磁铁矿矿石是指呈磁性铁存在的铁占全铁85%以上的矿石,由于比磁化系数大(>8000×10-6cm3/g),磁性强,远远高于常见的弱磁性或非磁性脉石矿物,主要采用弱磁选法分选,对于较难选的矿石,采用磁-重、磁-浮联合工艺,以进一步提高精矿品位,贫磁铁矿石是当前我国乃至世界上选矿厂加工的主要矿种,如我国鞍山式贫磁铁矿、澳大利亚中信贫磁铁矿,此类矿石的主要特点是:原矿铁品位低,一般在30%左右,矿石中矿物组成简单,铁矿物以磁铁矿为主,脉石矿物以石英为主,有害杂质硫、磷含量低,铁矿物与脉石矿物的嵌布粒度不均匀,矿石呈条带状,硬度较大。
近年来在余院士提铁降硅(杂)思想的引领下,各个大中型铁矿企业推行提质降杂、降本增效战略,促进铁精矿高质高值化利用,各项新技术的工业应用,加快了钢铁工业的飞速发展,实现铁矿选矿技术达到世界领先水平,其关键技术进步主要体现在嵌布粒度极其微细的贫磁铁矿预选,以及磁精矿高效精选技术取得重大突破:
一、预选工艺,预选是指矿石在进入磨矿作业之前,用合适的选矿方法预先分离出部分尾矿的选别作业,针对采场采出的矿石品位下降,贫化率增加,应用预选工艺,可提高入磨矿石品位,减少磨矿量,节约选厂能耗,为满足矿石大块度(最大粒度350mm)、大处理量的要求,开发多段干式预选技术,创新磁系结构,选择磁能积高的磁极材料,应用旋转、交变磁场,增大磁极间距、宽度和角度,增加磁轭厚度,优化异性磁极取向角度,开发大极距、宽磁极、高深度干式大块预选设备,有效提高磁场强度、磁场深度和磁场梯度;针对含泥含水高、粒级较宽的矿石,开发磁极外置式湿式预选机,实现全粒级湿式预选,形成贫磁铁矿高效预选技术。
二、高效精选技术,由于细粒物料的磁团聚而产生的机械夹杂和磁性夹杂严重,弱磁选难以获得高品位的铁精矿,开发磁-重多力场、磁-浮(阴离子或阳离子反浮选)联合流程,可有效分散物料的磁团聚,排出其中夹杂的贫连生体和脉石矿物,降低二氧化硅、硫、磷等杂质含量,提高铁精矿品位,提质降杂取得以下多个方向技术进步:
①磁-重多力场精选技术,非浮选工艺去除微细粒弱磁精矿中夹杂的石英、长石、绿泥石、闪石等弱磁性、非磁性脉石矿物,获得高质量铁精矿。
②磁-浮联合流程,反浮选不仅可去除弱磁精矿中夹杂的脉石矿物,还可脱除强磁精矿中含铁硅铝酸盐脉石矿物,针对含铁硅铝酸盐脉石矿物磁性弱,与赤铁矿可选性相近,开发高效、耐泥性好、常低温浮选药剂技术,解决赤铁矿与含铁硅酸盐脉石矿物分离的技术难题。
③除硫,针对磁精矿含硫超标,开发活化浮选除硫技术,研发高效活化剂,即使对于含磁黄铁矿较高的高硫铁矿浮选降硫效果也明显,国外以首钢秘鲁铁矿、蒙古铁矿、菲律宾铁矿为代表的高硫原生磁铁矿矿石,国内主要有武钢金山店、大冶、程潮铁矿以及宝钢梅山铁矿、马钢姑山铁矿为代表的矽卡岩型含硫磁铁矿,应用活化浮选工艺,可以得到硫含量合格(<0.1%)的铁精矿,同时综合回收硫精矿,有利于减少后续球团、冶炼过程中二氧化硫的排放量,节能减排效果明显。
④降磷,针对嵌布粒度极其微细、磷以胶磷矿形式存在的高磷铁矿,研发磁-浮联合工艺技术,将铁精矿中磷含量降到合格水平(小于0.1%)。
⑤降钾钠、除氟,针对包钢磁铁矿中氟、赤铁矿中钾、钠含量超标,研制高效浮选药剂,浮选降钾钠除氟,磁精矿氟含量由0.8%降至0.3%以下,强磁-反浮选去钾钠,将精矿中钾钠合量降至0.5%,SiO2含量降低到6%,浮选温度由45℃降至25℃以下,成功实现了常温条件下反浮选-正浮选的分步浮选工艺。