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铁矿石选矿的重要性

发布时间:2015-1-14 11:21:50

  铁矿石是钢铁冶金工业最主要的原料,也是国民经济可持续发展的重要矿产资源。单从其定义上讲,铁矿石是含铁矿物和非含铁矿物的集合体,同时是在现有技术、经济条件下可以进行开发利用,具有一定的商业价值和工业价值的含铁矿物的总称。从地质成矿角度来讲,含铁矿物在漫长的地质变迁过程中,与其他矿物、元素机械或化学混合在一起,其中铁矿物富集程度较高的铁矿石得到开发利用,而富集程度低的则作为岩石保留下来。

  自然界中含铁矿物已知有300种,可以作为铁矿开采的主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等,当这些矿物中铁的含量达到一定的标准可以加以开发利用时,就成为铁矿石,如磁铁矿石、赤铁矿石等。随着人类活动范围不断扩大和各国经济的快速发展,直接人炉用高品位铁矿石(全铁含量要求高于55%)资源基本开采殆尽,几乎所有的天然铁矿石都需要选矿加工后才能进行人炉使用。选矿对于铁矿石后续加工利用具有重要的作用,其原因主要有:

  (1)节约降低铁矿石冶炼成本。钢铁冶金是火法为主对铁矿石进行冶炼,从人炉到金属制品整个过程中需要大量的能耗,而铁矿石中除了含铁矿物外,还夹杂有大量的其他杂质矿物,如果冶炼之前不进行有用矿物选矿富集,采用天然铁矿石直接人炉冶炼,一是冶炼出同等质量的金属铁需要原矿的质量比较多,如一般冶炼1t生铁需要1.5t左右高品位铁矿石(全铁含量超过50%),需采用低品位铁矿石直接人炉冶炼,则需要5t,甚至更多的铁矿石;二是高炉本身容积有限,矿石质量优劣直接影响能耗大小,如单就铁矿原料而言,日本铁矿石品位较高,其吨铁耗矿1.64t,而我国大中型钢铁企业的吨铁耗矿普遍在1.8~2.0t,因此采用原矿不经选矿直接人炉势必造成能源浪费和加工成本大幅上升。

  (2)提高铁矿石品质,降低有害元素含量。人炉铁矿原料除要求尽可能高的铁含量外,为维护高炉稳定顺利运行,对铁矿原料化学组成,特别有害元素含量有严格的限制。如炼铁原料硫磷是常见的有害元素,硫能使钢产生热脆性,每炼1 t铁的原料中总硫量一般应在8~l0kg以下,原料中硫含量一般小于0.3%;磷能使钢产生冷脆性,一般生铁含磷量越低越好,应尽量控制矿石的含磷量低于0.03%。铁矿石中有害元素还有钛、锌、铅、砷、氟和钾、钠等碱金属,这些元素在炉内循环富集,其浓度较矿石高数十倍到数百倍,近年来,特别是在南方,较多地使用了含有色金属的铁矿石引发了多起高炉事故,对高炉炉况和炉子寿命造成重大影响。高炉炉况和炉子寿命造成重大影响。

  (3)降低铁矿石运输成本。铁矿山距离冶炼企业都较远,少则几十千米,多则成百上千千米,甚至从别的国家进口铁矿石还需要漂洋过海,运输成本在类似铁矿石之类的大宗笨重商品的进口到岸价格构成中占有很高比例,在运费高涨之时,运输成本能够占到到岸价格构成的一半以上,自2007年以来,铁矿石运价便节节攀升。巴西、澳洲、印度等国家和地区到我国铁矿石运费,每天都是一个新高,海运费成为铁矿石进口成本的最主要构成。举个例子,巴西铁矿石到岸价每吨130美元,其中海运费的价格竟是1 10美元,也就是说,铁矿石价格每吨约为20美元。海运受制于人,让钢铁行业感受到前所未有的压力。而实际上铁矿石中一般含有相当数量的杂质矿物,如果不加以分选全部运输到指定企业,则相当于投入巨大的资金运送只是毫无价值的杂质矿物。如果采用选矿的方法对铁矿石降硅除杂,只运输铁精矿而将分选出的尾矿保留在选矿厂,则其运输成本会得到显著降低。如3t左右的全铁品位在30%的铁矿石经过选矿处理后,可以得到1t全铁品位65%的铁精矿,从其运输角度来说,相当于原来需要运输3t的铁矿石现在只要运输1t即可。

  (4)矿物资源高效综合利用。除磁铁矿石、赤铁矿石等较单一的铁矿石外,铁矿石中还伴生有其他矿物,如铜、锡、钒、钛等金属矿物和硫、石英等非金属矿物。长期以来,我国的大多数铁矿其产品单一,都以生产钢铁原料为基本目标,普遍忽视资源的综合利用。近年来,在国家关于开展资源综合利用有关政策的影响下,已经开始重视对伴生于铁矿当中的其他有用组分的回收并在一些企业取得了成功的经验,应用于生产实践,为国家更多地回收了有用资源。如钒钛磁铁矿中最主要的伴生有益元素是钒、钛、钻等。总体来讲,铁矿石具有贫矿多、富矿少,伴生矿物种类多,同时铁矿石中矿物嵌布粒度不均匀、结构复杂,绝大多数铁矿必须经过选矿处理后才能得到有效利用,同时合理的选矿工艺流程才能为钢铁冶炼企业提供优质原料,为钢铁工业节能降耗、提高资源综合利用奠定基础。


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