黑色金属矿采选行业最新技术应用状况及趋势

第一节 行业最新科技应用状况

1、铁矿石的浮选方法

1）用阴离子捕收剂正浮选。

该法常用脂肪酸或烃基硫酸酯作捕收剂，其用量一般为0．5～1．0kg/t。目前普遍采用的是塔尔油和磺化石油(RS03Me)作捕收剂，两者可以单独或混合使用，但一般认为混合使用效果较好。用碳酸钠调整碱性矿浆pH值及分散矿泥和沉淀多价有害金属离子。用硫酸调整酸性矿浆pH值，浮选时一般在弱酸性和弱碱性介质中进行。近来有的研究结果指出，在中性pH范围内浮选效果最好，超过这个范围，油酸的用量增大。另外用油酸浮选赤铁矿所控制的pH范围与矿石的粒度有关，即细粒(小于0．037mm)赤铁矿在pH为7．4时对油酸的吸附量最大；一般的浮选粒度(小于150mm～+0．037mm)在pH为3～9可浮性最好，当pH大于9时，可浮性显著下降。在强酸(pH小于3)介质中赤铁矿的浮出量不超过30％。

用脂肪酸及其衍生物直接浮选铁矿时，有时要预先脱泥，以防止矿泥对浮选过程的影响。

铁矿石正浮选在我国目前还是主要的方法，它的优点是药方简单，成本较低；但其缺点是只适合于处理脉石较简单的矿石，有时精矿需要进行多次精选才能得到合格精矿，而且精矿泡沫发粘，不易浓缩过滤，致使精矿所含水分较高。

使用脂肪酸类捕收剂浮选铁矿石时，矿浆的温度对其有明显的影响，为了改善浮选指标，可以提高矿浆的温度后再进行浮选，它的好处是药剂的选择性大为提高，精选时不需再加脂肪酸，再磨后也不需要脱泥。

2）用阴离子捕收剂反浮选。

对于脉石为石英类的矿物，首先用钙离子活化石英，然后用脂肪酸类捕收剂进行反浮选，这样得到的泡沫产品为石英，而留在槽中的产物则是铁精矿。反浮选时铁矿石的抑制剂可用淀粉(木薯淀粉、橡子淀粉和栗子淀粉等)、磺化木素和糊精等。用氢氧化钠或氢氧化钠与碳酸钠混合使用，调整矿浆pH值到11以上。石英只有用多价金属阳离子活化以后，才能用脂肪酸类捕收。常用的活化离子是Ca2+，用得最多的钙盐是氯化钙，其次是氢氧化钙。

必须说明的是此法适用于铁品位较高，而且脉石又较易浮起的铁矿石的浮选，但是应用该法时要注意处理或循环使用尾矿水，因为尾矿水的pH值高达11，如果直接放入公共用水区域，会造成严重的公害。

3）用阳离子捕收剂反浮选。

这时使用的浮选药剂是胺类捕收剂，用它来浮选石英脉石，胺类捕收剂以醚胺为最好，脂肪胺次之。铁矿的抑制剂采用水玻璃、单宁和磺化木素在pH值为8～9时，抑制效果最好。同样还可以采用各类淀粉抑制铁矿物。阳离子反浮选的优点是：

