论铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减排增效的重要意义

刘洪江（红河矿业有限公司，云南红河661400）

论铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减排增效的重要意义

刘洪江（红河矿业有限公司，云南红河661400）

在社会经济迅猛发展的背景下，炼铁企业为了实现生产成本的有效控制，提高企业的经济效益，对精铁的纯度和质量具有较高的要求，因此，铁矿石选矿技术应积极引进新工艺和新设备，提高炼铁高炉入炉的铁品位，减少高炉炼铁废气及废渣的排放量，这对高炉炼铁节能减排具有重要作用。基于此，本文首先阐述了炼铁减排的必要性，并对铁矿石选矿技术进行分析，仅供参考。

铁矿石；选矿技术；炼铁；节能减排

1 引言

近几年，钢铁的产量和消费量呈逐年增长的趋势，据相关资料显示，钢铁行业能耗占全国总能耗的1/6，属于高污染、高能耗行业。随着节能型社会建设理念的不断深入，我国政府部门对节能减排工作予以高度重视，要求钢铁行业实现能源消费结构的有效调整，提高铁矿的利用效率，但钢铁工业的实际能耗情况距离这一目标还有较大差距，可见，钢铁工业面临着严峻的能源、资源及环境问题，实现节能减排已成为我国钢铁行业持续生存与发展的重要途径。

2 炼铁减排增效的必要性

钢铁工业是保障我国国民经济持续发展的基础产业，钢铁被广泛应用于各行业领域的发展中，这在一定程度上大大促进了钢铁产量和规模的提升。但在钢铁生产的过程中，能源消耗巨大，所产生的气体会对大气造成严重污染。受到钢铁资源匮乏和能源消耗以煤炭为主的限制，我国钢铁工业在发展过程中一直受到污染问题和能源消耗问题的困扰，虽然已采取各种措施来进行节能减排，但始终无法改变传统能源的消耗模式，这种情况下，使得节能减排的效果得不到保障。因此，我国应从提高铁精矿质量的角度出发，通过新工艺、新设备来使钢铁工业的发展摆脱困境，目前，我国相关部门已提出了国内选矿厂应转变思路，将选矿厂的生产方向转变到提高精矿品位、降低二氧化硅等杂质含量为中心上来，将提高铁精矿质量作为钢铁生产的核心任务，并不断扩大选矿与炼铁的规模，控制钢铁生产成本，实现炼铁企业经济效益最大化，提高铁精矿的市场竞争力，这对促进铁矿山的持续发展具有重要意义。

3 铁矿石选矿技术的分析

3.1 采用预选技术

预选主要是指在矿石进入磨矿作业前，用适宜的选矿方法预先分离出部分尾矿的选别作业。近几年，随着冶金工业的快速发展，对忒矿石的需求量越来越多，加之采矿工业的发展，采用先进的采矿方法和大型的采掘设备，使采出的矿石品位下降，降低选厂能耗，减少磨矿量。

3.2 采用多碎少磨技术

破碎磨矿作业能耗约占选矿厂总能耗的50～70%，其中磨矿作业的能耗又占碎磨作业能耗的80%以上，降低磨矿作业能耗的有效途径就是降低入磨矿石粒度，即多碎少磨。主要措施是采用大型化、大破碎比、高效、低耗的新型破碎设备，使入磨矿石粒度降低。一般采用高效液压圆锥破碎机，使入磨矿石粒度降至0～12m，节能降耗效果明显。

某铁矿厂扩建后的破碎系统通过将6台2200型圆锥破碎机全部更换为生产能力大、破碎效果好的HP-500型破碎机和H-8800型破碎机，使破碎产品粒度-12mm含量达到90%左右，选矿厂整体产能提高了8%，每小时节约电耗128kW。

另外，采用高压辊磨机也可有效降低磨矿石的粒度，高压辊磨机由于利用层压破碎的工作原理，以提高能量利用率，矿石粉碎能耗一般为0.8～3.0kW·h/t，比常规的破碎设备节能30%，系统产量整体提高了25～30%。

3.3 反浮选工艺

磁性铁矿物和石英脉石的连生体是影响磁选精矿品位的主要因素，仅是利用多次磁选的方式无法将连生体分离出去，最有效的措施为采用阴、阳离子捕收剂反浮选法，连生体中的石英会和浮选药剂中的相关物质发生化学反应，石英表面疏水可粘附在气泡上而呈现出浮选的特性，通过脱硅手段实现连生体与铁矿物的分离，从而实现铁精矿质量的有效提高。

例如：某矿山的铁矿物嵌布较为紧实，粒度需细磨至-0.037mm粒级占98%，该矿山铁矿石的总储量约3.6亿t，储量规模较大，但由于铁矿物粒度极细一直未能工业开发利用。在2011年，采用阶段磨矿絮凝脱泥反浮选工艺建成了规模较大的选矿厂，该选矿厂的原矿处理能力为一年30万t。该矿山磁铁矿石原矿平均铁品位为30%，二氧化硅占48%，硫化物占0.9%，磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿分别占10.6%、26.2%和0.2%，矿石中主要工艺数质量流程如图1所示。

