隨著選礦工藝關(guān)鍵技術(shù)水平的提高，我國(guó)鐵礦、復(fù)雜多金屬礦和鋁土礦等選礦工藝都取得了令人矚目的發(fā)展。

 

我國(guó)鋼鐵工業(yè)超常規(guī)快速發(fā)展為國(guó)內(nèi)鐵礦資源開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展注入了強(qiáng)大動(dòng)力。一方面國(guó)有鋼鐵公司對(duì)礦山的大力開(kāi)發(fā)，使得一批大型未開(kāi)采的鐵礦資源得到充分利用，更重要的是礦業(yè)發(fā)展的大好形勢(shì)吸引了大量投資者紛紛建礦。

⑴ 鞍山鐵礦選礦工藝技術(shù)

比較典型的鞍山式磁鐵礦工藝流程如下圖所示。

該工藝流程特點(diǎn)包括階段磨礦，盡可能通過(guò)粗細(xì)分選減少二段磨礦量；粗細(xì)分級(jí)分選，粗粒進(jìn)入重選階段，能夠盡可能快地產(chǎn)出合格精礦，盡可能減少反浮選入選量；細(xì)粒部分通過(guò)磁選盡早拋尾，而磁選富集后將減輕反浮選的壓力，以盡可能少的浮選入選量，保證合格的鐵精礦。這種鐵礦的選礦技術(shù)思路優(yōu)勢(shì)顯著。

⑵ 小型磁鐵礦山獨(dú)特的選礦工藝技術(shù)

隨著鐵礦石價(jià)格的節(jié)節(jié)攀升，磁鐵礦類型鐵礦的入選品位逐漸降低。為了使低品位磁鐵礦能夠盈利，我國(guó)選礦工程技術(shù)等人員進(jìn)行了大量的技術(shù)攻關(guān)，并取得了成功。以河北遷安、遵化地區(qū)的小鐵礦為例，碎礦流程的改進(jìn)最為顯著。一般的二段開(kāi)路破碎基本改進(jìn)為閉路，有的采用鄂式破碎機(jī)加錘式破碎機(jī)的二段一閉路方式，也有采用典型的三段一閉路流程；幾乎所有的選礦廠都采用一段或者多段磁滑輪預(yù)富集干拋尾礦，而一段磨礦的改造很有中國(guó)特色——采用加篩孔的超長(zhǎng)球磨機(jī)；工藝流程和設(shè)備配置非常簡(jiǎn)潔，工藝流程選用干拋—濕拋—磁精選（磁選柱）—自然沉淀脫水，這種簡(jiǎn)潔的工藝流程為低成本生產(chǎn)鐵精礦奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

⑶ 按粒度大小分級(jí)技術(shù)的應(yīng)用

德瑞克多層細(xì)篩和陸凱MVS細(xì)篩已經(jīng)廣泛應(yīng)用于二段磨礦前，使得鐵礦粗粒連生體能夠按顆粒尺度分級(jí)，而不用旋流器分級(jí)。大孤山選礦廠在-0.09mm的礦塊占90%的情況下，利用MVS獲得篩下產(chǎn)率50%、分級(jí)效率51.9%的好指標(biāo)。細(xì)篩在鐵礦中的應(yīng)用不僅保證了鐵精礦的質(zhì)量，更重要的是降低了二段磨礦成本。

⑷ 磁鐵礦類礦山全物理選礦技術(shù)

對(duì)于磁鐵礦而言，為了生產(chǎn)高品質(zhì)的球團(tuán)礦給料，鐵精礦的品位一般要求達(dá)到67%以上。前幾年為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有些礦山應(yīng)用陽(yáng)離子反浮選的工藝，近幾年則通常選用全磁選工藝以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，應(yīng)用細(xì)篩—磁選柱及其類似裝備以控制鐵精礦品位。相對(duì)而言，鞍山磁鐵礦采用全磁選工藝將比重選—磁選更節(jié)約水資源，也比磁選—反浮選更節(jié)約成本。