（1）可以粗磨矿：用阴离子捕收剂浮选铁时需要细磨矿，而阳离子反浮选时只要将矿石磨到单体解离，胺类捕收剂就能很好地把石英等脉石浮起来。

（2）回收率较高：尤其是当铁矿中含有磁铁矿时，用阴离子捕收剂浮选，磁铁矿则易损失于尾矿中，而用阳离子反浮选时，磁铁矿则可以一并回收。

（3）可以提高精矿质量：用阴离子浮选时，含铁硅酸盐会大量进入泡沫，阳离子反浮选时含铁硅酸盐与石英一并进入尾矿，故精矿品较高。

（4）作业简化：用阳离子反浮选可免去脱泥作业，故也可减少铁矿物的损失。该法适用于含铁品位高，且成分较为复杂的含铁矿石的浮选。

4）选择性絮凝浮选法。

它适用于处理微粒和细粒嵌布的高硅铁矿石，其过程是先向矿浆中加入分散剂，如氢氧化钠、水玻璃和六偏磷酸钠等。然后加入对铁矿物有选择性的絮凝剂，如木薯淀粉、玉米淀粉和腐殖酸钠等。经过水解的聚丙烯酰胺的絮凝效果也很好。该法的絮凝作用是首先使细粒铁矿物形成絮凝团下沉，然后通过浓缩脱除部分分散悬浮的脉石矿泥，这一过程可以进行几次。而得到铁的粗精矿，但这种粗精矿往往达不到质量要求，要进一步进行反浮选以提高铁精矿的品位。反浮选时首先在矿浆中加入铁矿物的抑制剂，然后用阳离子捕收剂或阴离子捕收剂进行反浮选。当用阴离子捕收剂进行反浮选时，还要加入Ca2+作石英的活化剂，并将矿浆的pH值调整到11左右。经过反浮选后，槽中产物为铁精矿，泡沫产物为尾矿。

2、锰矿和铬矿的电选

一般情况下，锰矿大都采用重谗、洗矿或强磁选，国内虽然人研究采用电选分选锰矿石，生产上并无应用实例，国外以苏联研究较多，并有应用者。同样也是用于精选作业，电选时锰精矿的品位都远比重选和磁选方法要高，而回收率却比磁选低，因此采用电选方法以提高精矿品位，用磁选以保证回收率并丢弃尾矿。表15．3．5为生产中分选O．1～2毫米锰矿石的结果，即将磁选所得锰精矿再行电选。

铬矿石与铁锰矿一样，先用其他选矿方法富集，然后将富集的粗精矿再用电选法精选，以便得出最终精矿。

3、锰矿石的选矿方法

1）氧化锰矿石

以风化矿床的次生氧化锰矿石为主，还有某些沉积型和热液型矿床的原生和次生氧化锰矿石。矿石中锰矿物主要是硬锰矿、软锰矿和水锰矿等；脉石主要是硅酸盐矿物，也有碳酸盐矿物；常伴生铁、磷和镍、钴等成分。

氧化锰矿石的选矿方法以重选为主。风化型氧化锰矿石常含大量矿泥和粉矿，生产上采用洗矿一重选方法。原矿经洗矿除去矿泥，所得的净矿，有的可以作为成品矿石，有的需要用跳汰和摇床等再选。洗矿溢流有时也需要用重选或强磁选等方法进一步回收。有的沉积型原生氧化锰矿石，由于开采贫化，生产上采用了重介质和跳汰重选剔除脉石，得到块状精矿。

含铁氧化锰矿石中，铁矿物主要是褐铁矿。铁与锰难以用重选、浮选或强磁选分离，需要采用还原焙烧磁选方法。工业上已采用了洗矿一还原焙烧磁选一重选流程。

2）碳酸锰矿石

沉积型碳酸锰矿石中，主要锰矿物是菱锰矿、钙菱锰矿、含锰方解石和菱锰铁矿等；脉石有硅酸盐和碳酸盐矿物；也常伴生硫和铁等杂质。矿石一般比较复杂，锰矿物嵌布粒度细到几微米，不易解离，往往难于得到较高的精矿品位。

碳酸锰矿石选矿生产实践较少，研究了强磁选、重介质选矿和浮选等方法。有的沉积型含硫碳酸锰矿石，工业：上采用了炭质页岩、黄铁矿和锰矿物的顺序优先浮选流程。有的热液型含铅锌碳酸锰矿石，采用了浮选一强磁选流程。某些含硫富锰矿石，锰矿物主要是硫锰矿，可以采用焙烧方法除硫。有的富碳酸锰矿石生产上也采用焙烧方法，除去挥发成分，得到成品矿石。

