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超低品位铁矿开发综合利用技术
饶绮麟 杨菊 张世海 谭春华 矿冶研究总院
【摘要】本文介绍了超低品位铁矿开发综合利用技术”强化原矿预筛分一大破碎比粗碎-多段干选抛废-阶段磨矿阶段磁选”的特点; 介绍了新工艺综合利用技术的生产应用实例和实施效果。该综合利用技术是新工艺、 新设备、 新技术的集成。具有抛废多、 选别效率高、 节能降耗等显著特点,
特别适用于大处理量、 低品位、 粉矿多、 磁性铁矿石的破磨分选。
【关键词】铁矿开发 超低品位 破磨分选 综合利用技术
中国铁矿石资源状况不理想, 多为贫杂矿和复合矿, 铁矿平均品位仅 32.67% 。大型矿床仅占 5%, 可采储量较低。如己开发的 1079 个铁矿区, 〈20% 的低品位矿数达百亿吨, 仅河北张家口一承德地区就有55亿吨。因此开展超低品位铁矿开发工艺及装备的研究, 将数百亿吨低品位、 超低品位铁矿转化为可工业利用储量, 使其具有开采和经济利用价值十分必要。 沫源鑫鑫矿业公司于 年 8 月就沫源县水堡镇谷丰矿区超低品位铁矿石选别难题 , 委托矿冶研究总院进行”超低品位铁矿开发综合利用技术”的研究。
一、 超低品位铁矿开发综合利用技术思路
面对铁精矿的需求巨增及中国铁矿资源贫、 细、 杂之现实, 综合开发利用超低品位铁矿石, 是为中国钢铁工业发展做贡献的一个重要途径。用常规的工艺处理这种矿石, 单位电耗高, 单位水耗高, 经济效益差。
针对超低品位铁矿石的特点, 在小型试验的基础上, 我们进行”原矿预先筛分 - 增大粗碎破碎比 -多段选择性干选预抛废 -阶段磨矿强化分级磁选”的综合利用新工艺技术的研究。该新工艺具有抛废多, 选别效率高, 节能降耗等显著特点, 特别适用于大处理量、 低品位、 粉矿多、 磁性铁矿石的破磨分选。
超低品位铁矿选矿工艺原则流程图详见图 1 。
二 .超低品位铁矿开发综合利用技术特点
1. 强化预筛分
原矿进入第一段破碎机前, 采用新研制的新型 ZSG1642 高效节能振动筛分给料机, 取代传统重型板式给来斗机, 该机采用中频中幅大倾角技术, 具有给矿和筛分两种功能, 强化了预筛分效果。将原矿中 -loom 粒级产品预先筛出, 提高破碎系统的生产能力20%以上。
ZSG1642高效节能振动筛分给料机结构及外型见图2, 主要技术参数见表1。
表 l
ZSG1642 高效节能振动筛分给料机主要技术参数
生产能力 150-340m3/h
最大激振力 2x75KN
振动频率 960 次 / 分
振幅 3.5㎜
振动电机功率 2x5.5KW
溜槽尺寸 ( 长 x 宽 )4200㎜×1600㎜
溜槽倾角 15度
振动方向角 60度
最大给料块度 750㎜
筛分粒度〈 100㎜
ZSG1642 高效节能振动筛分给料机与传统重型板式给料机相比, 具有同样工作可靠的优点, 但又具有结构简单, 设备投资和运营费用低、 节能效果好的特点。与振动放矿机相比, 不但具有放矿机在重力放矿的基础上, 借助强力振动设备增加矿石的流动性的特点, 还能短距离输送, 供料的均匀性更好、 输送的物料粒度大。与国外同类产品比较: 性能达到国际同类产品的先进水平, 购置费用和易损件消耗极为低廉。
2. 增大粗碎段破碎比, 合理分配各段破碎负荷
