随着我国铁矿业“精料方针”的实施和不断深入,特别是钢铁工业确立了“两种资源、两个市场”的发展战略,我国铁矿直接面对国外优质铁矿石产品的冲击,要增强铁矿的竞争力,最根本的就是提高铁精矿质量。论文对木龙沟铁矿精矿反浮选降硅的可行性进行了分析论证,并提出了工艺改造应考虑的因素。
木龙沟铁矿为矽卡岩磁铁矿,地质储量为1295万吨,其中C级储量477.9万吨,d级储量817.1万吨,暂不能利用的储量512万吨。自一九七四年建矿以来,已经二十九个年头,生产规模由原来年处理原矿能力5万吨发展到10万吨。一九九八年七月我们将其兼并以来就立足于发展,对采选进行了改扩建。停止了井下采矿,改为降低开采品位的露采,并在采区建立破碎粗选生产线,将低品位原矿富集后送选厂进行磨选,同时对选厂内部也进行了局部改造,增设了磨选设备和必要的辅助设施。通过改扩建使矿山采矿粗选能力由年处理原矿35万吨发展到70万吨,今又欲发展为100万吨,最终要实现年生产精矿粉12万吨的设想。
根据地质勘探部门以前所做木龙沟铁矿可选性选矿试验报告可知,木龙沟铁矿磁铁矿在矿石中分布极不均匀,且粒度较粗,一般在0.01~0.3mm之间,在矿体中多见其集合体,故磨矿细度为-200目占65%时,磁铁矿基本上达到了单体解离。选用单一磁选流程时,可获得磁精矿品位为60.65%,回收率为85.90%。因精矿含硫高达1.34%,为了降硫,增加浮选组成联合选别流程,可将硫降至0.22%,而磁精矿品位提高到了62.20%,但回收率却降低为81.36%,这里要特别说明的是,当时试验所取的原矿样为井下矿样。
木龙沟铁矿自二零零零年改扩建投产以来,采矿采用降低开采品位的露采(采出综合品位为15%,边界品位为8%),露采所采之矿是有些矿体的地表浅层部分,因采点不一,矿石性质变化较大,和井下矿(即深层矿)比较差异更大。露采矿在山上经破碎筛分分级粗选后的粗磁精矿送选厂进行磨选,对所获得的最终磁精矿取样进行化学多元素分析,磁精矿品位TFe为57%左右,其中FeO为17.83%、SiO2为8.11%、CaO为2.58%、MgO为7.46%、Al2O3为0.87%、S和P含量都很低。从改扩建投产至今磁精矿品位一直较低而无法提高,即使把磨矿细度提高到-200目占75%时,精矿品位依然如故,和以前所作单一磁选可选性试验结果有很大差异,这不单是由于地表和深层矿石性质不一,还有一个主要原因是橄榄石在作祟。橄榄石是一种硅酸盐矿物,它的分子式是(Mg、Fe)2SiO4,因其具有磁性,所以也将它称为硅镁石磁铁矿。它的赋存状态很不规则,当矿体的围岩为大理石时就有它的身影,在有些矿体的地表部位和1#矿体群的部分矿体中含有,约占3~5%。在开采中若遇见含橄榄石的磁铁矿体,在磨选过程中,无论磨矿细度怎样,它总是吸附于磁铁矿进入精矿中,用单一磁选流程根本无法将其与磁铁矿分开而除去,其含铁量仅为44.3%。人们在鞍山弓长岭选矿厂对磁精矿进行阳离子反浮选提精降硅经验的启发下,看到了提高木龙沟铁矿磁精矿品位的希望,提出能否也选用阳离子反浮选来提高其品位?为了解决这一本质问题,我们赴鞍钢进行考察和学习,现结合木龙沟铁矿磁精矿的具体情况先来谈一谈我的一点看法。
木龙沟铁矿磁精矿通过反浮选来提高精矿品位降低其中的橄榄石、二氧化硅等杂质含量是完全可以的。为什么说增加反浮选提精降硅对木龙沟铁矿磁精矿是完全可以的,这是因为我们从以前地质勘探部门所提交的木龙沟铁矿可选性试验报告可知:单一磁选流程最好的选别效果可获得品位为60.65%的磁精矿,因精矿中含硫较高(为1.34%),为了降硫,在磁选选别中增加浮选,组成联合流程时,不但将精矿中含硫量降为0.22%,而且也使精矿品位提高到62.2%,我们从中受到鼓舞。