铁矿石近十年来技术进步终稿2013

陈雯 长沙矿冶研究院有限公司矿产资源开发利用研究所所长、教授 余永富 长沙矿冶研究院教授 武汉理工大学首席教授 中国工程院院士 前言

2000年，我国铁矿石产量（含铁31%）2.4亿t左右，磁铁矿精矿平均品位65.8%，铁回收率90%，比世界主要铁矿石生产国的相应平均值低1.3个百分点和7.98个百分点，赤铁矿精矿平均品位59.8%，回收率65%～67%，比世界主要铁矿石生产国的相应平均值低6.6个百分点和15个百分点。

国产铁精矿不仅含铁低，而且SiO2含量高（8%～11%），Al、P、S等杂质含量也高，致使我国高炉利用系数仅为1.6～2t/（m3•d）；而国外铁精矿品位多在66%以上，SiO2含量4%以下，高炉利用系数多在2.2～3.4t/（m3•d）。越来越多的钢铁企业认识到提高入炉铁精矿质量能显著提高钢铁集团效益，于是有条件的钢铁企业逐渐加大铁矿石进口量，减少甚至不用国产铁精矿，1995-2000年期间国产铁精矿明显滞销，致使铁矿山生产萎缩，有的减产甚至停产，30多万铁矿山职工面临待业和下岗威胁，不仅严重影响社会稳定，还将影响国家铁矿资源的战略地位。因此我国选矿界创造性提出“提铁降硅（杂）”、“铁前成本一起核算”、“集团效益最大化”学术思想并建立了“铁精矿质量铁、硅、铝三元素综合评价”理论体系，为国产铁精矿实施提铁降硅（杂）战略提供了理论指导。

在“提铁降硅”战略思想指导下，先是鞍钢、太钢等钢企，继而国内几乎所有铁矿山相继实施 “提铁降硅（杂）”内的战略，针对不同地区、不同类型铁矿石开展研究，经过几年研究与实践，国铁矿石选矿技术取得重大突破，国产铁精矿质量达到或超过进口铁矿石质量，彻底摆脱了我国铁精矿质量低的局面，与此同时我国铁矿石的产量也由2002年的2.3443亿t增加到2011年的13.2694亿t，十年间提高了5倍多，大幅度减少了我国对进口铁矿石依赖，为铁矿山持续发展提供了坚实的保障。

近十年我国铁矿选矿突出成就是解决了鞍山式磁铁矿、赤铁矿石高效回收利用的合理选矿工艺问题并开发了相关联的10几种新型选矿设备。鞍山式铁矿

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石占我国铁矿石总储量的50%以上，分布于全国各地区。按铁矿物粒度粗、细区分有三种类型，粗者只需磨矿至小于P80 74μm左右，细者需细磨至小于P80 37μm，微细粒嵌布的必须磨到P80 20μm甚至更细。针对这三种不同嵌布粒度铁矿石的分选特性分别研制出三种选矿工艺流程，均已建厂生产应用，效果良好。解决了我国铁精矿质量低的难题，把我国铁精矿铁品位普遍提高到65%～69%，其中二氧化硅分别降低为6%～3%，铁精矿的质量达到了国际先进水平，为我国高炉炼铁提供了有利条件。

近十年来，我国大型选矿分选设备取得了很大的进展，如φ1200mm×4500mm超大型弱磁选机，Slon2000～4000mm系列大型强磁选机（处理量50～550t/h），大型系列浮选机100～320m3。这些大型号设备研制成功并在工业生产中应用，使我国在选矿分选设备方面摆脱了没有大型化设备的状况。

多金属共生或伴生的大型铁矿基地选矿技术取得重大进展，如：攀枝花钒钛磁铁矿选钛工作有了大的进展，将1980年建成的5万t钛精矿（含TiO2 47%）生产线于2004年扩建至年产10万t钛精矿，2010年又扩建达到了50万t钛精矿，为把攀枝花建成钛白粉、钛材等钛工业基地奠定了基础。

白云鄂博铁、稀土、铌多金属共生矿，2010年生产稀土精矿26.43万t（REO 50%），氧化物（各类分离产品）6.24万t。白云鄂博矿体中的铁和稀土基本可实现综合回收利用，为我国稀土工业应用发展及出口奠定了基础。铌资源尚未得到生产利用。

各类型铁矿石的回收利用水平的提高和选矿工艺、设备、药剂等技术进步分述如下。

1 选矿工艺技术进步及产业化

1.1 磁铁矿选矿技术及分选突破性的进展和提高 1.1.1全磁流程实现磁铁矿提铁降硅

对于嵌布粒度较粗，脉石矿物组成简单的磁铁矿，通过设备大型化，预选抛尾减少入磨量从而提高产量，使用高效磁选设备，在流程中引入旋流器和细筛与磨矿作业形成闭路，既大幅度提高了产量又保障了铁矿物高度单体解离，实现了全磁流程提高铁精矿质量。如：