对日处理达 8000t 的破碎系统, 增大粗碎破碎比。降低中细碎的入碎粒级, 采用较小型号的中细碎设备, 可大大降低设备投资、 基建和运转费用。
传统破碎流程与新破碎流程设备配置比较见表2。
表中数据表明: 新破碎流程粗、 中、 细碎破碎比分配为 5.1:3.751.91, 传统破碎流程为 3.06:3.57:3.5;
新破碎流程破碎设备总功率为 575KW, 比传统破碎流 程破碎设备总功率为 700KW 减少 125KW 。新破碎流程设备配置达到增大粗碎破碎比, 降低了中细碎的入碎粒级, 合理配置各段破碎负荷的目的。破碎流程设计达到增大破碎能力、 节能降耗的目的。
3. 大破碎比 PD90120 型外动领破碎机作为铁矿粗碎设备 外动顿匀摆顿式破碎机是矿冶研究总院研发的新一代高效、 节能、 环保、 低磨损破碎设备, 拥有一项创造专利和三项实用新型专利,
机设计新颖、 结构独特, 具有破碎比大、 生产能力大、 产品粒度小、 衬板寿命长、 设备节能、 噪音低, 粉尘少等显著特点。在多个有色金属矿山应用己获得成功。该机首次针对铁矿山 ( 处理量大、 设备连续运转 ) 应用的特点,在原有基础上调整机构参数进行改进, 用于大处理量的铁矿石末日碎获得成功。结构简图见图 3, 主要技术参数见表 3 。
实验和生产数据表明: 处理量大, 日生产能力达8000t, 最高达9926t, 破碎比大, 入料粒度-765mm, 最小破碎块度达1000mm, 粗碎产品粒度-150mm。降低了中细碎的入碎粒级, 采用较小型号的中细碎设备, 大大降低了设备投资费用、 基建费用和运转费用。由于动鄂运动轨迹理想, 衬板磨损显著降低, 设备正常投入生产运行一年了, 没有更换衬板。设备长期每天24小时运转, 运行平稳, 安全可靠。
4、 多段选择性干选预抛废
采用磁滑轮和新型干式磁选预选机进行三段选择性干选取预抛废。
第一、 二次粗碎回路中选用磁滑轮, 主要用于抛除采矿过程中混入的废石。磁滑轮的选别原理是经过磁力将磁性铁吸住于磁滑轮表面, 非磁性物在离心惯性的作用下抛离磁滑轮, 从而达到磁选的目的。一段抛废作用: 将粗碎后排出的-150mm矿石经过中场强大块磁滑轮CT1210 抛废, 二段抛废作业 : 将细碎后排出的一150㎜矿石经过中场强磁滑轮 CT1010 抛废。三段细碎产品抛废采用新型旋转磁场的”CCXGY-814 细碎磁铁矿干式预选机”,用于抛除破碎后解离的脉石, 进一步提高入选原矿品位。当选别矿物颗粒很细, 含水较高时, 磁性物和非磁性物夹杂严重, 铁品位难以提高。
CCXGY 型干式磁选预选机具有独特的结构, 它可形成旋转磁场, 使粗细粒强磁性矿物, 在分选筒表面既受到磁力的吸引, 同时使磁性物料在分选筒表面多次翻转和跳动, 将其中夹杂的非磁性物料和抛到尾矿中, 既能保证磁性物料不丢失, 又能保证充分地抛废。
CCXGY-814 细粒级干式预选机原理图见图 4, 主要技术参数见表 4 。
经过三段选择性预抛废把大量废石及破碎后解离出来的不可利用的尾矿尽早抛出, 大大提高入选铁品位。干选效果显著, 预抛率达 68%, 原矿品位从13% 提高到 25.8%, 磁性铁的回收率达到 94.90%。选矿厂原矿处理能力以 800O t/d 计, 经干抛预选后, 每天只有约 2400 t 矿石进入磨矿 -磁选作业处理, 大大降低了废石运输费用和选矿厂中能耗最大的磨矿费用。
