[00111878]超贫铁矿资源的高效综合利用研发及应用

1、主要技术创新 （1）超贫铁矿中赤铁矿的综合回收技术 大红山铁矿三选厂处理露天矿的380万t/a选矿工程仅以弱磁选工艺回收磁铁矿,不能有效回收赤铁矿。通过工艺矿物学研究可知,超贫熔岩铁矿以磁铁矿为主（占全铁的57.5%）,赤铁矿次之（占全铁的23.5%）,含有少量褐铁矿及钛铁矿;脉石矿物中含铁绿泥石含量约5.4%。因此对超贫铁矿中的赤铁矿进行综合回收,可提升选矿金属回收率,改善选矿指标。磁、赤铁矿呈微细粒不均匀嵌布,磁铁矿粒度相对较粗（-50um粒级含量占56.65%）,而赤铁矿相对较细（-50um粒级含量为83.75%）。设计时仅回收磁铁矿的选矿工艺细度为80%-325目,如考虑赤铁矿的综合回收,必须进一步提升磨矿细度。项目对采出的露天矿进行选矿工艺流程试验,试验通过阶段磨矿阶段选别的“弱磁——强磁”粗选抛尾——粗精矿再磨——“弱磁——强磁”流程可获得产率18.63%、铁品位62.87%、铁回收率60.25%的球团精矿和产率4%、铁品位40.00%、铁回收率8.23%的40品级精矿;并获得产率77.37%、铁品位7.92%、铁回收率31.52%的尾矿。结合已掌握的40品级精矿的提质降硅工艺,发明了“一种混合型贫铁矿尾矿提铁降硅再选工艺”（ZL201210416205.9）,2012年9月公司实际投资6769.8万元完成了降尾技术改造,综合回收赤铁矿。 （2）露天熔岩矿与井下低品位贫矿配矿混选综合利用技术 为实施井下低品位矿（铁品位小于25%）的综合利用,进一步在实现赤铁矿回收的基础上,进一步提高精矿产率及回收率,项目完成了露天溶岩矿与井下低品位矿的配矿混选试验研究,通过“弱磁——强磁”粗选抛尾——粗精矿再磨——“弱磁——强磁——摇床”流程,掌握了不同配矿比例下获得的各项选矿指标。通过地质勘探研究,新增铁矿石地质储量1057.75万吨,出矿品位20%～25%,为400万吨/年井下采矿工程采矿附产矿,年出矿量约100万吨,其采矿及皮带运输成本仅为19元/吨,比露天矿采矿成本29.6元/吨低35.81%,年节约采矿成本1060万元。投产初期选别露天矿指标为：原矿品位19.81%,精矿产率20.44%,品位60.36%,回收率58.49%,按380万吨/年设计能力计算,精矿产量为77.67万吨。与此相比,通过配矿混选,在精矿品位没有明显下降的情况下,精矿产率从设计的20.44%提高到24%,回收率从58.49%提高到70.22%,精矿产量增加13.53万吨,使生产指标超过了设计指标。 （3）完善工艺降低生产成本 为充分发挥已有设备设施生产潜能,进一步完善三选厂工艺流程,大红山铁矿实施了三选厂工艺完善技术改造工程,项目投资21703.2万元,2013底竣工投入生产使用。技术改造规模：熔岩铁矿系列发改委备案设计处理能力380万t/a,技术改造后处理量520万t/a,新增140万t/a。该项目主要通过改造MZS8848半自磨机格子板及扩大直线振动筛筛孔,通过适当放粗半自磨机及一段球磨机产品粒度,以确保在不新增半自磨机的基础上扩大熔岩铁系列原矿处理能力,同时发明并应用了“一种铁矿自磨系统故障快速检测装置”发明专利（ZL201310043141.7）,降低自磨系统的故障处理时间。新增3台ETM-1500塔式磨机及配套分级旋流器用于三段磨矿分级设备,替换原三段磨矿φ5.0×8.3球磨机及配套旋流器,在一、二段磨矿分级产品粒度放粗的条件下,确保三段磨矿细度从-325目含量80%提高至90%。同时改造二、三段弱磁选别流程,新增二段弱磁尾矿浓缩设备及强磁扫选流程,以进一步降低尾矿品位。