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（1）鞍钢矿业公司大孤山选矿厂。共有3个选别车间，其中一、二选两个车间采用阶段磨矿—细筛再磨—单一弱磁选工艺；三选车间工艺流程改为连续磨矿—细筛再磨—单一弱磁选工艺。并通过把现有的短筒球磨机改为长筒球磨机、采用动压给矿水力旋流器作为二次分级设备，以保障入选细度，采用新型多磁极BX型磁选机，提高分选效率，同时采用MVS型高频振动网筛替代尼龙细筛。改造后一、二选车间在原矿铁品位30.13%时，最终精矿铁品位达到67.26%、SiO2 5.87%，比改造前铁品位提高0.63个百分点，SiO2含量降低0.28个百分点。三选车间在原矿铁品位30.17%时，最终精矿铁品位达到67.21%、SiO2含量5.%，比改造前铁品位提高0.74个百分点，SiO2含量降低0.27个百分点。均达到了“提铁降杂”预期目标。

（2）本钢歪头山铁矿选矿厂。将原流程为半自磨—球磨—单一弱磁选—细筛自循环再磨改为：原矿—破碎—大块矿石干式磁选、干选精矿—湿式半自磨—磁选—一次球磨—磁选—细筛分级、筛下磁选柱精选获得铁精矿、细筛筛上及磁选柱尾矿入二次球磨—磁选—细筛分级、筛下磁选获得精矿、细筛筛上返回二次球磨。改造后获得最终精矿铁品位69.20%、SiO2含量3.98%，铁回收率82%以上。铁精矿品位提高1.85个百分点，SiO2含量降低2.02个百分点，经本钢集团测算，提铁降硅选矿加工成本增加25元/t，而炼铁获经济效益45元/t，本钢炼铁成本下降1.5亿元/年。

应用弱磁选工艺“提铁降杂”还有鞍钢矿业公司弓长岭磁选厂，首钢矿业公司大石河选矿厂、首钢矿业公司水厂选矿厂、太钢矿业公司峨口铁矿选矿厂等。

1.1.2 反浮选流程实现磁铁矿提铁降硅

对于嵌布粒度较细，脉石矿物组成复杂的磁铁矿，即使多次磁选也难以得到高质量铁精矿，而采用反浮选工艺可将铁精矿品位提高到68%以上，如：

（1）鞍钢弓长岭选矿厂。原流程为阶段磨矿—单一弱磁选—细筛再磨，在-0.076mm90%左右时，矿石经三段磨选、四次磁选、三段细筛获得最终精矿铁品位65.5%，SiO2 8.31%。为进一步降低提高铁精矿质量，采用阳离子反浮选工艺脱硅，最终获浮选精矿铁品位68.%，SiO2含量3.62%，铁回收97.58%的技术

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指标。与改造前相比，精矿铁品位提高3.39个百分点，SiO2含量降低4.69个百分点。经测算，因铁精矿质量提高，鞍钢高炉入炉炉料铁品位提高2.06个百分点，降低矿耗62kg/t，降低成本20元/t；综合焦比下降17kg/t，降低成本6元/t；高炉铁产量提高，固定费用降低，降低成本4元/t；合计降低铁前成本30元/t左右。若按每年1000万t铁计算，降低成本3.0亿元。

（2）太钢尖山铁矿选矿厂。太钢尖山铁矿原流程为阶段磨矿一单一弱磁选—细筛再磨工艺。经三段磨矿、四次弱磁选、细筛分级，获磁铁精矿，铁品位65%、SiO2含量8%左右；

为进一步提高铁精矿质量，采用磁选柱分选出占精矿产率60%以上的高品位铁精矿，然后对磁选柱尾矿采用一粗一精、三扫、中矿顺序返回的阴离子反浮选工艺流程，最终获得铁精矿品位69.10%、SiO2含量3.80%，铁回收率98.62%的技术指标；

与改造前相比，精矿铁品位提高了4.1百分点、二氧化硅降低了4.2个百分点。年直接经济效益在1.0亿元以上。

（3）莱钢鲁南矿业公司选矿厂。原工艺流程为阶段磨矿—单一弱磁选—细筛再磨—磁聚机精选。在精矿粒度-0.076mm90%时，磁选精矿铁品位63%，SiO2含量11%。

