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我国铁矿尾矿选矿技术获重大突破

2016-3-16 9:12:17 来源:中国矿业报 本报记者:王琼杰

中国地质调查局地调项目——铁矿尾矿资源化利用取得突破性进展,由多家科研单位联手开发的“预氧化-蓄热还原-再氧化”多段悬浮焙烧新技术让困扰矿山企业多年的尾矿起死回生,实现了资源化利用。

尾矿一直是铁矿企业的老大难,其暴露的问题并非仅仅是安全问题,还反映了传统粗放型经济增长方式与新型工业化道路相冲突的矛盾,以及资源短缺与可持续发展的矛盾。目前,综合利用尾矿已成为我国未来的一项长期国策。近年来,随着钢铁工业的迅速发展,工业废气、废水、废渣数量逐年增多,全世界每年排出的尾矿和废石量高达100亿吨以上。我国铁矿石资源品位低,选矿比高,铁矿石年产量大约有15亿吨,而尾矿量高达10亿吨以上。据统计,鞍钢集团目前的尾矿累计堆存量已达6亿吨以上,且每年新增尾矿4000多万吨。鞍钢东部尾矿源自齐大山选矿厂、齐大山铁矿选矿车间和鞍千矿业公司选矿厂3个厂区,年排放量达2850万吨。该类型铁矿尾矿属于高硅(SiO2>65%)高铁(TFe>10%)型,平均尾矿铁品位大于10%,工业可利用的铁矿物以赤、褐铁矿为主,有害杂质S、P含量极低。

东北大学韩跃新教授的团队在中国地质调查局地调项目、教育部重大创新项目的支持下,联合沈阳鑫博工业技术股份有限公司和中国地质科学院矿产综合利用研究所,针对复杂难选铁矿矿物组成复杂、共生关系密切、含铁矿物种类多的特点,将矿物加工、冶金和流体力学等多学科有机结合,创造性地提出了采用“预氧化-蓄热还原-再氧化”多段悬浮焙烧新技术。

据了解,悬浮磁化焙烧(Suspension Roasting)是一种流态化焙烧,是一个将粉体物料在悬浮状态下加热到一定温度后通入还原气体使物料中的赤铁矿、菱铁矿和褐铁矿还原为磁铁矿的过程,焙烧物料经磁选可获得高品质铁精矿。结合鞍钢东部尾矿的矿物特性,他们成功地开发了鞍钢东部尾矿“预富集-悬浮焙烧-磁选”新工艺,形成了铁矿物多相转化精准调控、非均质铁矿石颗粒悬浮态保持、蓄热式高效低温还原、冷却过程铁矿物相控制同步回收潜热等一系列的新技术,解决了从鞍钢铁尾矿中高效回收弱磁性铁矿物的技术难题。在此过程中,“铁矿物悬浮焙烧系统及焙烧工艺”、“悬浮磁化焙烧炉”、“一种从碱性赤泥中选出铁精矿并使尾矿呈中性的方法”等多项国家发明专利获得授权,建成了复杂难选铁矿石悬浮焙烧小试、中试试验系统,完成了新型成套悬浮焙烧工业装备的设计。

经过“预富集-悬浮焙烧-磁选”中试试验,TFe品位11.48%的鞍钢东部尾矿获得了“铁精矿TFe品位65.69%,焙烧物料磁选作业回收率89.85%,总回收率55.33%”的良好技术指标,为开发复杂难选铁矿石“预富集-悬浮焙烧-磁选”(PSRM)工业化技术奠定了良好基础。鞍钢矿业集团采用“预富集-悬浮焙烧-磁选”技术处理东部尾矿,每年在不增加开采矿石量的前提下,可回收合格铁精粉260万~300万吨。

该技术一方面实现了大量至今无法利用的菱铁矿、褐铁矿石以及排岩矿、尾矿的有效分选,盘活大量铁矿资源;另一方面可大幅提高可选矿石的回收率,达到节能、降耗、增效的目的。本项目的实施将对提高鞍钢集团的资源利用率、降低企业生产成本、盘活大量铁矿资源、实现资源开发与节约并举的目标,起到积极的推动作用,为我国铁矿尾矿的资源化利用开辟了新途径。□

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