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。

新型钼铋硫化矿捕收剂CYB⁃06的开发及工业应用

针对柿竹园钼铋硫化矿矿石特点,开发了新型环保硫化矿捕收剂CYB⁃06。工业试验结果表明,以CYB⁃06和乙硫氮为组合捕收剂,硫化矿全浮选精矿钼、铋、硫回收率分别为84.12%、67.90%、83.28%,较丁基黄药与乙硫氮组合使用时分别提高了2.32、2.82、6.55个百分点;浮选尾水COD值117 mg/L,较丁基黄药与乙硫氮组合使用时降低了41.21%。新型捕收剂CYB⁃06无刺激性气味、选别指标良好、尾矿废水COD值低,对矿山企业提质增效、清洁生产和环境保护具有重要意义。

酒钢选矿厂3种铁矿石选矿试验研究

高钙质铁白云石型铁矿石为酒钢选矿厂原料矿石之一,铁品位31.90%,CaO含量6.20%,主要铁矿物镜铁矿含量为26%,菱铁矿为11%,褐铁矿为20%,因现场使用该矿石后回收率指标大幅下降,严重影响选矿厂经济效益,为解决此问题,通过显微镜下观察以及电子探针分析、强磁选试验、马弗炉还原焙烧-弱磁选试验等方法,与另外2种铁矿石桦树沟矿、黑沟矿进行对比试验研究。通过显微镜下观察以及电子探针发现高钙质铁白云石型铁矿石中的脉石矿物铁白云石Fe元素波动较大,在5.70%~15.46%,类质同象是造成尾矿Fe品位偏高、回收率偏低的主要原因;通过强磁选试验发现高钙质铁白云石型铁矿石强磁精矿中SiO2含量为11.19%,偏低,需进一步提高磁场强度以提高回收率;通过马弗炉还原焙烧-弱磁选试验发现,高钙质铁白云石型铁矿石还原焙烧温度需达到750℃时回收率才能显著提高。

南芬选矿厂北山矿石选矿工艺试验

为配合南芬铁矿绿色矿山选矿提效及高效利用北山原矿石,在工艺矿物学研究的基础上,对北山矿石进行了选矿工艺流程试验。试验结果表明:采用辊磨前干抛—高压辊磨—辊磨产品湿式抛尾—阶段磨矿—弱磁选工艺,干抛和湿抛可提前抛除合计产率23.26%的尾矿,大幅降低了后续入磨矿量,提升了入磨矿样铁品位,最终获得的铁精矿产率为30.77%,TFe和mFe含量分别为68.17%和60.22%,TFe和mFe回收率分别为66.63%和98.16%。

白云鄂博铁矿石中的萤石及其中包裹体的特征

为了从白云鄂博铁矿中回收萤石,提高萤石精矿的品位,采用光片法测定了白云鄂博铁矿石中萤石的赋存状态及萤石中的包裹体。结果表明,白云鄂博铁矿石中的萤石夹杂脉石多,嵌布粒度细,是一种极其难选的矿石。在铁矿物富集的区域,萤石中的包裹体密度可以高达2100粒/mm^(2)。由于受包裹体的影响,白云鄂博萤石精矿比相同选别条件下一般萤石矿选出的精矿品位低。在白云鄂博铁矿石中,-75μm的萤石微粒绝大部分都集中在5~30μm,30~75μm粒级很少,进一步细磨提高-30μm粒级的比例,不会显著地提高萤石的解离度。建议生产现场以“低质高产”组织生产为宜,在目前的磨矿粒度下,做好“选净”工作更为切实可行。

某低品位锰矿石抛废试验研究

针对某低品位锰矿石,进行了工艺矿物学和抛废试验研究,分别考察了跳汰机、智能视觉矿石分选机、智能射线矿石分选机、皮带永磁磁选干抛机、高梯度磁选干抛机等抛废设备对锰矿石抛废效果的影响。结果表明,该矿石中主要回收元素Mn含量为7.32%;含Mn矿物主要为软锰矿,分布率为61.99%。采用跳汰分选机、智能视觉分选机、高梯度磁选干抛机均无法对该矿石进行有效抛废;使用皮带永磁磁选机干抛可以抛除产率为63.32%,品位为5.81%的尾矿,此时皮带永磁磁选干抛机的磁场强度为1 T,入选粒度为-2.36 mm,出料口宽度为3 cm,皮带转速为5 cm/s;使用智能射线矿石分选机在最优抛废模型下可以直接获得Mn品位为17.47%、作业回收率为18.89%的高品位锰精矿。