采用一粗、三扫阴离子反浮选流程脱硅，在浮选给矿铁品位58%～60%、SiO2

含量在12%左右的条件下，获得浮选精矿铁品位67%以上、SiO2含量6%以下，铁回收率大于95%的技术指标，年经济效益1800万元以上。

（4）酒钢选烧厂。酒钢选烧厂处理镜铁山式弱磁性铁矿石，原矿处理能力650万t/年。原矿经破碎筛分后，大于15mm的矿石作为块矿，进入焙烧磁选系统，小于15mm矿石作粉矿，进入强磁选系统。块矿经焙烧后的矿石，采用阶段磨矿—单一弱磁选工艺，精矿铁品位56%、SiO2含量11%。

2008年进行“提质降杂”改造：2008年4-7月份平均精矿铁品位59.99%、SiO2含量6.20%，精矿作业回收率94.72%。与原单—弱磁工艺的铁精矿相比，铁品位提高4.04个百分点、SiO2含量降低4.74个百分点。

由于铁精矿质量提高，选矿—炼铁的直接经济效益9525万元/年,并减少了

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SO2、CO2排放量，经济效益显著。 1.2氧化铁矿石

鞍山式赤铁石英岩在我国各地区分布广泛，在“提铁降硅”学术思想的带动下，在全国范围内掀起了各种工艺流程、设备及药剂的研发浪潮，主要研究对象也是集中在对鞍山式磁赤铁矿的高效开发利用方面，我国“十五”、“十一五”期间，铁矿选矿技术水平和选矿技术指标达到世界领先水平的标志性成果也主要体现在鞍山式磁赤铁矿的选矿方面。

鞍山式磁赤铁矿（混合矿）的技术进展可以归纳为三个阶段：①鞍钢齐大山调军台选矿厂为代表的鞍山式中细粒铁矿(P80 63μm左右)选矿工艺及技术指标达到世界领先水平并在全国各大矿山得到推广应用；②以太钢袁家村铁矿为代表的细粒铁矿（P80 30μm左右）的微细粒铁矿得以开发利用；③以湖南祁东铁矿为代表的细粒（P80 20μm左右）赤褐铁矿得以生产利用。 1.2.1 鞍山式中细粒级铁矿选矿

鞍山地区磁铁矿及氧化铁矿石均属于中细粒级嵌布，鞍钢矿业公司2011年采出铁矿石4770万t，选矿生产铁精矿1600万t，而2000年采出铁矿石2670万t，选矿生产铁精矿1010万t，发展很快。

针对鞍山式铁矿粗细不均匀嵌布的特点，实现阶段磨矿阶段分选以大幅度节能，工艺流程则采用重磁浮联合流程实现粗细分选，结合新研制的大型高效SLon强磁选机及新型阴离子浮选药剂的使用，达到显著提高铁精矿质量的目标。如：

（1）鞍钢矿业公司齐大山选矿厂。鞍山齐大山选矿厂处理鞍山式磁-赤混合铁矿石，一选车间300万t/年，二选车间500万t/年。原流程：一选车间采用阶段磨矿—粗细分级、重选—磁选—酸性正浮选联合流程;二选车间采用还原焙烧—磁选工艺流程，在原矿铁品位29%左右时，精矿铁品位63%、SiO2含量8%～9%。改造后两个选矿车间均采用阶段磨矿—粗细分级、重选—弱磁选—强磁选—阴离子反浮选工艺流程。在原矿铁品位29%左右时，精矿铁品位67.5%以上，SiO2含量降至4%以下，铁回收率在80%左右。齐大山选矿厂年经济效益近8000万元，综合炼铁年效益2.37亿元。

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（2）鞍钢弓长岭氧化铁矿选矿（弓长岭选矿厂三选车间）。鞍钢集团弓长岭矿业公司贫赤铁矿的选矿生产始于1975年，采用的工艺为磁－重联合工艺流程，虽经多次改造，但生产技术指标一直在铁精矿品位%左右徘徊，金属回收率不足70%，于1998年被迫停产。

2005年弓长岭选矿厂三选车间采用鞍钢提铁降硅成果建成年处理原矿300万t的氧化铁矿石选矿车间，工艺流程为三段一闭路破碎、阶段磨矿、粗细分级、重选—强磁—阴离子反浮选工艺流程。最终综合精矿铁品位67.76%，铁回收率72%～73%，总尾矿铁品位10.5%。

矿石特点类似的还有齐大山、胡家庙、弓长岭三选、东鞍山选矿厂、唐山司家营、河南舞阳铁矿等，均采用了上述流程。 1.2.2鞍山式细粒级铁矿选矿

太钢袁家村混合铁矿石储量12亿t，除其铁矿物粒度比鞍山地区的细，需要磨细到P80 -0.030mm才能单体解离外，脉石矿物也不仅是单一的石英，还有磁选时容易在精矿中富集，浮选难度大的含铁硅酸盐矿物绿泥石、角闪石等，不能采用鞍山地区红铁矿石的典型选矿工艺流程处理。