⑸ 高磷鮞狀赤鐵礦和褐鐵礦選礦技術(shù)

對(duì)于此類鐵礦的選礦工藝，國(guó)內(nèi)多家研究院所都開(kāi)展了全方位的技術(shù)攻關(guān)。在生產(chǎn)作業(yè)中，各大選廠主要采取重選、磁選、反浮選、磁化焙燒—磁選方案。采用磁化焙燒—磁選方案可以獲得較高品位鐵精礦，但含磷指標(biāo)不能保證；采用磁選—反浮選方案可以使得鐵精礦含磷降低到0.1%左右，但鐵精礦品位難以達(dá)到58%以上。經(jīng)過(guò)不斷的研究與創(chuàng)新，新鋼鐵坑褐鐵礦采用強(qiáng)磁—粗精礦再磨—反浮選工藝，在原礦含鐵37%時(shí)達(dá)到了鐵精礦品位56.7%、回收率58.8%的指標(biāo)。

 

 

由于我國(guó)鋁土礦資源以一水硬鋁石為主，因此拜耳法成為擴(kuò)展鋁土礦資源利用的關(guān)鍵技術(shù)，最近10年我國(guó)鋁土礦浮選脫硅技術(shù)已經(jīng)走在世界前列。其中世界著名的“多金屬礦—柿竹園”法大獲成功，2009年又成功實(shí)現(xiàn)“物理分選黑白鎢—分別浮選”核心工藝工業(yè)試驗(yàn)，使鎢回收率有了較大幅度提高。此外，銅鉛鋅硫化礦的高效無(wú)氰分離也在近幾年取得重大進(jìn)展，基本解決了銅鉛鋅硫化礦的分離技術(shù)難題。

⑴ 柿竹園復(fù)雜多金屬礦選礦工藝技術(shù)

柿竹園復(fù)雜多金屬礦的骨干流程全浮選聯(lián)合螯合捕收劑的選礦工藝在20世紀(jì)90年代獲得重大成功，形成了著名的“柿竹園”法。近幾年在國(guó)家“十一五”科技計(jì)劃的大力支持下，柿竹園公司再次聯(lián)合北京礦冶研究總院和廣州有色金屬研究院開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，成功地實(shí)現(xiàn)了“強(qiáng)磁分離黑白鎢—分別浮選”為核心的工業(yè)試驗(yàn)，使得鎢回收率提高了10個(gè)百分點(diǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，柿竹園復(fù)雜多金屬礦的選礦工藝技術(shù)又一次獲得了重大進(jìn)步。

⑵ 銅鉛鋅硫化礦高效分離技術(shù)

銅鉛鋅硫化礦的分離一直以來(lái)都是選礦工藝技術(shù)中的難題，因而國(guó)外大部分選礦廠仍然采用氰化物法分離銅鉛混合精礦，可以獲得較好的指標(biāo)，也有個(gè)別選礦廠采用硫酸亞鐵法單分選法，但指標(biāo)還存在一些問(wèn)題，如俄羅斯羅布斯克礦的擴(kuò)大試驗(yàn)指標(biāo)為在原礦品位達(dá)4.2%Cu、5.8%Zn和10%Pb時(shí)，獲得銅精礦品位28%～30%Cu、銅回收率83%；鉛精礦品位52%～58%Pb、鉛回收率82%；鋅精礦品位55%及鋅回收率（包含鉛鋅混合精礦中的鋅回收率）82%～84%，分選的難度很大。

近幾年我國(guó)在銅鉛鋅多金屬礦的分選研究上取得了重大進(jìn)展。北京礦冶研究總院先后在哈薩克斯坦、中國(guó)四川、西藏、江蘇和黑龍江等多家銅鉛鋅硫化礦采用了獨(dú)特的無(wú)氰分選技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。據(jù)了解，湖南有色金屬研究院也于2009年通過(guò)了中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)的類似項(xiàng)目鑒定，其高效選礦藥劑在西藏、湖南和江西七寶山鉛鋅礦等多家礦山成功應(yīng)用。