安徽某高砷含金硫精矿硫砷分离试验研究

针对安徽某含金硫精矿砷含量较高(达5.05%),无法销售的问题,进行了砷硫分离试验。结果表明,以活性炭为脱药剂,石灰为pH值调整剂,ZJY-7为抑制剂,丁基黄药为捕收剂,2^(#)油为起泡剂,优先浮选黄铁矿,浮选尾矿磨细至-0.074 mm占82.37%,经过1粗1扫磁选分离毒砂和磁黄铁矿,获得了可销售的含硫52.16%,含砷0.48%,含金1.86 g/t,硫回收率14.32%的硫精矿1,含硫35.81%,含砷0.63%,含金0.61g/t,硫回收率64.08%的硫铁精矿2和含砷16.46%,含金8.14 g/t,砷回收率91.25%,金回收率80.22%的含金砷精矿,合计硫回收率78.40%。试验结果可为同类矿山处理高砷含金硫精矿提供参考与借鉴。

南芬选矿厂磨选系统工艺流程试验

为了给磨选工艺流程选择和设备选型提供数据支撑,南芬选矿厂针对生产运行中存在的磨选工艺流程与现有处理矿石粒度不匹配的问题,在工艺矿物学研究的基础上,对新建磨选系统处理的高压辊磨-3 mm湿抛精矿开展了试验室磨选工艺流程试验。试验结果表明:在一段磨矿细度为-74μm64.70%,二段磨矿细度为-43μm78.21%的条件下,通过阶段磨矿—弱磁选流程,获得了产率33.63%、TFe含量68.02%、mFe含量66.42%、TFe回收率79.41%、mFe回收率98.23%的弱磁精矿,获得了满意的试验指标。

罗布莎低品位铬铁矿工艺矿物学研究

为查清西藏罗布莎低品位铬铁矿的矿石性质,采用化学分析、光学显微镜鉴定、扫描电镜分析、EDS微区成分分析等岩矿测试手段,对矿样的化学组成、矿物组成、矿物嵌布特征、主要矿物的工艺粒度、铬元素的赋存状态进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明:矿石有价成分Cr2O3含量18.50%,有害成分MgO和SiO2含量分别为35.32%,26.55%,主要含铬矿物为铝-铁镁铬铁矿,脉石矿物主要为含铬硅酸盐矿物橄榄石和蛇纹石,另含少量的绿泥石、辉石、方解石和铁白云石,以及微量的钾长石、黄铁矿等;铬铁矿嵌布粒度粗细不均,通常与橄榄石、蛇纹石、绿泥石紧密共生,部分微细粒铬铁矿被橄榄石包裹,不易解离;铬元素主要赋存在铬铁矿中,少量赋存在橄榄石、蛇纹石和绿泥石中,铬铁矿单矿物平均含铬39.17%,橄榄石和蛇纹石单矿物平均含铬0.44%,绿泥石单矿物平均含铬1.15%。

镜铁山铁矿中碱金属、锌及硫在悬浮焙烧工艺中的走向分析

通过梳理分析镜铁山铁矿悬浮磁化焙烧试验及工业生产相关数据,得出结论:磁化焙烧过程,碱金属及锌的含量不会变化,硫含量的变化取决于硫的赋存形式;焙砂磨选过程,碱金属、硫的变化与铁品位呈负相关,铁品位越高,碱金属与硫越低,锌在选别过程既没有富集也没有降低。

金属离子对蒙脱石颗粒水化作用影响及机理

这是一篇矿业工程领域的论文。蒙脱石是对煤泥水沉降影响显著的黏土矿物,其表面带电和易发生水化作用等特性阻碍颗粒间的聚团,使悬浮液保持分散性,恶化煤泥水沉降。基于沉降实验,考查了煤泥水中常见金属离子Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)及Al^(3+)对蒙脱石沉降特性的影响,并采用微量热仪、Zeta电位分析仪及红外光谱仪等表征手段揭示金属离子对蒙脱石水化作用及沉降行为的影响机理。结果表明,与Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)相比,蒙脱石悬浮液或含蒙脱石煤泥水在加入Al^(3+)、Ca^(2+)后,可获得较小的沉降压缩层体积和上清液浊度,沉降效果较好。机理分析表明,加入金属离子可压缩蒙脱石表面双电层厚度,抑制蒙脱石水化作用,有利于蒙脱石聚团沉降。研究结果对处理含蒙脱石煤泥水具有一定指导意义。