研究单位根据矿石特点，在工艺流程和浮选药剂试验研究的基础上制定了阶段磨矿—弱磁—强磁—阴离子反浮选工艺并完成了实验室试验和扩大连续试验，在原矿含铁31.72%、磨矿细度P80 -0.030mm的条件下，取得了铁精矿含铁66.95%，铁回收率72.62%的扩大连选试验指标。太钢钢铁集团公司按照此工艺在袁家村已建成年处理原矿石2200万t/年的国内最大规模的选矿厂，目前正在工业调试阶段，袁家村铁矿的最大特点是从破碎磨矿到浮选过滤等各作业都采用了世界一流的大型选矿装备。 1.2.3鞍山式微细粒级铁矿选矿

祁东铁矿是湖南省最大的铁矿山，储量3.6亿t，它的铁矿物嵌布粒度更细，需要细磨到P80 -0.020mm铁矿物才能基本单体解离。由于铁矿物及脉石粒度更细，铁矿选矿最有效的强磁选机在这个粒度下选矿效率很低，加之矿泥的存在严重干扰阳离子或阴离子反浮选，细磨后直接浮选得不到高品位铁精矿，必须先把微细粒的矿泥脱除干净才能进行正常浮选，针对上述特点，长沙矿冶研究

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院研究研发了阶段磨矿-絮凝脱泥-阴（阳）离子反浮选工艺并推荐作为建厂设计流程，2008年湖南三安公司按此工艺建成30万t/年选矿实验厂，在原矿含铁30.70%，最终磨矿细度P80 20μm的条件下，取得了铁精矿含铁63.02%，铁回收率65.83%的工业指标。如此细的赤褐铁矿石絮凝脱泥-阴离子捕收剂反浮选生产技术在国内取得突破性进展，在国内唯此一家，为国内微细粒铁矿石生产奠定了基础。按此工艺建成的年处理铁矿石300万t/年选矿厂已投入生产。

综上所述，我国经过长期对鞍山式磁铁矿和氧化铁铁矿石的研究攻关，到目前为止对三种不同粗、细粒度的贫赤铁矿石，研制出的三种不同的选矿流程创造性地解决了鞍山式铁矿石的选矿难题，使我国鞍山式贫赤铁矿选矿技术水平达到世界领先水平。

1.3菱铁矿、褐铁矿还原焙烧—弱磁选工艺及设备研究

近十年铁矿选矿最重要的成就是实现了菱铁矿、褐铁矿的大规模工业生产。菱铁矿、褐铁矿比磁化系数低，磁性弱，比重小，难于与共生的脉石分选。采用常规的重选、弱磁选、强磁选及浮选方法分选，不仅铁精矿品位低（含铁45%～55%），铁的回收率也很低，一般仅40%～60%，分选效果不好。而采用磁化焙烧-磁选小型试验表明不仅铁精矿品位可以提高，而更重要的是铁的回收率可显著提高（一般70%～85%），分选效果好。

从上世纪60年始，我国选矿工作者就在鞍钢、包钢、酒钢、广西屯秋、云南上厂等地进行过大量回转窑全粒级焙烧试验（因竖炉焙烧只能处理15mm以上的块矿，资源利用率低），但均因煤基回转窑结圈，生产无法进行而失败。2004年长沙矿冶研究院在过去工作的基础上，经过多次试验，解决了煤基回转窑工业应用的一系列问题，针对陕西大西沟菱铁矿推荐了大型煤基回转窑磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺流程，实现了低品位（原矿含铁仅22%～24%）、极细粒（P80 -0.020mm左右）菱、褐铁矿的首次大规模工业生产。经测算，相对于竖炉焙烧，资源利用率提高40%～50%，能耗降低30%。

1.3.1 大型煤基回转窑还原焙烧—弱磁选工艺—反浮选

（1）陕西大西沟菱铁矿石。大西沟菱铁矿为国内最大的菱褐铁矿共生矿床，铁矿石储量3.02亿t，原矿石含铁26.96%。2006年8月陕西龙钢集团采用

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长沙矿冶研究院推荐的回转窑磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺流程，建成二条90万t/年菱褐铁矿焙烧生产线生产至今，这是我国首次实现菱褐铁矿大规模工业生产。工业生产中取得了原矿品位TFe22%～24%，铁精矿品位TFe60.08%，SiO24.28%，铁回收率75.62%的技术指标，这是国内首次采用煤基回转窑磁化焙烧处理难选的菱、褐铁矿选矿的大规模工业生产，为国内菱、褐铁矿铁矿石开发利用起到了示范作用。