让我们再对精矿中所含杂质的性质作以分析,其中所含二氧化硅为8%左右,阳离子(阴离子)反浮选提精降硅的手段主要是降低精矿中的硅含量来实现提高精矿品位这一指标,鞍钢下属弓长岭、调军台(原齐大山)、东鞍山和大孤山四大选矿厂提精改造皆用此法。弓长岭选矿厂改造的经验告诉我们,通过反浮选能把精矿中二氧化硅降低几个百分点,就可把精矿品位提高几个百分点。鞍钢四大选矿厂的反浮选改造为我们打开了木龙沟铁矿磁精矿品位提高的大门。再来看一看木龙沟铁矿磁精矿中所含的橄榄石,它是以硅酸盐的形式存在于部分矿石中(就像大西沟矿石中的绢云母一样,同属硅酸盐矿石),同大西沟菱铁矿焙烧磁选流程一样(要降钾、钠通过阳离子反浮选把硅酸盐矿物——绢云母除去即可),通过阳离子(或阴离子)反浮选会将橄榄石降下来而使精矿品位再提高。由此分析,木龙沟铁矿磁精矿再经过反浮选来提精降杂是完全可以的。分析推理仅属于理论研究,到底结果怎样?还需经过木龙沟铁矿磁精矿反浮选可选性试验结果来验证。
对木龙沟铁矿磁铁矿若要进行反浮选提精降杂质改造,还有一个关键问题要弄清楚,这就是行还是不行呢?我认为这主要取决于木龙沟铁矿对选矿中所获得的磁精矿增加反浮选选指标的优势、改造投资的多少、改造周期的长短、改造的难易程度和反浮选的服务年限等诸因素。现就此来谈一谈我的看法与大家共同探讨,以求共识。从前面的分析我们已经清楚了对木龙沟铁矿磁精矿进行反浮选将很会取得满意结果,这里不再赘述。通过分析和研究,就木龙沟铁矿磁精矿进行反浮选提精降杂质来说,其一必然要牵涉到选矿流程中众多因素的改变,如:浮选矿浆的浓度、浮选矿浆的矿粒粒度、浮选药剂的研制和加药制度、浮选时间和温度等。且不说增加反浮选要新建厂房的问题,而要确保入选矿浆的浓度就必须增加脱泥和浓缩及矿浆输送设施,还要增加药剂配备供给系统和矿浆搅拌槽等。根据鞍钢四大选矿厂的经验,为了确保冬季和秋末春初浮选温度还必须增加采暖设施。其二很有可能会遇到一个最麻烦的问题,如果反浮选的矿粒粒度要求较细(比如-200目占90%左右),还需增加磨机进行连磨,那时现磨选车间的改造就复杂了,可能需要全部改变。同时选别之后的设施也必将受到影响而需重新建造,这就会因选矿厂的整体改造造成较长时间的采选停产,同时势必带来大量资金的投入。其三要增加反浮选首先要作反浮选可选性试验,这就必须采制矿样,而要采得具有代表性的矿样困难多、难度大。这是因为木龙沟铁矿的赋存状态变化大,深层矿和表层矿性质不一,就每层来说也有区别,表层矿的各个采点差异更大。能露采的矿量少,主体还是深层矿,仅970平洞以下储量就有800万吨之多,所以要采得具有代表性的矿样就是一个复杂问题。若样采得不好,反浮选就会功亏一篑。如果采样时只考虑露采矿,这是本末倒置之作法。而要采得具有代表性的矿样就需按储量分布组成百分数来取,这是一件很不容易的事情。其四因为降低矿石开采品位为15%,边界品位为8%时,根据地质资料经技术人员反复计算估计约有260万吨储量,这么点储量,按现在的生产规模充其量能维持生产3-4年露采便将告终,这就是说增加反浮选服务年限过短,尽管在露采原矿中现时因含橄榄石较高,而在今后的采矿中有些矿体群的个别矿体中还会有较高的橄榄石,但不知在采矿时何时方可遇到,也因它在矿石中的含量终归很少,所以把反浮选降橄榄石也作为一个重点似乎有些不妥。
从以上的分析,我们可以看出,木龙沟铁矿磁精矿要进行反浮选提精降杂,将可能因为要求入选粒度变细而触发到选矿厂改造范围的扩大,造成改造投资高和影响整个采选停产时间长的双重不利结果。也因矿山规模小,增加反浮选导致了选厂大动干戈,必然要引起今后精矿成本的提高。所以我认为,对木龙沟铁矿来说当务之急是首先抓紧时间完成磁精矿的反浮选可选性试验,接着再进行可行性研究,来决定增加与否。归根结底就是要在提高磁精矿品位的前提下,使增加反浮选后精矿有利可图。