目前中國(guó)已經(jīng)可以從技術(shù)上靈活應(yīng)用“銅鉛鋅順序優(yōu)先浮選”和“銅鉛混合浮選—選鋅，銅鉛混合精礦再分離”的工藝流程技術(shù)。根據(jù)北京礦冶研究總院的研究進(jìn)展，其在計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)下已經(jīng)很好地解決了銅鉛混合精礦的高效分離技術(shù)，并于2009年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，使得銅鉛鋅總回收率比順序優(yōu)先流程提高了10個(gè)百分點(diǎn)以上，而且尾礦水的COD指標(biāo)也進(jìn)一步降低。

⑶ 鋁土礦選礦工藝

我國(guó)鋁土礦浮選脫硅技術(shù)取得成功，標(biāo)志著我國(guó)鋁土礦選礦工藝已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。我國(guó)“一水硬鋁石型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁新工藝新技術(shù)研究”也已被列為“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，在完成一系列小型試驗(yàn)、擴(kuò)大連選試驗(yàn)后，開(kāi)展了工業(yè)試驗(yàn)、工業(yè)試生產(chǎn)以及工業(yè)應(yīng)用，目前已經(jīng)在山東、河南先后分別建成鋁土礦浮選脫硅廠。鋁土礦正反浮選脫硅技術(shù)的進(jìn)步為中低鋁硅比鋁土礦資源的利用提供了技術(shù)支撐，大大擴(kuò)展了我國(guó)鋁土礦的可利用資源量。

 

浮選藥劑從投入工業(yè)應(yīng)用距今已有100多年歷史，其發(fā)展過(guò)程可劃分為3個(gè)階段，即油類捕收劑時(shí)期、離子型水溶性捕收劑時(shí)期、非離子型特效捕收劑時(shí)期。

國(guó)內(nèi)鐵礦陰離子反浮選捕收劑目前已經(jīng)從RA-315發(fā)展到RA-715，使得脂肪酸捕收劑的改性得到了充分發(fā)揮。柿竹園礦鎢礦物的浮選螯合捕收劑CF系列和GY系列實(shí)現(xiàn)了鎢礦物常溫浮選，當(dāng)給礦品位WO3 為0.57%時(shí)，最終得到含WO3 71.83%、回收率56.23%的白鎢礦和含WO3 66.61%、回收率27.30%的黑鎢精礦，總回收率高達(dá)83.5%。

近來(lái)在國(guó)家“863”計(jì)劃支持下，業(yè)界提出了計(jì)算機(jī)輔助分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，通過(guò)Materials Studio軟件對(duì)分子結(jié)構(gòu)—礦物建模并計(jì)算相互作用能量的變化，引入競(jìng)爭(zhēng)吸附系數(shù)的概念作為判別同種礦物的不同捕收劑作用能力，不同種礦物的捕收劑選擇性差異。在原子尺度上利用分子模擬和計(jì)算，揭示浮選機(jī)理并進(jìn)行浮選藥劑分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

 

唐山、遵化一帶的鐵礦尾礦已經(jīng)逐漸為北京、天津等地提供大量的建筑用細(xì)沙料，這不僅解決了尾砂對(duì)環(huán)境的影響，也為城市建筑業(yè)提供了符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)稅收優(yōu)惠政策的機(jī)會(huì)。近幾年，我國(guó)已經(jīng)從技術(shù)上解決了氰化尾渣的資源化利用難題，一批黃金企業(yè)紛紛建設(shè)氰化渣的綜合回收工程。同時(shí)，銅冶煉渣的選礦已經(jīng)成為各銅冶煉廠的關(guān)鍵工序之一。我國(guó)大型銅冶煉廠基本配置了爐渣選礦車間，江西銅業(yè)貴溪冶煉廠，利用半自磨機(jī)進(jìn)行銅渣磨礦，并采用了爐渣專用浮選機(jī)，浮選濃度可達(dá)70%，效果良好。

 

 