钛铁矿在捕收剂1,10-菲罗啉作用下的浮选行为

引入1,10-菲罗啉(Phen)作为钛铁矿与钛辉石选择性分离的新型捕收剂。浮选实验表明,与苯甲羟肟酸(BHA)相比,在pH 2~12之间,Phen是钛铁矿浮选更加有效的捕收剂,并且在pH 6时钛铁矿的回收率提高最大(约为20%)。在浮选过程中,钛辉石的可浮性保持在非常低的水平(回收率<5%)。FTIR和XPS分析表明,Phen和BHA以化学吸附的方式吸附在钛铁矿表面,并且钛铁矿与Phen之间的相互作用比BHA更强。XPS结果还表明,Phen在钛铁矿表面与铁(亚铁和铁)和钛发生反应,在Phen吸附到钛铁矿表面的过程中形成五元环结构。

淀粉及其改性产品对东鞍山细粒赤铁矿聚团——磁选的影响

针对东鞍山强磁选抛尾存在粒度小于20μm的微细粒铁矿物流失的问题,研究了不同种类淀粉及其改性产品对微细粒赤铁矿的选择性聚团效果,通过团聚—磁选试验确定了适宜的团聚药剂和用量,借助偏光显微镜和红外光谱等手段检测了药剂与赤铁矿和石英作用前后的形貌特征,最后通过研究高分子药剂的作用机理,论述了药剂的选择性和团聚效果。结果表明:在药剂用量为200 g/t时,交联玉米淀粉的选矿指标优于其他几种药剂,团聚药剂的加入能实现微细粒赤铁矿的选择性聚团,使铁精矿回收率提高2.13~3.94个百分点,选矿效率提高2.77~3.46个百分点,但由于赤铁矿被团聚后呈不规则絮状,在较大的聚团中会夹杂少量石英,导致磁选精矿铁品位略微降低。

广东某高硫铁矿石脱硫工艺试验

为了合理开发利用广东某高硫铁矿石,针对铁精矿硫含量超标难以销售的问题,在矿石性质研究的基础上,进行了阶段磨矿—阶段磁选、浮选—磁选—浮选、磁选—浮选—磁选3种工艺方案的对比探索试验。试验结果表明:磁选—浮选—磁选工艺对该高硫铁矿石的脱硫效果最好,在一段磨矿细度为-0.074 mm 65%,磁场强度为80 kA/m的条件下进行弱磁选,可得到磁性产品和非磁性产品;将磁性产品再磨至-0.045 mm 90%,固定新型活化剂X用量3000 g/t,捕收剂丁基黄药用量90 g/t,起泡剂2^(#)油用量60 g/t,通过1粗1扫反浮选脱除硫铁矿,扫选尾矿在磁场强度为80 kA/m的条件下进行弱磁选,最终获得了铁品位64.88%、含硫0.42%、全铁回收率50.68%的合格铁精矿。

钒钛磁铁矿剥离废石特性与综合利用实践

这是一篇矿业工程领域的论文。钒钛磁铁矿铁矿采选过程中产生大量剥离废石,主要分为三类:剥离土物料、剥离岩石物料和表外矿。由于风化、雨淋等作用,废石中的有毒有害元素会对周围环境造成二次污染。废石资源的回收再利用大有裨益,能够提高资源利用率并有效减少土地占用和环境污染。因此,本文对三种剥离废石的特性进行了系统分析,并以此为依据,对其综合利用途径分别进行分析和总结。剥离土物料和剥离岩石物料可以根据其风化程度,作为尾矿坝筑坝材料、建筑砂石用料等,变废为宝;表外矿可以通过预选提高品位,进行回收利用。本文能够为钒钛磁铁矿剥离废石的进一步综合利用提供参考借鉴,从而大幅提高钒钛磁铁矿矿资源综合利用水平。

高压辊磨对超微细粒嵌布磁铁矿破碎和预选的影响

针对某超微细粒嵌布贫磁铁矿开发难度大、原矿入磨品位偏低、磨矿能源消耗高的问题,本文进行高压辊磨—预选工艺试验,通过对比两种破碎产品的粒度特征、相对可磨度、Bond球磨功指数、预选指标,并结合破碎产品的表面形貌和内部微裂纹,研究高压辊磨所产生的微裂纹对于磨矿和分选的影响。结果表明:相对于常规破碎,辊压产品中<0.074 mm粒级质量分数增加了14.69个百分点,>2 mm的粗粒级质量分数降低了8.59个百分点;在160 kA/m预选磁场强度下,辊压产品的铁品位为31.96%,提高了1.46个百分点;磁性铁的回收率高达99.45%,提高了1.17个百分点,抛尾率提高了5.03个百分点。相对可磨度试验结果表明,当磨矿细度达到<0.03 mm粒级质量分数为85%时,辊压产品的耗时相对于常规破碎缩短了42.13%。辊压产品的Bond球磨功指数(目标粒度<0.15 mm)降低了27.90%。偏光显微镜和SEM扫描电镜结果表明,辊压产品结构疏松多孔、微裂纹发育充分,能产生大量的晶界裂纹,解离更充分。