（2）切列克其褐铁矿石。切列克其褐铁矿石由一大型菱铁矿床经多年风化上部形成了褐铁矿石，含铁43.40%。整个矿床储量49万t。长沙矿冶研究院在大西沟大型回转窑磁化焙烧工业生产成功的基础上，先后建成φ4.0m×60m回转窑5台，年处理原矿石200万t。2011年5月生产技术指标为：原矿石含铁37.73%，磨矿细度-0.074mm占95%，铁精矿品位TFe 62.39%，铁回收率85.02%。

1.3.2 闪速磁化焙烧—弱磁选工艺及设备研究

虽然相对于竖炉焙烧而言，回转窑磁化焙烧资源利用率提高了40%，能耗降低了30%，产量显著增加，但仍然存在焙烧时间长，处理量小等问题。为了进一步降低难选铁矿的选矿成本，提高市场竞争力，长沙矿冶研究院从2002年起开始研究第三代磁化焙烧技术及装备—闪速磁化焙烧技术。

该工艺能进一步提高铁精矿质量和铁矿石的资源利用率，如：对于含铁30%的湖北黄梅褐铁矿，原矿石经还原焙烧后得到铁精矿品位60.67%、SiO2 6%、铁回收率94.49%的实验室试验指标，年处理量5万t/年的工业闪速磁化焙烧试验系统已经建成，目前正在调试中。 2 新设备研究及应用

2.1 铁矿选矿设备的技术进步

2.1.1 高效破碎设备在铁矿山的推广应用

我国铁矿山目前引进的国外大型破碎设备，能显著降低破碎产品粒度，实现多碎少磨，降低生产成本显著。如鞍钢调军台选矿厂中细碎采用美国Nordberg公司的HP700型圆锥破碎机，使最终粒度由＜20mm降低到＜12mm占92%。武钢程潮铁矿选矿厂中、细碎采用进口的HP500型圆锥破碎机替代原有的Ф2100mm圆锥

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破碎机，不仅提高了破碎生产能力，降低了破碎生产能耗，实现了入磨粒度由16mm降至10mm以下，提高球磨机台时处理量20%以上。鞍钢、太钢、包钢、武钢、马钢等企业都引进使用了该设备，

近年来另一有突出优势的高效破碎设备的高压辊磨机，作为最后一段破碎设备，可使球磨给矿由原来的12～Omm下降为-5mm粒级占80%的粉饼，大幅度提高生产中球磨机的台时能力，节能效果显著。 2.1.2 高效磨矿设备的研制及在铁矿山的推广应用

大型自磨机或半自磨机研制成功并在大型铁矿山得到迅速推广，针对微细粒铁矿细磨的塔磨机开发成功并逐渐实现大型化，超细磨ISA磨机有望在铁矿山推广。

2.1.2.1 大型自磨设备从应用到自主生产

大型自磨机在铁矿选矿中的应用是近年来磨矿技术的重要技术进展之一。自磨（AG）/半自磨(SAG)是一种具有粉碎和磨矿双重功能、一机两用的设备。太原钢铁公司袁家村铁矿，处理量2200万t/年，最终磨矿产品粒度P80为28μm。设计采用SAB流程，目前采用美卓矿机公司制造的3台Ф10.36m×5.49m半自磨机（2×5500kW）和中信重机生产的3台Ф7.32m×12.5m球磨机（2×6750kW）、3台Ф7.32m×11.28m球磨机（2×6750kW），在现场已安装好，正在调试中，这将是中国第一个大型自磨工艺选矿厂。

中信重机为中信泰富澳大利亚SINO IRON年处理量8400万t/年规模的铁矿选矿厂制造的6台Ф12.19m×10.97m自磨机（28000kW）和Ф7.92m×13.60m球磨机（2×7800kW）已交付使用，第一条自磨生产线已于2012年11月中旬试车成功。中信重机在自磨设备的研究和生产上实现了中国制造-中国创造-中国标准的跨越式发展，制造出世界上最大的自磨机，成为世界上继美卓、福勒史密斯之后的第三大世界级的集设计、制造、成套于一体的大型矿用磨机国际化基地。