项目实现了在不增加半自磨机系列的情况下,选矿处理能力从380万吨/年提高到480万吨/年,降低了生产成本。 （4）应用国外先进节能降耗设备塔磨机 采用传统的球磨工艺,在细磨时,根据磨矿能耗公式,功耗呈级数放大,如对大红山矿,产生1吨-200目（0.074mm）粒级的产品需要的磨矿功耗为13kw●h,而产生1吨-325目（0.045mm）粒级的产品需要的磨矿功耗为46kw●h。而从工艺矿物学上看,超贫铁矿中磁、赤铁矿物呈微细粒不均匀分布,为保证单体解离度必须进行细磨,而细磨采用塔磨替换球磨是一个重要的发展方向。项目应用了国外生产的3台ETM-1500大型塔磨机 ,替换2台ф5.03×8.3球磨机,塔磨机生产达到的磨矿细度为89.6%-0.045mm,大幅度提高了磨矿细度;塔磨机总功耗3360kw与采用2台总功率6700kw的ф5.03×8.3球磨机相比,按85%的作业率相计算,每年节约电费1294万元、磨矿介质费468万元。塔磨机在提高磨矿细度有利于单体解离的同时,也提高了弱磁、强磁选的精矿品位及金属回收率,采用塔磨机细磨后,弱磁选精矿品位63%提高到64%,强磁选精矿品位从43%提高到44%,金属回收率提高了1%,产生了良好的应用效果。 （5）污水中综合回收铜、铁矿物的清洁生产技术 实施井下污水固液分离及综合利用。应用了专利“一种高效率选矿泥浆水沉淀处理池”（ZL201420015468.3）,对污水系统自然沉降分离后,底流矿浆泵送至一选厂选别系统,年回收1000吨62%品位铁精矿。采用专利“一种压力渗滤式水净化装置”（ZL201220692047.5）对分离获得的97万m3含少量固体的污水进行净化,而后采用专利“一种矿山废水高效循环利用装置”（ZL201220687167.6）实现水的循环利用。实施了浓缩池溢流水铜精矿流失技术改造。应用了发明专利“一种有效防止精矿浮泡流失的溢流消泡方法及其浮选装置”（ZL201210511553.4）,对浓缩池进行技术改造,改进浓缩池进矿及消泡方式,每年回收铜精矿223.2吨,同时使溢流水达到生产循环水固体含量小于200mg/L的水质要求。此外,应用了专利“一种保持过滤车间作业环境防止精矿流失的污水排导装置”（ZL201420015475.3）,对铜精矿过滤间新增废水收集装置,收集后泵送至铜精矿浓缩池进行回收,避免了铜精矿损失及环境 2、技术经济指标 项目整体成果自2014年1月份应用于生产实践之后,有效提高了原矿处理能力26.32%,精矿产量35.41%,最终磨矿细度从80%-325目提高到86.9%-325目,铁精矿品位从设计的60%提高到60.38%,金属回收率从投产初期的58.49%提高到71.18%;成果的应用还回收污水污泥中的铁精矿1000吨/年、铜精矿223.2吨/年,实现了污水固液分离及水的循环使用,避免了环境污染。 3、专利、论文、专著与科技平台 项目实施期内共计获得授权专利11件,其中发明专利3件,实用新型专利8件;发表论文3篇。由于本项目在资源节约及环境保护方面取得的突出成果,大红山铁矿获得国土资源部“矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广应用示范矿山”、“第三批国家级绿色矿山试点单位”授牌。 4、应用推广及效益 成果成功应用于大红山380万吨/年选矿工程,有效提高了原矿处理能力,从设计的380万吨/年实际提高到2014年的480万吨/年,精矿产量从设计的85.65万吨/年提高到115.98万吨/年,自2014年1月至2015年12月,新增销售收入27230万元,新增利润7606.48万元,新增税收4292.73万元。