浅析复杂难选铁矿石选矿技术现状及发展

摘要：我国的领土面积排世界第三名，但我国也是人口大国，大多数有限的资源满足不了我国的需要，特别是我国的铁矿资源，我国的铁矿资源需求量大但总数少。如何有效地开采和利用复杂难选铁矿石资源对于暂缓我国铁矿石资源匮乏的现象以及保障我国工业平稳健康的发展具有很大的意义。所以，依靠科技进步，加大对复合型铁矿石的研究，扩大铁矿石的利用率，这就显得犹为重要。要求我们依靠科技进步在最大的程度上合理利用国内有限的铁矿资源，保障铁矿石的安全供给，能够不用依靠进口来支撑我国的钢铁工业。本文对我国复杂难选铁矿石选矿技术的现状以及发展状况进行了分析，阐述了我国目前复杂难选铁矿石选矿技术出现的一些问题，同时针对我国复杂难选铁矿石技术的特点以及问题提出了未来的研究方向。

关键词：难选铁矿石；选矿技术；复合铁矿石；研究方向

我国是钢铁大国，钢铁工业的发展对我国尤其重要，持续稳定的铁矿供给是保证我国钢铁工业发展的重要条件，但就目前我国的发展状况来说，我国的铁矿资源大部分是从国外进口的，铁矿石对外依存度达到百分之六十左右，这不利于我国钢铁工业的发展。所以，依靠科技进步、设备的发展，投入更多的人力物力，加大对复合型铁矿石的研究，提高铁矿石的利用率，保障铁矿石的安全供给，是钢铁工业和国民经济发展中急需解决的问题。

1、复杂难选铁矿资源特点

我国的铁矿石资源“贫”“细”“杂”，也就是说，我国铁矿资源贫瘠，铁矿石细碎，并且铁矿石纯度不高。我国平均铁矿石的质量是百分之三十二，比世界平均品质低十一个百分点。所以对于我国的铁矿石，几乎是所有的铁矿资源都面临着需要做选矿处理，并且复杂难选的菱铁矿石和褐铁矿占比较多，所以矿石的类型复杂。

目前我国菱铁矿石和褐铁矿石资源的利用率极低，绝大部分都没有得到有效地利用或者根本就没有得到利用。我国的矿物资源没有得到有效的开发和利用，即使是国内一些重点的钢铁工业基地，也同样面临着很多没有解决的问题。经过研究人员多年的实验的研究，目前我国大部分钢铁工业基地采取的是弱磁-强磁-浮选这样的工程顺序，这一工程的利用率是很大的，也从一定程度上缓解了我国目前的问题。但是，从技术角度来看，这一工艺是以铁为主，辅助回收稀有矿物，但是，到目前为止这种工艺所获得的铁品位较低，主要原因还是因为铁矿中含有很多硅酸盐类矿物，特别是还含有很多钾钠含量，这会严重影响高炉冶炼效果。另外，稀土矿物也十分重要，但是稀土矿物回收率极低，还有很多其他重要的有用的元素没有提取和回收起来。

本文所讨论的复杂难选铁矿选矿技术就是指有上述情况的超贫磁铁矿、微细粒铁矿、菱铁矿以及多种多金属共生铁矿等复杂难选铁矿石资源。

2、我国的复杂难选铁矿选矿技术

1、超贫磁铁矿选矿技术

超贫磁铁矿是指磁性铁含量低于现行规范需选铁矿石磁铁矿石一般工业指标要求，在当前技术经济条件下可以进行开发利用的含铁岩石。超贫磁铁矿开发具有很多优点，比如对市场的灵敏度高，利润变化范围大，但与此同时，它的经济风险较大，并且尾矿排放量大，造成资源浪费和环境压力大等特点。所以研究人员在开发与管理时都应该对这一劣势给予足够的重视。根据专家的介绍指出，超贫铁矿主要是有以下几个方面体现：第一点是这类铁矿一般储存在基性超基性岩或者变质岩底层中；第二点是这些铁矿是中含有的铁品位全部低于传统的铁矿业指标的最低要求；第三点是超贫磁铁矿规模非常大，有利于开采，而且还很容易选矿；第四点是在当前有限的经济技术条件下，开发利用超贫磁铁矿经济效益和社会效益都很高；第五点是传统铁矿中的表外矿也包括在其中；第六点是还可能也包含其他类型的含铁矿体。

（1）采用高效设备实现多碎少磨

破碎磨矿能耗是选矿能耗中耗能最多的，如何节约破碎磨矿能耗是目前亟待解决的问题，“多碎少磨”是选矿工作的工作目标。当前我国是采用高效破碎设备，例如高压辊磨机，利用高效破碎设备不仅能够大幅度降低入磨的细度，并且在过程中不会对铁矿产生什么不良的影响，相反，还会有利于磨矿。这样不仅仅能够减少人工投入、经费投入，还能够提高破碎磨矿的效率以及质量。