中國(guó)選礦裝備技術(shù)的發(fā)展隨同中國(guó)礦業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展在世界領(lǐng)域迅猛前行。近幾年來(lái)，我國(guó)大型半自磨機(jī)、球磨機(jī)、浮選機(jī)和浮選柱發(fā)展迅速，很快替代了許多進(jìn)口裝備。以中信重工的大型半自磨機(jī)、球磨機(jī)，北京礦冶研究總院的320m3浮選機(jī)為代表的中國(guó)選礦裝備技術(shù)日趨強(qiáng)大。

 

中信重工1992年與美國(guó)福勒公司合作制造完成了Φ5.5×8.5m溢流型球磨機(jī)；2004年與美卓礦機(jī)合作制造了Φ8.57×3.96m最大的半自磨機(jī)，生產(chǎn)了Φ5.5×8.5m和Φ5.49×8.8m溢流型球磨機(jī)；2006年與美卓礦機(jī)合作制造Φ8.54×3.6m自磨機(jī)，2006年7月為凌鋼集團(tuán)承制Φ8.0×2.8m自磨機(jī)；2009年其生產(chǎn)的半自磨機(jī)已經(jīng)在中國(guó)黃金烏奴格吐山投產(chǎn)；2010年4月完成了在江銅德興銅礦生產(chǎn)的大型半自磨機(jī)試車作業(yè)。目前中國(guó)生產(chǎn)的大型半自磨機(jī)和球磨機(jī)已經(jīng)在澳大利亞應(yīng)用。

我國(guó)大型浮選機(jī)的研制和生產(chǎn)也在短短幾年得到內(nèi)迅速發(fā)展，北京礦冶研究總院于2005年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)超大型KYF-160型浮選機(jī)；后于2007年又研制出KYF-200型浮選機(jī)；2008年12月在德興銅礦試驗(yàn)成功世界上最大的浮選機(jī)KYF-320，其單槽體積達(dá)到320m3；2009年6月德興銅礦大山選礦廠改造應(yīng)用了200m3和160m3浮選機(jī)；中鋁秘魯特羅莫克銅礦項(xiàng)目也應(yīng)用了國(guó)產(chǎn)最大的320m3浮選機(jī)。

 

在高效破碎機(jī)方面，我國(guó)不斷有外動(dòng)顎低矮破碎機(jī)、擠滿給礦的慣性圓錐式破碎機(jī)、國(guó)產(chǎn)化大型高壓輥磨機(jī)等新設(shè)備的推出。PEW外動(dòng)顎低矮破碎機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于有色金屬礦、鐵礦和非金屬礦。其突出的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在外形低矮，有利于硐室破碎；破碎比大，可簡(jiǎn)化破碎流程；動(dòng)顎軌跡好，顎板壽命長(zhǎng)；生產(chǎn)能力大，能耗低。慣性圓錐式破碎機(jī)的生產(chǎn)直徑已可達(dá)1200mm，其系列產(chǎn)品在鞍山、東川應(yīng)用。并已逐漸應(yīng)用到鋼渣破碎中，可實(shí)現(xiàn)二段開(kāi)路破碎流程。同時(shí)，高壓輥磨機(jī)在礦山的應(yīng)用也不斷擴(kuò)展，馬鋼南山鐵礦首次引進(jìn)德國(guó)魁伯恩公司RP630/17-1400型的高壓輥磨機(jī)，應(yīng)用效果表明可以節(jié)省電耗近29%，降低鋼球消耗24%。洛陽(yáng)中信重工于2005年研制成功GM120－50型高壓輥磨機(jī)后，2010年自主研發(fā)了GM140-60型高壓輥磨機(jī)，并將用在遼寧罕王集團(tuán)景佳鐵礦。該設(shè)備有望將1mm以下細(xì)粉含量提高40%～50%，同時(shí)可使破碎后入磨物料磨礦功耗降到15kW/t。