5. 强化阶段磨矿阶段选别
在粗磨的情况下抛掉 60% 以上的尾矿, 为再磨作业创造了良好的条件。选矿厂磨矿 -磁选车间采用两段磨矿磁选流程。一段磨矿选用φ2700 X2700 球磨二台与φ 螺旋分级机二台构成闭路, 经一次粗磁选, 抛掉大部分尾矿。粗精矿再磨选用φ 2700X2700 球磨一台与φ500旋流器组形成闭路循环, 不但分级效率高、 分级效果好, 为提高铁精矿品位创造了条件。与传统磨矿与分级细筛构成闭路相比,操作稳定及方便, 分级效率高。特别对大处理量的选矿厂, 占地面积小, 设备投资省, 生产运行可靠。
三 .实施效果
采用 ”强化预先筛分-大破碎比粗碎-多次干选抛废-阶段磨矿阶段磁选”新工艺综合利用技术用于开发超低品位铁矿获得成功。该新工艺具有抛废多, 选别效率高, 节能降耗等显著特点, 特别适用于大处理量、 低品位、 粉矿多、 磁性铁矿石的破磨分选。
1. 选矿厂原矿处理能力平均达到 8000t/d, 最高达 9926t/d, 破碎比大, 入料粒度-765mm, 最大破碎块度达 1000mm, 粗碎产品粒度 -150 mm 。
2. 采用多次抛废 , 预抛率达 68%, 原矿品位 13%, 提高到 25.8%, 磁性铁的回收率达到 94.90% 。选矿厂原矿处理能力以 8000t/d 计, 经干抛预选后, 每天只有约 2500t矿石进入磨矿-磁选作业处理, 大大降低了废石运输成本和选矿厂中能耗最大的磨矿费用。
3. 阶段磨矿阶段选别, 在粗磨的情况下抛掉 60% 以上的尾矿, 为再磨作业创造了良好的条件。最终获得铁精矿品位达 66% 以上、 全铁回收率 4955% 、 磁性铁回收率为 93.93% 的理想结果。
4. 每吨原矿加工费用为 18.99 元, 每吨铁精矿加工成本为 194.6 元。按日处理原矿 8000 吨、 铁精矿价格 500 元计, 年获经济效益为 7151.3 万元。
超低品位铁矿开发综合利用技术是国内最新自主创新设备和技术的集成, 实现了超低品位铁矿的大规模, 低成本开发利用。

 中国铁矿石资源状况不理想, 多为贫杂矿和复合矿, 铁矿平均品位仅32.67%。大型矿床仅占5%, 可采储量较低, 且随着多年开采, 品位也在逐步降低。当前低品位、 超低品位铁矿资源尚未得到大规模开发利用, 但随着中国铁矿石需求量的日益剧增和科学技术不断的发展, 超低品位铁矿已具有开采和经济利用价值。
”强化预先筛分-大破碎比粗碎-多次干选拋废-阶段磨矿阶段磁选”新工艺综合利用技术具有预抛废多, 选别效率高, 节能降耗等显著特点, 特别适用于大处理量、 低品位、 粉矿多、 磁性铁矿石的破磨分选。
(a)强化预筛分, 研制ZSG1642高效节能振动筛分给料机, 将－100mm矿石筛出直接进入中碎, 提高生产能力20%以上。与传统的重型板式给料机相比, 设备投资低, 节能效果好。
(b)合理配置破碎流程, 增大粗碎破碎比。降低了中细碎的入碎粒级, 采用较小型号的中细碎设备, 大大降低了设备投资费用、 基建费用和运转费用。
(c)粗破采用研制的专利产品新型外动颚大破碎比低矮式破碎机, 获得良好效果。