（2）粗粒湿式抛尾技术

虽然采用高效的破碎磨矿设备能够大幅度降低入磨的细度、能够减少人工投入、经费投入，还能够提高破碎磨矿的效率以及质量，但是在这个过程中，国内大部分磁铁矿选矿厂对原矿破碎磨矿时产生的大量尾矿都进行抛弃，以便来提高入选矿产的质量以及品位。但是在这个过程中不可避免地会产生大量的粉矿，这样就导致抛尾中有抛尾量少、品位提高幅度小等严重的问题，气候干燥的地区还好，但是尤其是在非常潮湿地区，抛尾效果差的现象犹为突出。但是在将矿石破碎磨矿后再采用湿式粗粒抛尾设备，这样能够有效地提高入选矿石的品位，并且磁性铁的损失会减少。与干性磁选相比，抛尾产率明显提高，选矿品位也明显提高。

3、微细粒磁、赤铁矿选矿技术

（1）微细粒磁、赤铁矿选矿工业应用现状

制约微细粒磁和赤铁矿利用的关键因素就是因为其原矿品位低以及磨矿成本高等，就是在经济上有所难选。在当前国内很多的铁矿工业作业中，对微细粒磁的回收主要程序是预选抛尾、阶段磨矿。这一流程已经在一些具有代表性的铁矿工业中得到了实现，從实验的结果来看，结果较为良好。通过这一方法，能够有效地提高铁矿的品位、节约磨矿成本，这一工艺让很多铁矿工业的选矿水平达到了国内选矿行业的领先水平。

（2）微细粒磁、赤铁矿选矿关键技术

微细粒磁、赤铁矿，选矿除了要重视多碎少磨以外，还要注意以下几个方面。

1）选择性高效磨矿技术

对于我国选矿行业来说，最严重的问题就是磨不细与过磨现象的存在，所以，针对这一情况，如何有效地磨矿并且能够及时的将已经解离出来的粒级物料高效分离出来，这是选矿环节的最关键的程序。 对于这一问题，不能仅仅只是将矿粒的尺寸缩小，这样不仅不会高效分离矿物，反而会导致解离不够和过粉碎并存，使磨矿工作更难以进行。但是在磨矿之前就使矿物沿矿物间解离，那么就能够控制矿物分解的磨矿细度。所以，要让铁矿充分解离但是不至于粉碎，这样就有利于解决将已经解离出来的合格粒级物料高效分离出来。通过实践证明，选择性地进行磨矿能够有效地减少过粉碎的现象以及能够有效地放粗磨矿的细度，从而提高品位和回收率。

2）超细磨技术

选矿工作者在进行磨矿工作时，对超细磨技术越来越重视。当采用一般的磨矿技术时，磨矿能耗的费用相当高，即使能够达到解离的效果，也会经常发生过磨现象，这样会使很多有用的矿物质被抛弃，造成了资源的浪费。但是现在的超细磨技术却解决了这一问题，超细磨技术能够有效地降低能耗，并且能够提高矿物质的利用率。

3）细粒浮选技术

细粒矿物在浮选中经常存在着矿化效率低、气泡载荷能力低等一系列问题。对于这些问题，我国相关人员做出了相应的措施。经过实验调查证明，细粒浮选技术中的微泡能够是细粒矿化，并且能够有效地提高浮选的回收。不仅如此，微泡使细粒矿化的效率大大提高了。研究表明，形成微泡是作业工程中必不可少的重要条件。近些年来，我国的细粒浮选技术有了很高的利用率，在微细粒矿浮选上有了很大的优势，在微细矿物回收上产生了很大的优势。但是，同样地也存在着一些问题，主要是解离不充分的矿物时会以回收率为代价而提高矿物的品质，这样的技术在粗选作业中运用并不十分广泛，只能在精选作业中有较多的运用。

4、复合铁矿石选矿技术

现如今，我国大部分铁矿石都是含有两种或者两种以上的铁矿物的，纯金属的铁矿十分稀少，铁矿物种类越多，那么他的可选性就越差。对于这种矿石，常规的选矿工艺能够应付一般情况，但是当矿石中含有较多的菱铁矿或者褐铁矿时，常规的选矿工艺就不能保证它的精矿品位和回收率。因为这个原因，我国相关人员也一直在寻找解决办法。经过长时间的研究，对于复合型铁矿石的选矿技术有了明显的提高，各种铁矿的提取率有了明显的提高。