2.1.2.2 塔式磨机在细粒嵌布铁矿选矿中得到应用

塔式磨（亦称立式搅拌磨）是一种现代细磨和超细磨设备,凭借其特殊的工作原理,与滚筒式球磨机相比,具有效率高、能耗低等优点。对许多细粒、微

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细粒嵌布的铁矿而言,磨矿细度是影响精矿品位的关键因素之一,如祁东铁矿磨矿细度-22μm含量达80%以上,山西太钢袁家村铁矿-30μm含量达80%，磨矿细度到-30μm以后，球磨机的磨矿效率显著降低，近年来更适合细磨的塔式磨机在中小铁矿已有应用，如：湖南柿竹园有色金属矿伴生铁矿物的铁精矿再磨，原采用普通卧式球磨机,磨矿细度一直徘徊在-43μm占60%左右，铁品位在53%～55%。2005年，改为塔式磨矿机，磨矿粒度从-43μm占60%提高到-38μm占95.10%，精矿品位也从53.00%提高到65.20%，磨矿能耗降低30%～40%。塔式磨机在大型铁矿山大量推广应用要解决的主要问题是其大型化的问题。

磨矿设备研发的另一进展是超细磨矿设备ISA磨机的应用，该设备适用于最终产品粒度为10μm左右甚至更细的设备。

中冶集团西澳兰伯特角铁矿年处理量5700万t/年原矿，1500万t/年铁精矿规模，拟采用半自磨机和球磨机+塔磨机+ISA磨机四段磨矿阶段反浮流程，最终磨矿产品粒度为P80 10μm。

2.1.3 预选抛尾高效磁选设备的研制及应用

对强磁性铁矿石用块矿干式磁选机进行预选，在国内的磁选厂几乎得到了全面推广应用。根据各企业的矿石性质、在流程中分别设置在粗碎前、中碎前、细碎前和入磨矿之前及自磨之前，将混入矿石中的废石抛出80%以上，增加磨矿处理能力、提高入磨矿石品位，降低选矿厂能耗并使级外矿石得以利用．扩大了资源的利用率。如本钢歪头山铁矿在自磨前采用CTGDl516N型永磁大块矿石磁选机预选，抛废产率12%～13%，磁性铁回收率99%以上，当入选原矿品位为27.58%时，预选精矿品位31.20%，全铁回收率95.84%，使入磨矿石品位提高3.62%，年经济效益达1792万元；

对于弱磁性铁矿石预选，近年来最大的技术进展是粗粒大筒径永磁设备的工业应用和电磁感应辊式强磁选机研制成功，圆筒永磁强磁选机的平均磁场强度达到1T以上，抛尾粒度上限达到45mm。处理能力也达到120t/h～150t/h。电磁感应辊式强磁选机的单机处理量也由过去的10t/h提高到20～30t/h，给矿上限由6mm提高到14mm，辊面磁场强度提高到了1.7～1.9T。这些适用于大颗粒干式磁选抛尾的强磁选设备在工业生产中的成功应用，使预选指标得到了明显地

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改善。如梅山铁矿选矿厂对20～2mm粒级物料用YCG-350×1000粗粒永磁辊式强磁选机代替粗粒跳汰机，使尾矿品位由25%降低到10%～12%，粗精矿作业产率在70%以上，年经济效益在1000万元以上。目前永磁强磁选机作为弱磁性矿石预选设备基本取代了重选设备。

2.1.4 新型弱磁选机的研制及在磁铁矿选矿中的应用

弱磁选机的主要技术进步体现在两个方面，一是设备大型化，二是磁路设计和磁系结构的创新以达到反复精选以提高精矿品位的目标。 2.1.4.1 BX弱磁选机

BX弱磁选机为多磁极大包角高梯度强冲洗半逆流磁选机，其特点是：BX磁选机磁极头数多(8极、lO极，而普通磁选机只有4极或5极)；磁系包角大(140。，而普通磁选机105。)；磁场强度高(180±10mT，原来普通磁选机磁场强度130±10mT)；在卸矿喷水管下部的精选区另设有一根高压喷水管保障精矿品位；尾矿溢流口高等特点，与普通磁选机相比，有磁路长，磁性矿物翻滚次数多，易剔除夹杂其间的脉石和贫连生体，提高作业精矿品位。同时磁场强度高，有利于提高作业回收率。排精矿端另加设有冲洗水，可以进一步剔除细泥，提高精矿品位。矿浆面高，保证分选过程产生的翻转始终在水中进行。该机一般能提高品位1～2个百分点，尾矿含铁还稍有下降，现在磁铁矿选矿厂广泛应用BX弱磁选机。

2.1.4.2 磁选柱的研制与应用

磁选柱是一种新型高效磁力和重力结合的磁重脉动低磁场的磁重选矿机，是弱磁选铁精矿的精选设备，采用特殊的电源供电方式，在磁选区间内产生特殊的变换磁场机制，对矿浆进行反复多次的磁聚合一分散一磁聚合作用，能分离出磁性矿物中夹杂的中、贫连生体及单体脉石，提高磁选精矿品位，适用于弱磁选铁精矿的再精选。该设备已在鞍钢、包钢、本钢等十多家大型铁矿选矿厂得到工业应用，可以获得铁品位67%以上的铁精矿。但是，耗水量较大，处理能力偏小的问题阻碍了其大规模的工业应用。 2.1.4.3 磁场筛选机