(d)干选效果显著, 采用三次抛废, 第一、 二次选用磁滑轮, 对细粒级采用新型旋转磁场的CCXGY-814细粒级干式预选机。预抛率达68%, 原矿品位从13%提高到25.8%, 磁性铁的回收率达到94.90%。
(e)阶段磨矿阶段选别, 在粗磨的情况下抛掉60%以上的尾矿, 为再磨作业创造了良好的条件。
本项目在涞源鑫鑫矿业有限公司一期工程一年多生产实践表明, 经济和社会效益十分显著。铁矿品位从原矿13％( 磁性铁约6％) 提高到铁精粉品位66％以上, 磁性铁回收率为93.93%; 在选矿比高达10以上的条件下, 全部采用国产新型设备, 实现吨精矿生产成本194.6元, 企业年获经济效益7151.3万元。该项综合技术属国内外首例, 其技术经济指标居世界领先水平。当前已经在涞源鑫鑫矿业有限公司二期工程得到应用, 巴克什营超低品位铁矿、 赤诚县赤鑫铁矿选矿厂、 苏尼特右旗铁矿厂和北大庙铁矿等项目已经采用该项技术。由于这些项目的示范作用, 应用前景十分广阔。
近日, 由中国有色金属工业协会主持, 对北京矿冶研究总院承担的《超低品位铁矿开发综合利用技术研究》项目的研究成果进行了会议鉴定。
鉴定委员会认为, 项目针对中国资源特点, 研究提出的”强化筛分——大破碎比粗碎——多段选择性干选拋废——多碎少磨——阶段磨矿阶段磁选”新工艺综合利用技术用于开发超低品位铁矿属国内外首例, 其技术经济指标居世界领先水平: 铁精矿品位由原矿<13％( 磁性铁<6％) 提高到铁精矿含铁66％以上; 在选矿比高达14的条件下, 吨精矿生产成本低于200元。ZSG1642高效节能振动筛分给料机研制成功, 强化筛分效果。提高生产能力20%以上。设备运转正常, 筛分效果显著, 与传统重型板式给料机相比, 设备投资低, 节能效果好。合理配置破碎流程, 增大粗碎破碎比。降低了中细碎的入碎粒级, 采用较小型号的中细碎设备, 降低了设备投资费用、 基建费用和运转费用。粗碎PD90120新型外动颚大破碎比破碎机设备效果显著, 该机首次针对铁矿山( 处理量大、 设备连续运转) 应用的特点,在原有基础上调整机构参数, 进行改进, 用于大处理量的铁矿石粗碎获得成功。处理量大: 平均日生产能力达8000t,最高达9926t; 破碎比大: 入料粒度-850㎜, 出料粒度-150㎜; 颚板磨损小、 使用寿命长, 设备运行一年来没有更换颚板; 能耗低; 设备长期24小时运转, 运行平稳, 安全可靠; 操作维修方便, 噪音低。多段选择性的抛废, 第一、 二段用磁滑轮干选, 第三段选用新型细粒级干式磁选机CCXGY-814, 进一步提高了入选品位, 干选效果显著。经一年生产实践统计和用户提供的经济效益证明经济社会效益显著。成果已获得推广, 在超低品位铁矿石的开发领域具有示范作用, 应用前景广阔。
涞源鑫鑫矿业有限公司成立于 ,位于河北省涞源县独山城矿业开发区,是河北奥威实业有限公司控股子公司,公司拥有3000万吨储量的铁矿资源以及年生产能力达30万吨铁精粉的选矿厂,于 一月正式投产,公司现有员工280人。公司以铁矿石开采与精选为主,选矿设备、 工艺流程均由北京矿冶研究总院设计,圆锥破碎、 二段全闭路研磨、 三段磁选、 旋流式分离、 成品干燥设备……,生产工艺和装备水平均处于国内领先。公司本着高科技、 高标准的原则进行建设,在提高资源利用率、 提高产品质量、 提高经济效益、 环境保护等诸多方面将取得明显成效。