我国低品位铁矿利用现状及新工艺的优势与工业试验

2018-04-04 作者：佚名网友评论 0 条

根据我国低品位铁矿资源储量及分布状况，结合国内该资源利用技术现状，指出目前国内低品位铁矿资源开发利用技术不足之处，提出发展低品位铁矿高效合理利用新技术的必要性和紧迫性。

　　梁之凯，黄柱成，易凌云
　　中南大学资源加工与生物工程学院

　　1前言

　　近年来随着钢铁行业的迅猛发展，我国对铁矿产资源的开发强度过大，综合利用率低以及地质勘查难度的不断增大，使得地质条件好、资源品位高、分选性好的铁矿资源正逐渐减少，矿产资源可持续供给能力下降，后备资源不足，可选性差的低品位铁矿资源及受开采技术条件复杂或选矿技术条件复杂限制的难选冶、难利用铁矿石将成为选矿技术研究的重点之一，这使得一些原本不具经济意义的铁矿资源变得可以开采利用[1, 2]。

　　在我国已探明的铁矿储量中，铁矿平均品位为32％，比世界平均品位低15个百分点。虽然铁矿总量大，易采易选储量多，但其以贫矿为主，导致“品位性”、“结构性”缺铁，每年要进口大量富矿。预计2020年，全国铁矿山总能力将达到2.68×108t，若要保证规划的钢产量对铁矿石的需求，届时将缺少矿石1.00×108t，将会出现长期富铁矿石供应不足的状况。因此，低品位铁矿资源是未来我国产业和战略资源十分重要的资源保障和重要后备，加强低品位铁矿资源综合利用，是保障国内资源持续供应的关键基础[3, 4]。

　　我国低品位铁矿石资源丰富，但具有特点是：铁量低且嵌布粒度细、成分复杂、有害元素含量高、难选难冶 [5-7]。湖南某铁矿在上世纪六十年代开始被开发利用，探明铁矿资源储量达到5.1亿吨，铁矿品位在28%～37%之间，具有铁品位低、铁氧化物晶粒微细、SiO2含量高、矿石熔点低等特点。若采用选矿方法，该低品位铁矿磨矿细度需达到-600目以上甚至更高，将导致磨矿能耗高，磁选分离难道大，反浮选工艺负荷重，浮选药剂耗量大，铁回收率低等问题[8-10]。

　　近年来，处理该种铁矿还有磁化焙烧-磁选工艺，常用的有竖炉工艺、回转窑工艺和沸腾炉工艺等[11-13]。其中，竖炉工艺入炉尺寸为15～75mm，尺寸粒度较大导致外部烧穿或过磁化，内部还没有烧透或还原而降低磁化率。回转窑工艺处理25mm以下的细矿或粒矿，回转窑结圈问题严重。沸腾炉属流化床工艺，处理1～3mm矿石，存在设备磨损明显，焙烧热耗高，铁矿粉在炉内有严重的混流，矿物颗粒不能达到“先进先出”排队问题，导致不均匀的粉矿焙烧或还原，并最终降低产品的技术和经济指标。

　　为解决上述问题，中南大学针对该铁矿深入研究，对传统的回转窑直接还原工艺进行创新改进，开发一种新的低品位铁矿内配碳小球团低温快速回转窑直接还原新工艺并成功用于工业试验。该工艺是将低品位赤铁矿粉配加粘结剂及添加剂制成3mm～8mm的内配碳小球团，利用回转窑烟气余热将其脱除部分水分后直接入回转窑直接还原，在高温段还原温度为980℃～1050℃的回转窑内还原90min～120min得到金属化率较高的直接还原铁，直接还原铁再经过磨矿-磁选得到较高品位的铁精矿。

　　2我国低品位铁矿资源与利用技术现状

　　2.1资源储量及分布

　　图1 我国低品位铁类型及含量分布

　　我国查明低品位铁矿石原矿类型较全[14]，有沉积变质型、沉积型、接触交代-热液型、岩浆型、火山岩型及风化淋滤型。其中，沉积变质型约占47.30%，沉积型铁矿（占16.52%，属难选冶类型），接触交代-热液型（占14.53%，属矽卡岩型），火山岩型（占13.81%），岩浆型及风化淋滤型（共约7.84%）。

　　图2 我国铁矿石铁品位分布情况

　　截止2014年[15]，我国铁矿石原矿累计查明资源储量约620亿吨，其中品位大于50%可直接入炉冶炼的富矿累计查明资源储量仅占全部铁矿石原矿查明资源储量的3%，储量约18.4亿吨；绝大多数铁矿石原矿品位在30%～50%之间，占我国铁矿石原矿查明资源储量的59%，储量约361.6亿吨；品位介于20%～30%之间的低品位矿石比例为30%，这部分低品位矿石含多种有用组分和有害组分，需要通过选矿工艺使其人为富集成为富矿后予以利用，储量约184亿吨；而品位达不到现行铁矿地质勘查规范边界品位（＜20%）要求，在当前技术经济条件下仍然进行开发利用的含铁矿石占8%，储量约52亿吨。

　　图3 我国低品位铁矿各省份分布状况

　　据最新全国储量数据库入库数据分析，我国铁矿石原矿石主要分布于河北省、河南省、湖南省等地。而全国近17个省（区）均探明有低品位铁矿石原矿资源储量，其中河北省低品位铁矿资源储量约占查明低品位铁矿总储量的39.12%，以超贫磁铁矿为主；其次为辽宁省（约占15.23%）、山西省（约占12.09%）等地，河南、新疆、云南、安徽、内蒙古自治区等地也有零星分布[14]。

　　2.2资源利用技术

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关键词：低品位铁矿利用现状