该矿石选矿厂原矿处理能力为30万t/年，2013年经过调试后优化在原矿铁品位 30.72%的条件下，矿物细磨至-0.074mm粒级占98%，经过一次絮凝脱泥及一段沉砂后，再细磨至-0.037mm粒级占98%后，经过4次絮凝脱泥及一段沉砂后，再经阴离子反浮选，即可得到铁精矿含铁64.72%、二氧化硅5.75%、铁回收率65.33%的运行指标，可见，絮凝脱泥—反浮选技术在该矿山的应用取得显著效果。

党的十九大指出实施乡村振兴战略，调整了过去以城市带动农村发展的思路，把农村与城市看作两个统筹发展的平等主体，强调坚持和实现农民在乡村振兴中的建设主体、治理主体和受益主体的地位，强调激发农村内在活力，实现发展。这就要求通过农村自治教育、法治教育和德治教育“三教结合”，使农民充分认识其在这些方面的主体地位，保证其合法权利，从而促进农民真正自觉承担起自身责任，真正激发农民的主动性、积极性和创造性，真正不断提升农民的获得感、幸福感、安全感，实现振兴乡村的目标。

3.4 新型选矿设备

铁精矿质量的提高需要不断引进先进的新技术、新工艺及新设备，目前，在选矿厂中得以广泛应用的新型选矿设备包括：磁-重脉动低磁场的磁重选矿机、柱式旋流器、细筛孔MVS电磁高频振网筛等，这些设备的应用有效提高了工业生产选矿指标，对简化选矿工艺流程，提高炼铁企业的经济效益具有重要作用。

（1）磁选柱。这是一种磁力和重力相结合的低磁场磁重选矿机，可将磁铁矿和脉石未单体解离的连生体从磁铁矿精矿中分选出去，可大大提高弱磁选铁精矿的质量。

图1 铁矿选矿厂流程考查数质量流程图

（2）细筛孔MVS电磁高频振网筛。铁矿物具有密度大的特点，而石英脉石矿物的密度较小，在磁铁矿石磨矿分级的过程中，铁矿物颗粒比石英脉石颗粒细，因此，在弱磁选铁精矿中，夹杂着较多的粗粒石英和磁铁矿物的连生体，分别用0.15mm、0.1mm、0.074mm的筛网进行筛分，即可将粗粒铁-石英连生体留在筛上进行再磨，大量的磁铁矿物进入筛内，可大大提高筛下铁精矿品位，降低二氧化硅的含量。

某矿业公司在选矿厂中使用1台这种高频振网筛后，一年的材料费和电费共节约了170万元，在保持铁精矿品位不变的基础上，原来的铁金属回收率为68.64%，在使用该筛后，铁金属回收率提高至74.17%，具体的工艺流程图如图2所示。

图2 选矿厂第三段细筛磨矿再选工艺

3.5 高炉炉料铁品位的提高

某选矿厂块矿入竖炉磁化焙烧所得到的铁精矿品位为56%，含二氧化硅11%；粉矿经强磁选得到的强磁铁精矿铁品位为48%，弱磁选、强磁选综合铁精矿品位为52%，导致该矿厂高炉入炉铁品位50%，水平较低，对炼铁的经济效益产生严重影响。

2011年，该选矿厂对焙烧磁选铁进行阳离子反浮选提质降杂改造，经过改造后，焙烧精矿品位提升至60.04%，二氧化硅降低至6.36%，这种情况下，强磁选与弱磁选综合铁精矿品位为56%，由于每年少生产10.25万t的二氧化硅，烧结工序每年可节省18.7万t的石灰石，共节约成本1642万元。同时，炼铁工序高炉入炉品位提高了2%，焦比降低13.5kg/t，每年可节约焦炭6.7万t，增产生铁22.49万t，两项合计炼铁增效为1.70万元。

由于焙烧磁选铁精矿反浮选，原料费及选矿加工费用增加9129万元，在经过改造后，从选矿至炼铁工序，烧结及炼铁成本节约了18654万元，扣除选矿增加原料及加工费9129万元，公司整体合计降低成本9525万元，效果较为显著。

该选矿厂在实施提质降杂后，选矿工序每年增加电力消耗3142kW，折合标准煤3.86万t，烧结工序由于减少加工量和节约石灰石每年可节约标准煤1.16万t，炼铁工序由于节约焦炭而节约标准煤5.8万t，合计总节约标准煤3.12万t。同时，高炉渣每年减少18万t，由于精矿中硫减少1678t，烧结工序可减少二氧化硫排放量2181t，炼铁工序可减少二氧化硫排放1092t，由于焦炭的节约，炼铁工序可减少二氧化硫排放量1099t，三项合计共减少二氧化硫排放量4372t。由于石灰石的少量消耗，烧结工序可减少二氧化碳排放量6.85万t；焦炭的减少使用，炼铁工序可减排二氧化碳21.7万t，两项合计每年可减少二氧化碳含量28.82万t。

4 结语

目前，我国选矿厂的主要方向是提高铁精矿品位、降低二氧化硅等杂质，这对调动生产工作人员和科研人员的积极性和热情具有重要作用，加强对新型高效分选设备及工艺的研究，可大幅度提高我国磁铁矿及氧化铁矿石铁精矿的质量，大大提高了铁精矿质量的水平，减少高炉废气、废渣的排放量，降低煤和焦炭的使用量，提高炼铁的经济效益，以实现高炉炼铁的节能降耗及高效化。

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2095-2066（2016）36-0108-02

2016-12-13