在大型中碎和細(xì)碎裝備方面，我國(guó)傳統(tǒng)的彈簧圓錐式破碎機(jī)性能仍然無(wú)法與進(jìn)口的HP系列或者H系列液壓圓錐式破碎機(jī)相比。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況，國(guó)內(nèi)有色金屬礦一般應(yīng)用HP系列破碎機(jī)較多，而鐵礦應(yīng)用H系列破碎機(jī)居多。而中碎則應(yīng)用H系列的更好，細(xì)碎應(yīng)用HP系列的最佳。總而言之，這兩種破碎機(jī)都比傳統(tǒng)的彈簧圓錐式破碎機(jī)性能優(yōu)越。

我國(guó)浮選柱的發(fā)展也在一定程度上有了重大飛躍，以旋流微泡浮選柱為代表的浮選柱已經(jīng)在煤礦、鐵礦、有色金屬礦和非金屬礦浮選中得到廣泛應(yīng)用。在弓長(zhǎng)嶺鐵礦使用該浮選柱，一次粗選就達(dá)到鐵精礦品位67%，尾礦品位25%左右的水平；而原先浮選機(jī)產(chǎn)出的鐵精礦品位只有64%，尾礦品位僅為16%左右；將柱—機(jī)聯(lián)合可以更好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)大型浮選柱的生產(chǎn)廠家有中國(guó)礦大的旋流微泡浮選柱、長(zhǎng)沙有色金屬設(shè)計(jì)院和北京礦冶研究總院的浮選柱。

 

在磁選設(shè)備方面，我國(guó)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁機(jī)已經(jīng)贏得了國(guó)內(nèi)外的認(rèn)可，鞍山地區(qū)鐵礦、包鋼等大批鐵礦山以及國(guó)外秘魯鐵礦等基本上采用此類的強(qiáng)磁機(jī)。目前該類磁選機(jī)的最大規(guī)格為SLon2000型和SLon2500型。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)類似脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁機(jī)的廠家有3家以上，有的廠家可以生產(chǎn)雙立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁機(jī)，性能基本接近。

目前國(guó)內(nèi)采用的預(yù)選設(shè)備有大塊磁滑輪CT-1424型，處理量可達(dá)2200t/h。此外，高壓輥磨機(jī)和半自磨機(jī)的應(yīng)用，對(duì)粉礦濕式磁選拋尾的工藝要求迫切。山東金嶺鐵礦應(yīng)用CTS-1050×1000的粉礦濕式預(yù)選機(jī)，對(duì)0～14mm粉礦進(jìn)行選別，可實(shí)現(xiàn)拋尾7%以上，使磨機(jī)的效率提高20%左右。其流程主要是預(yù)選粗精礦進(jìn)入磨機(jī)，尾礦經(jīng)過(guò)篩分，2～14mm部分直接拋尾，-2mm部分進(jìn)入分級(jí)機(jī)分級(jí)。同時(shí)該礦在預(yù)選方面的研究非常深入，提出了干濕聯(lián)合流程、分級(jí)預(yù)選的工藝，并取得良好效果。

總體來(lái)看，近年我國(guó)選礦工藝和裝備技術(shù)得到了飛速發(fā)展，以鐵礦整體選礦工藝技術(shù)及復(fù)雜多金屬礦分選工藝技術(shù)為代表，我國(guó)的選礦工藝水平已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。大型和超大型半自磨機(jī)、球磨機(jī)以及浮選機(jī)裝備水平也處于世界前列，立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁機(jī)已經(jīng)享譽(yù)國(guó)內(nèi)外。在高效破碎機(jī)方面雖然有一些突破，但大型破碎機(jī)高端市場(chǎng)仍然由歐美的H系列和HP系列液壓圓錐式破碎機(jī)壟斷。因此，我國(guó)選礦行業(yè)不僅應(yīng)在礦業(yè)的規(guī)模上爭(zhēng)取世界領(lǐng)先地位，還需在選礦工藝和裝備技術(shù)方面獨(dú)占鰲頭，從技術(shù)的高端獲得前進(jìn)的動(dòng)力！