5、多金属共生铁矿选矿技术

多金属共生铁矿即铁矿中矿石的种类多，矿物组成结构复杂，属于本质上难选的一种矿石。这种矿石不是某一种矿石，而是多种矿石的结合体，只是含量的多少之分。

在我国，对于这些多金属共生铁矿来说，相对的精选作业占比很大，就算是具有代表性的国内一流的铁矿，也面临着这一问题。目前，针对多金属共生铁矿的回收研究工作主要是集中在粗粒预选抛尾、细粒强磁选以及浮选行为的研究上。

6、菱、褐铁矿选矿中存在的问题

（1）焙烧方式与焙烧设备问题

国内对于焙烧设备的研究并不十分先进，但是焙烧设备需要专业的设备，并且对设备的要求很高，国内的技术还不能达到要求，对于焙烧设备的研究，每一种设备都存在着诸多问题，而对于焙烧的要求来说，过烧或者欠烧的现象依然存在，所以开发更加先进的焙烧设备十分重要。

（2）运行成本高

在对菱、褐铁矿选矿进行焙烧作业时，需要的设备、人工、时间等条件都是极为重要的，在这些焙烧过程中对运行成本的要求极高。对于很多工作人员来说，如何提高工作效率、充分利用余热、改进焙烧设备成为亟需解决的问题，这样能够极大地降低运行成本。

（3）环保问题难以协调

在进行菱、褐铁矿选矿焙烧工程中，会产生大量的粉尘和烟气，这些粉尘和烟气里面含有很多有害物质，对环境的影响极其恶劣。不仅如此，这个过程还会产生很多废水，这些废水的排放远远不能达到国家的标准，这样的废水排入河里会导致水资源的急剧恶化，使得我们的生活环境遭到了极大的破坏。

7、研究方向和未来工作重点

经过调查研究得出，未来铁矿选矿的研究方向和工作重点应该在以下几个方面：

1、对于超贫磁铁矿选矿技术，应该采用高效设备实现多碎少磨，减少人工投入、经费投入，提高破碎磨矿的效率以及质量，這样能够选择性地进行磨矿能够有效地减少过粉碎的现象以及能够有效地放粗磨矿的细度，从而优化入选物料的矿物组成，达到品位和回收率双提高的目的。不仅如此，还要在将矿石破碎磨矿后再采用湿式粗粒抛尾设备，这样能够有效地提高入选矿石的品位，并且磁性铁的损失会减少。与干性磁选相比，抛尾产率明显提高，选矿品位也明显提高。

2、对于微细粒磁、赤铁矿选矿技术，在磨矿之前就应该使矿物沿矿物间解离，那么就能够控制矿物分解的磨矿细度。所以，要让铁矿充分解离但是不至于粉碎，这样就有利于解决将已经解离出来的合格粒级物料高效分离出来。通过实践证明，选择性地进行磨矿能够有效地减少过粉碎的现象以及能够有效地放粗磨矿的细度，从而降低能耗，提高品位和回收率。

3、对于复合铁矿石选矿技术和多金属共生铁矿选矿技术，要集中在粗粒预选抛尾、细粒强磁选以及浮选行为的研究上。对含有较多的菱铁矿或者褐铁矿的矿石也要采取一定的研究策略。

4、对于菱、褐铁矿选矿，要开发更加先进的焙烧设备，提高焙烧效率；要提高工作效率、充分利用余热、改进焙烧设备，极大地降低运行成本；还要注意环保问题，协调发展与环保之间的关系。

8、结语

我国是工业大国，钢铁工业的发展对我国尤其重要，持续稳定的铁矿供给是保证我国钢铁工业发展的重要条件，但就目前我国的发展状况来说，我国的铁矿资源大部分是从国外进口的，铁矿石对外依存度达到百分之六十左右，这不利于我国钢铁工业的发展。面对这样的现状，我国应该充分利用科学技术的发展，研究出先进的设备和提高我国的铁矿的使用效率。加大对复合型铁矿石的研究，扩大铁矿石的利用率，需要依靠科技进步最大限度的利用国内有限的铁矿资源，提高铁矿石的自给率，保障铁矿石的安全供给。依靠科技进步，加大对复合型铁矿石的研究，扩大铁矿石的利用率，这就显得犹为重要。要求我们依靠科技进步以及设备的发展，在最大的程度上合理利用国内有限的铁矿资源，保障铁矿石的安全供给，能够不用依靠进口来支撑我国的钢铁工业，从而促进我国钢铁工业和国民经济稳健发展。

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（作者单位：长沙矿冶研究院有限责任公司）

作者简介：李丽君（1983-），女，籍贯：湖南宁远人，大学本科，工程师，研究方向：选矿厂设计及选矿研究。