/t、捕收剂TD-Ⅱ用量350g/t的条件下,经过“一粗一精三扫”的浮选闭路试验,可得到TFe品位65.47%、铁回收率90.71%的浮选精矿指标。对新型低温捕收剂DZ以及现场药剂TD-Ⅱ体系所得浮选闭路的精矿进行产品检查,通过浮选结果与产品检查对比可发现,新型低温捕收剂DZ是一种高效、选择性高的低温浮选捕收剂,能有效解决选矿厂在反浮选过程中的能源浪费问题,节约选矿成本,提高资源利用效率。

赤泥资源化回收利用研究进展

赤泥是生产氧化铝时排放的强碱性泥浆状废渣。我国赤泥堆存量已超过6亿t,且随着经济的发展,目前以每年高达1亿t的速度在增长。赤泥由于其复杂多变的物化性质而难以被回收利用,其大量排放与堆积对环境造成的危害日益严重,如何有效地将赤泥资源化回收利用已迫在眉睫。在概述国内外赤泥概况及赤泥物理化学性质的基础上,对赤泥的资源化回收利用技术进行了综述,将赤泥的资源化回收与利用大体上归纳为有价金属的回收(包括铁、铝、钛、钒和稀土元素等的回收,回收方法分为火法还原、湿法酸浸和物理选矿3种)、制备吸附剂(包括用于处理含重金属废水和处理酸性废气)、制备水泥、生产砖(包括烧结砖、免烧砖、保温砖等)、生产路基材料、制备陶瓷和微晶玻璃、制备新型功能材料等几个方面。然而,全球各地的赤泥成分各不相同,有些甚至差异巨大,这给赤泥的大宗量资源化利用带来了难题。就目前研究来看,一个主要的趋势为:高铁赤泥用于回收铁、铝等金属,低铁赤泥用于建材。目前,赤泥作为掺加料在低附加值的建筑材料领域中的应用相对成熟,已有工业化成果,但仍然存在含碱高、放射性等许多问题;从赤泥中回收高附加值的有价金属的研究大多仍处于实验室研究阶段。分析了赤泥不同资源化回收利用技术的优缺点,探讨了应用中存在的一些问题与不足,并提出了建议与展望。未来对赤泥综合利用研究工作,应该以赤泥的减量化、高值化、无害化、全组分利用为目标,主要围绕大量消耗赤泥为主、以开发赤泥的高附加值产品为辅多途径综合开发,提高其综合利用率。

鞍千磁赤铁矿石磁选-反浮选工艺优化研究

随着鞍千矿山入选矿石中磁性矿含量增加,为解决当前鞍千矿石联合分选工艺流程中重选精矿品位低、浮选提质困难、浮选尾矿铁损失严重等问题,以鞍千原矿为研究对象,开展原矿磨矿—两段弱磁选—强磁选—反浮选工艺优化实验研究。结果表明:原矿在最佳磨矿细度为-0.043 mm含量80%、两段弱磁选磁场磁感应强度均为0.1 T、强磁选磁场磁感应强度为0.7 T的条件下,得到高品位的弱磁选精矿,由弱磁选精选尾矿与强磁选精矿混合制备的混磁精矿,作为反浮选给矿;在反浮选最佳药剂制度为矿浆温度35±1℃、pH为11.5、淀粉用量800 g/t、CaO用量1000 g/t、粗选和精选捕收剂(TD-Ⅱ)用量分别为1000g/t和450 g/t的条件下,经一次粗选一次精选三次扫选反浮选闭路实验,获得了浮选精矿TFe品位为67.16%、对浮选给矿回收率为93.99%的技术指标。最终采用二段弱磁选—强磁选—反浮选工艺获得了产率为36.94%、铁品位为68.80%、铁回收率为88.19%的铁精矿。通过FTIR分析表明,淀粉可以通过物理吸附的方式选择性吸附在赤铁矿表面,抑制了捕收剂在赤铁矿表面的吸附。

酒钢铁矿石悬浮焙烧磁选精矿提质降杂试验研究

以酒钢镜铁山粉矿的悬浮焙烧产品通过单一磁选获得的产品难以满足钢铁冶炼的生产要求,因此,在对铁品位为55.00%的磁选精矿进行工艺矿物学分析的基础上,采用反浮选工艺进行提质降杂试验。磁选精矿中铁主要以磁铁矿形式存在,分布率为95.38%。磁铁矿主要以单体形式存在,单体占有率为84.34%,而且其连生体主要为富连生体。在浮选矿浆温度为30℃,粗选捕收剂YG-328B用量为300 g/t、抑制剂苛性淀粉用量为400 g/t、矿浆p H值为7.5条件下,经1粗1精3扫反浮选闭路试验,获得了铁品位为58.02%、铁回收率为98.39%的浮选精矿。红外光谱分析结果表明,抑制剂苛性淀粉以化学吸附和氢键吸附2种方式吸附于磁铁矿表面,捕收剂YG-328B以静电吸附方式吸附于石英表面。