磁场筛选机也是一种弱磁选铁精矿的新型高效精选设备。武钢大冶铁矿原

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矿经两段连续磨矿磨至-200目75%，先进行铜硫混合浮选，浮选尾矿经三次磁选得最终铁精矿，最终铁精矿品位为%～65%，与国内同类大型磁铁矿选厂相比，指标偏低。采用磁筛代替其三段磁选设备后，铁精矿品位达到66.43%，作业回收率92.22%，与同期选厂三磁精矿品位对比提高了1.7%。 2.1.4.4 磁场淘洗机

淘洗磁选机是一种新型电磁重选设备，工作原理同其他磁重分选设备类似，矿浆从上部给矿槽给入后，矿浆在中心筒中上部进入磁场区域，磁性矿物在固定磁场、循环磁场和补偿磁场三种磁场的作用下，以磁链形式悬浮下行，而脉石矿物由于不受磁场影响，会保持原有的重力，此时，给予与矿物沉降方向相反地上升水，脉石矿物受到的沉降力小于上升水作用力，从上部排出，铁精矿受垂直向下的磁力及重力作用下沉降从底部排放出来，实现了矿物的分离。淘洗磁选机的主要特点：通过自动控制的可变磁场的磁系设计，在选别筒内形成水平方向均匀，垂直方向自下而上连续、场强逐渐增大的背景磁场。这个背景磁场除了固定磁场和循环磁场外，还有一个补偿磁场，其综合作用是使矿浆从给矿区进入选别区后，磁性矿物形成磁链，均匀悬浮在选别空间内，不会发生磁团聚，受向下磁场力、重力及上升水合力作用下行形成精矿。没有磁性的脉石没有机会被夹杂其中，几乎百分之百被水冲出来，成为溢流。磁性矿物在淘洗磁选机内是以竖向排列的磁链形式悬浮下沉的，而其他磁重选中是以团聚体的形式下沉。特殊设计的磁系实现了设备的大型化。目前应用的CH-CXJ32000型淘洗磁选机，最大精矿产量可达60t/h。另外，淘洗磁选机通过PLC控制系统实现了选别过程自动化，增强了设备运行的稳定性。庙沟铁矿2010年2月份用两台CH-CXJ24000淘洗磁选机取代原3台精选磁场筛选机。25天的工业试验表明：淘洗磁选机平均给矿品位61.53%，平均精矿品位66.53%，尾矿品位11.88%；回收率90.85%；平均提高精矿品位5%。太钢峨口铁矿2010年2月用4台CH-CXJ24000淘洗磁选机取代原12台磁选柱、三台CH-CXJ24000淘洗磁选机取代原3台磁团聚机，使用淘洗磁选机后精矿品位提升值较磁选柱和磁团聚机分别增加了1.2%和2.9%，选别效率分别提高14.05%和27.24%，精矿产率分别提高了12%左右。 2.1.4.5 细筛在磁铁矿选矿中的应用

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由于铁矿物比重大，而石英脉石矿物比重小，在磁铁矿石磨矿分级过程中，铁矿物颗粒比石英脉石颗粒细，所以在弱磁选铁粗精矿中，夹杂有不少较粗粒的石英或磁铁矿物的连生体，用筛孔直径0.15～0.074mm筛网筛分，把粗粒石英及和铁的连生体留在筛上返回再磨，大量的单体磁铁矿物进入筛下，筛下铁精矿中的SiO2大幅度降低。直接作为最终铁精矿或再弱磁选或再反浮选。该设备在美洲磁铁矿山普遍应用，2000年以来在我国许多铁矿山也很快得到了推广应用，效果很好，大大节省了磨矿能耗。

（1）美国德瑞克聚胺酯网高频振动细筛。莱钢鲁南，太钢尖山、峨口等选厂，已从美国进口了德瑞克细筛在生产中使用。山东鲁南矿业公司选矿厂使用一台该筛后，减少了一台球磨机，一台砂泵，年节约电费材料费180万元，并将铁金属回收率从原来的68.65%提高到74.07%。

（2）MVS电磁高频振网筛。由于美国德瑞克高频细筛价格高，我国唐山陆凯公司研制生产了功能和德瑞克细筛同样的MVS振网筛，由于价格低，所以很受国内选矿厂欢迎，目前已有30多个选厂使用。解决了在国内大量推广细筛新技术的问题，为提铁降硅起到了促进作用。但筛网寿命太短是其重要的缺陷。 2.1.5 强磁选机的成功研制和在氧化铁矿及混合铁矿石选矿厂中的应用