氧化锰和碳酸锰矿石中都含有一些难选矿石，锰与铁、磷或脉石紧密共生，嵌布粒度极细，难以分选，可以考虑用冶炼方法处理。例如，处理高磷高铁锰矿石的富锰渣法，生产活性二氧化锰的硝酸浸出法和生产金属锰的电解法等均已有工业生产。此外，还在研究连二硫酸钙法和细菌浸出法等。

4、铬矿石的选矿方法

我国铬铁矿石中常见的铬尖晶石矿物有铬铁矿[(Mg，Fe)Cr2O4]、铝铬铁矿[(Mg，Fe)(Cr，AL)：0。]和富铬尖晶石[Fe(Cr，A1)20，]等；脉石矿物主要有橄榄石、蛇纹石和辉石等；有时伴生少量钒、镍、钴和铂族元素。在岩矿鉴定时应该着重查明铬尖晶石的化学成分，因为它决定着精矿品位和铬铁比。

铬铁矿石的选矿主要采用重选方法。生产上常采用摇床和跳汰选别。有时重选精矿用弱磁选或强磁选再选，进一步提高铬精矿的品位和铬铁比。

铬尖晶石含铁较高或与磁铁矿致密共生的矿石，经选矿后得到的精矿中，铬品位和铬铁比都偏低，可以考虑作为火法生产铬铁的配料使用，或用湿法冶金处理。例如重铬酸钠法、氢氧化铬法、还原锈蚀法、氯化焙烧酸浸或电解法等。用湿法冶金处理低级铬铁精矿已有生产实践。

铬铁矿石中伴生的铂族元素如呈硫化物、砷化物或硫砷化物状态，可以用浮选法回收。矿石中的撇榄石和蛇纹石，可以考虑综合回收，供生产耐火材料、钙镁磷肥或辉绿岩铸石等使用。

第二节 行业科技发展趋势

1、关于GJT铁矿石选矿工艺流程的探讨

在一般情况下，铁精矿品位提高1％，高炉炼铁的焦比降低2％，利用系数提高3％。因此，从钢铁联合企业角度考虑，实行“精料方针”是经济合理的。然而铁精矿品位并非越高越好，生产高品位铁精矿除了增加选矿成本外，更主要的是不同的矿石性质有其不同适宜的铁精矿品位，应在认真分析研究试验结果的基础上予以确定。

不同的矿石性质有其不同适宜的选矿方法和工艺流程，不能以某种选矿方法和工艺流程的优点加以普遍推广，更不能根据常规的选矿方法或一般的概念予以确定，要以科学试验为依据，在技术和经济上综合分析研究．确定经济合理的选矿方法和工艺流程。

对含有多种有用矿物的铁矿石来说，在回收铁的同时，应尽量综合回收其它有用金属，因为矿产资源是不能再生的，各种矿产资源随着开发利用，其储量在逐年减少，因此，充分利用我国的矿产资源，对于我国有13亿人口的大国来说，显得更为重要。所以在回收矿石中一种有用金属的同时，尽量综合回收其它有用金属，该问题应提到科研的议事日程，这是当前应该重点研究的课题。

2、铁坑褐铁矿选矿工艺研究

1）铁坑褐铁矿采用磨矿-强磁选-再磨-反浮选流程，经过连续运转48h，获得产率38．26％、铁精矿品位56．73％、Si02含量5．44％、全铁回收率58．52％的铁精矿。

2）为适应现场生产情况及生产过程中所产生的波动，在推荐设计工艺流程时对流程Ⅱ作了适当的调整，再磨强磁扫选，用高场强、高梯度强磁选机，调整后的工艺流程可作为选厂设计的推荐流程。

3）推荐流程具有工艺合理，技术可靠，过程稳定，适应性强的特点，易于在生产中实施。

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