高铁赤泥中铝的赋存状态及铝铁分离技术研究

针对拜耳法高铁赤泥无害化处置与资源化利用难题,研究了高铁赤泥中铝的赋存状态及其对铝铁分离的影响。借助XRD、铁化学物相分析、SEM-EDS等检测手段,研究了高铁赤泥的化学组成、矿物组成以及铝的赋存状态等工艺矿物学特征。查明赤泥的主要组成矿物为褐铁矿、赤铁矿、铝针铁矿和钛铁矿,其中铁主要以针铁矿、赤铁矿的形式存在;铝主要以类质同象存在于针铁矿中,形成铝针铁矿,部分以三水铝石的形式存在,铁铝共生关系密切。赋存于针铁矿中的铝采用常规物理分选方法无法实现铝铁分离,利用磁化焙烧和悬浮焙烧预还原—电炉熔炼工艺分别尝试对高铁赤泥进行铝铁分离,磁化焙烧能够实现赤铁矿、针铁矿向磁铁矿的定向转化,但不能有效破坏铁矿物中铝的类质同象结构,无法实现铝和铁的分离,导致磁选铁精矿中TFe品位低、Al2O3含量高;悬浮焙烧预还原—电炉熔炼工艺能有效实现高铁赤泥的铁铝分离与综合利用,当原料TFe品位为46.85%、Al2O3含量为13.31%时,可获得TFe 92.86%的炼钢用生铁,同时所得到的矿渣产品可以作为生产铝酸盐水泥熟料的原料。可见,悬浮焙烧预还原—电炉熔炼工艺可以有效破坏矿石内部铝和铁类质同象的晶格结构,实现了铝铁的高效分离,为高铁赤泥的无害化处置与资源化利用提供了新途径。

某铁基合金废料工艺矿物学及磁选回收试验研究

国内某合金磨屑废料中富含金属铁和铁氧化物,为实现其资源化利用,采用化学多元素、铁物相、MLA和SEM-EDS等手段进行了工艺矿物学研究。结果表明:原料主要物质组成为金属铁,含量为77.52%;其次为铁氧化物和铝氧化物,含量分别为11.13%和8.97%;原料中主要物质的粒度较细,铁氧化物和金属铁-38μm粒级产率分别为72.53%和63.66%;原料中金属铁和铝氧化物的单体解离度较高,金属铁、铁氧化物以及铝氧化物之间的连生体可通过磨矿实现单体解离。原料磁选获得了铁品位84.92%、铁回收率92.37%的精矿产品,其脱铝效果良好,但无法实现硅的有效脱除。

氰化尾渣综合回收利用工艺优化研究

鉴于国家环保政策的调整,环保部等三部委已将“采用氰化物进行选矿过程中产生的氰化尾渣”定为危险废物,而即将执行的新环保税法将对危险废物征收1000元/t的环境保护税,氰化废物的经济消解是未来氰化厂主要研究课题和发展方向。山东某氰化尾渣中含有一定品位的铅、锌、铜,该氰化尾渣不进行回收处理,不仅会造成资源浪费,也会对环境造成污染。如果对这部分多金属进行回收,会产生良好的经济效益。从氰化尾渣中回收有价金属元素不同于从原矿中回收有价金属元素,回收其中的有价元素较困难。为解决此问题,根据该氰化尾渣的性质,采取代表性的尾渣矿样,拟采取确定合理的选矿工艺回收尾矿中的有价金属,采用先浮铅锌再浮硫的优先浮选工艺流程试验,该试验流程能够取得较好的有价金属元素回收效果。结果表明,在原矿含铅2.56%、含锌0.95%、含铜0.19%的条件下,采用一粗两精两扫的流程浮选铅锌、一粗两精两扫的流程浮选硫的工艺,处理该氰化尾渣,获得了含铅品位19.77%、回收率21.50%,锌品位19.69%、回收率71.07%,铜含量1.43%的铅锌精矿,硫品位45.27%、回收率35.92%的硫精矿。新工艺流程指标更优,药剂成本更低、工艺更简洁,不仅铅锌精矿中铅、锌均得到有效的回收,其中伴生硫的指标也得到了改善,为氰化尾渣中铅锌铜硫的回收提供了方案。

全球锰矿资源现状及选矿技术进展

当前全球锰矿资源分布不均衡、产能高度集中。在概述全球与我国锰矿资源的基础上,针对我国锰矿资源分布广、品位低、技术加工性能差、高质量锰矿对外依存度高的特点,从传统选矿法、还原浸出法和焙烧联合法三个方面总结了国内外锰矿选矿技术领域的研究及应用现状,分析了目前锰矿选矿存在的工艺技术问题,并展望了未来高效、清洁、经济处理锰矿选矿技术的发展趋势。研究可为锰矿的资源化利用提供技术借鉴。

某铁矿石悬浮磁化焙烧—磁选实验研究

某铁矿石铁品位是56.36%,主要以赤褐铁矿的形式存在,脉石矿物主要是石英和铝土矿。对该铁矿石采用了悬浮磁化焙烧—磁选工艺实验研究,在给料粒度为-0.074 mm 56.11%,焙烧温度为560℃,总气量为500 mL/min、CO浓度为30%,还原时间为15 min的条件下进行焙烧实验,然后将焙烧产品磨至-0.074 mm 95%,在磁场强度90 kA/m,选别时间5 min的条件下进行弱磁选实验,获得了铁品位64.42%,铁回收率94.49%的高品位铁精矿,为处理难选铁矿石提供了解决办法。