国内某赤铁矿矿石工艺矿物学研究

为给国内某赤铁矿矿石可选性试验提供依据,进行了工艺矿物学研究。矿石铁品位为34.16%,主要有用铁矿物赤铁矿含量为40.66%,次要铁矿物褐铁矿含量为9.90%。矿石构造主要有块状构造、浸染状构造和条带状构造,矿石结构主要为针状结构、网眼状结构、包含结构、粒状结构、浸染状结构、斑状结构、交代结构。赤铁矿主要呈针状、纤维状集合体与脉石矿物共生嵌布,嵌布粒度5~30μm。褐铁矿主要呈胶状或斑状嵌布,嵌布粒度0.07 mm以下。赤铁矿、褐铁矿在-0.01 mm粒级分布率分别为46.48%、27.14%,这部分微细粒铁矿物很难完全解离。石英的嵌布粒度粗细不均,在-0.07 mm粒级分布率为53.91%,这部分石英呈碎屑状、细粒浸染状分布于铁矿物中,不易和铁矿物解离。根据分析结果,推荐采用阶段磨选工艺选别。

陕西某铁矿选厂扩产节能改造实践

陕西某磁铁矿为将选矿厂原矿处理能力由70万t/a扩产到200万t/a,提高铁精矿产量,进行了高压辊磨及湿式预选试验研究。通过多技术方案对比得出,选矿厂新增高压辊磨及预选工艺,每年可减少入磨矿量86万t,每吨原矿处理电耗可降低11.94%,每年可减排固体废弃物50万t,选矿厂实现了节能减排及降耗增效,企业经济效益和社会效益显著,达到了提高铁精矿产能的目的。

云南金厂河铁矿石高效节能选矿工艺试验

云南金厂河铁矿为合理开发利用全铁品位30.47%的铁矿石,确定有效的选矿工艺流程,针对矿石中有用铁矿物嵌布粒度较细,且与脉石矿物紧密共生,导致矿石难以高效抛废的问题,在碎选工艺引入了高压辊磨超细碎选择性碎解技术,并与常规破碎(-10 mm)湿式磁选预选抛尾工艺进行了对比试验。试验结果表明:在磁性铁回收率相近的情况下,采用高压辊磨—湿式预选工艺抛出的尾矿量明显提高,高压辊磨湿式预选精矿分别采用两段阶段磨矿—单一磁选工艺和两段阶段磨矿—磁选—磁选柱分选工艺,最终获得的分选指标相近,基于降本增效及节能减排的目标,推荐高压辊磨—湿式磁选—两段阶段磨矿—磁选—磁选柱分选工艺,作为该铁矿石的原则选矿工艺流程。

超级铁精矿深度提纯试验研究

为探索化学法获取超纯铁精矿的可能性,以国内某铁矿选厂的超级铁精矿为原料,分别以硫酸—氟化钠和硫酸—氢氧化钠为浸出剂开展提纯试验。结果表明:①经过硫酸—氟化钠联合处理,在硫酸浓度10%、矿浆浓度15%、氟化钠用量14 g/L,30℃恒温反应1 h的条件下,可以得到铁品位为72.12%、铁回收率为94.23%的超纯铁精矿。②经过硫酸—氢氧化钠联合处理,在一阶段硫酸浓度10%、矿浆浓度15%、30℃恒温反应1 h,二阶段氢氧化钠用量160 g/L、液固比6 mL/g、80℃恒温反应2 h的条件下,可以得到铁品位为72.14%、铁回收率为99.67%的超纯铁精矿。硫酸—氟化钠联合处理法比硫酸—氢氧化钠联合处理法简洁,但铁回收率较低,含氟废水需处理后才能排放;硫酸—氢氧化钠联合处理法铁回收率较高,生产成本也较高。与常规选矿工艺提升铁品位的方式相比,化学处理法能更深度地纯化铁精矿。