强磁选机的主要问题有两个，一是可工业应用的设备磁场强度达不到微细粒弱磁性铁矿的回收要求，二是强磁性矿物混入设备给矿中造成磁性夹杂和其他机械夹杂致使设备不顺行，近年来的主要技术进步也体现在解决这两方面的问题上。

2.1.5.1 Slon高梯度脉动强磁选机

Slon高梯度脉动强磁选机的背景场强达到1.1T，主要用于回收氧化铁矿物。我国大量磁铁矿石生有氧化铁矿物和单一氧化铁矿石中的氧化铁矿物，比磁化系数低，需要用高场强、分选性能好的强磁选机分选回收，该磁选机研制成功后并在我国绝大多数大型混合型铁矿和氧化铁矿石选矿厂得到广泛推广应用，大大提高了铁精矿的铁回收率及品位。为我国难选铁矿石选矿过关起到了重要和关键作用，该类型强磁选机是我国自主创新具有自主知识产权的新设备，已研制出SLon2000～4000mm系列产品，超大型SLon4000mm强磁选机最高处理量

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能达到550t/h，该系列磁选机至今在国内50多家选矿厂和印度、秘鲁、巴西、澳大利亚、韩国、泰国等选矿厂广泛使用约3000多台。 2.1.5.2 ZHI型强磁机

该设备是在SHP强磁设备的基础上发展起来的，克服了强磁设备容易产生磁性堵塞和机械堵塞的缺点，并进一步提高了分选场强。磁场梯度高达104高斯的多层感应磁极介质ZHI型高梯度三盘强磁机，下盘最高磁场强度达到1.7T～1.8T，对于回收微细粒赤铁矿及易泥化的褐铁矿极其有效。该新型强磁选机分选酒钢选矿厂微细粒铁矿物效果好，现正在酒钢选矿厂进行工业试验。 3 铁矿选矿药剂的技术进步

浮选药剂的优劣是决定浮选工艺及浮选指标的关键。由于我国成规模的大型铁矿山主要是脉石以石英为主的鞍山式贫铁矿，浮选药剂的技术进步也主要集中在对石英捕收效果好的阴离子及阳离子捕收剂的研究进展上。

继长沙矿冶研究院开发的阴离子反浮选药剂在鞍钢齐大山铁矿调军台选厂成功应用以来，国内铁矿选矿药剂的最大进步是针对脉石中含有绿泥石、角闪石、钠辉石、钠闪石等含铁硅酸盐矿物的铁矿石反浮选阴离子捕收剂开发成功，并实现了浮选温度降低至15℃。

此外，鞍钢、酒钢、陕西在西沟实现了磁铁矿的阳离子反浮选。醚胺类、椰油胺、GE609和YA系列药剂逐渐在铁矿山使用。 4 未来的发展方向及关键技术研究

4.1 继续加强多金属共生矿体资源综合利用研究

攀枝花钒钛磁铁矿现仅回收利用了铁的70%，钒的47%和钛的15%，铬、镍、镓、钪等还未得到有效回收利用。小于38μm的钛铁矿及钛的分布率占50%左右的高钛渣目前无法回收利用，需研究回收利用工艺及装备。

白云鄂博铁、稀土、铌现仅回收利用了铁和稀土，其铌资源尚未能回收利用。截止2009年末，尚保有铌资源储量277.74万t（Nb2O5），仅次于巴西的290万t，居世界第二位，需要抓紧研究利用。 4.2 难选氧化铁矿石开发利用工艺技术研究

褐铁矿、菱铁矿的高效选矿利用工艺及装备，特别是鲕状（高磷）赤铁矿尚

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需研究开发有效的选矿工艺和装备，全国有上百亿t难选矿目前尚呆存在矿山。 4.3大型选矿设备的研究

我国尚需研制大型矿石细磨装备，如：大功率的立磨机（1100kW），以便处理大量并需细磨至小于43μm～20μm的铁矿石。尚需研制和铁矿石细磨配套的高频振动细筛和耐磨损材质、长寿命的细筛网。我国现生产的细筛网的使用寿命只有20天左右，而国外的则可达10个月。 4.4 新型高效浮选药剂的研制

针对不同矿石研制专属性强的高效药剂，如：研制铁矿石反浮选新型阳离子捕收剂（该捕收剂应该具有泡沫易碎、流动性好、捕收能力强、分选性好的特点）、研制对绿泥石、角闪石等含铁硅酸盐矿物有特效和耐低温的阴离子捕收剂。

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