第3章　鐵礦石選礦工藝與實踐

3.1　我國鐵礦石選礦技術與工藝的進步

3.1.1　碎磨技術與工藝

鐵礦石碎磨工藝包括破碎篩分作業、磨前礦石預選作業、磨礦分級作業等。由于破碎磨礦系統的能耗占整個選礦廠能耗的50％～70％，而磨礦系統的能耗又占破碎磨礦系統能耗的80％以上，降低磨礦能耗最有效的途徑是降低入磨礦石粒度，主要的做法是采用大型化、大破碎比、高效、低耗的新型破碎設備，提高破碎效率，使入磨礦石粒度降低，實現“多碎少磨”。降低能耗的另一個重要途徑就是在破碎前、破碎中、入磨前的任何一個可能環節，進行預選拋尾，拋出合格尾礦，減少后續作業的磨礦量及分選作業負荷。

3.1.1.1　高效破碎設備的應用

美卓礦機（Metso Minerals）［2001年，諾德伯格（Nordberg）和斯維達拉（Sedala）合并而成］，其生產的NordbergHP系列圓錐破碎機采用現代液壓和高能破碎技術，破碎能力強，破碎比大，鞍鋼調軍臺選礦廠、齊大山選礦廠、太鋼尖山選礦廠、包鋼選礦廠、武鋼程潮選礦廠、馬鋼凹山選礦廠等企業都引進使用了該設備，如鞍鋼調軍臺選礦廠中細碎作業采用美國Nordberg公司制造的HP700型圓錐破碎機，使最終粒度由一般生產選廠的<20mm降低到<12mm占92％，取得了明顯的節能效果；武鋼程潮鐵礦選礦廠中、細碎采用進口的HP500型圓錐破碎機替代原有的ф2100mm圓錐破碎機，不僅大大提高了破碎生產能力，降低了破碎生產能耗，而且在滿足磨機供礦能力的情況下，實現了入磨粒度由16mm降至10mm以下，大大降低了球磨機處理礦石的單位能耗和鋼耗，提高球磨機臺時處理量20％以上。此外，Sandvik公司的圓錐破碎機在中國應用也取得了較好的效果，如鞍鋼大孤山選礦廠采用2臺CH-880Mc型和4臺CH-880EFX型圓錐破碎機分別作為中碎及細碎，使入磨礦石粒度由原來的-12mm50％～70％提高到-12mm94％，明顯提高了磨機的處理能力；鞍鋼弓長嶺選礦廠一選車間在設備大型化改造中，采用CH-660型和CH-880型圓錐破碎機進行中、細碎，使入磨礦石粒度由0～20mm降至0～12mm90％。

近年來最有突出優勢的另一高效破碎設備是德國洪堡公司研制的高壓輥磨機，智利洛斯科羅拉多斯鐵礦安裝了洪堡公司的1700/1800型高壓輥磨機，結果表明，輥壓機排料平均粒度為-2.5mm80％，輥壓機可替代兩段破碎。如果不用輥壓機，在處理量為120t/h、破碎粒度<6.5mm時，需安裝第三段（用短頭型圓錐破碎機）和第四段破碎（用Cyradisk型圓錐破碎機）。同時，用輥壓機將礦石磨碎到所需細度的功指數比用圓錐破碎機時要低，其原因一方面是前者破碎產品中細粒級產率高，另一方面是其中粗顆粒產生了更多的裂隙。馬鋼南山鐵礦凹山選礦廠是國內鐵礦選礦廠在破碎流程中首先采用高壓輥磨機的選礦廠。半工業試驗結果表明，當給礦粒度22.4～0mm經高壓輥磨-閉路篩分，碎至3～0mm時，電耗為1.4～1.55kW·h/t，輥壓后-0.13mm產品磨礦功指數從11.7kW·h/t降至7.54kW·h/t，輥面壽命可達10000h。根據上述試驗結果，選礦廠選用一臺德國魁伯恩（Koeppern）公司RP630/17-1400高壓輥磨機，對30～0mm的細碎產品進行輥壓，輥壓后的產品3～0mm含量由28.90％提高到66.48％，增加37.58個百分點，滿足了下步預選作業對給礦粒度的要求。

東北大學研制的工業機型高壓輥磨機（GM1000×200型）在馬鋼姑山的應用表明，可使球磨給礦由原來的12～0mm降至5～0mm粒級占80％的粉餅，從而大幅度提高生產中球磨的臺時能力。但是，輥面材料（網格柱釘型襯板）耐磨性差，不能滿足選礦生產要求。針對高壓輥磨機輥面耐磨性能差，近年來，國內多家設備制造公司對輥面材料、輥面網絡柱釘襯板的設計形式及設備的機械設計進行了大量的試驗研究，取得了明顯的效果。國內設備已有在鐵礦選礦廠中應用，如南京吉山鐵礦選礦廠采用開封長久礦山設備有限公司生產的一臺GYJ-50型高壓輥磨機（裝機功率110kW）輥壓55～0mm礦石至7～0mm，可提高磨機產量50％～80％，而后又安裝一臺GYJ-100型高壓輥磨機輥壓65～0mm礦石至7～0mm，同樣取得了良好的經濟效益。中鋼集團安徽天源科技股份有限公司研制的鑲嵌硬質合金柱釘結構輥面的GM100/26型高壓輥磨機在馬鋼姑山鐵礦工業試驗獲得了良好的結果，而后又研制了GM150/80型高壓輥磨機，在重鋼西昌礦業公司選礦廠投入工業生產，處理40～0mm原礦，采用輥壓-干式打散-篩分工藝流程，篩下產品粒度10～0mm，其中6～0mm含量70％、3～0mm含量58％，給入下段磨礦作業，篩上產品返回高壓輥磨機。目前，設備已穩定運轉2000h，輥面磨損輕微，預計輥面壽命12000h，輥壓產品給入磨礦，可使磨礦生產能力提高30％～40％。選礦廠近期又訂購一臺GM170/150型高壓輥磨機。該公司已能生產輥徑1000mm、1200mm、1500mm、1700mm、2000mm五個系列的高壓輥磨機，設備通過能力100～1600t/h，輥面壽命11000h以上。成都利君實業有限公司對內蒙古大中礦業有限公司大千博選礦廠和書記溝選礦廠的礦石進行了高壓輥磨機輥壓試驗，并取得了良好的結果。據此，設計單位在選礦廠擴建設計中已選用該公司一臺CLM17040型和一臺CLM20080型高壓輥磨機。

3.1.1.2　設備大型化

設備大型化是節能降耗的重要途徑，挪威Sydvarangers鐵礦選礦廠用ф6.5m×9.65m球磨機與小規格球磨機對比表明，其單產電耗低22.7％，單產鋼耗低14％，襯板單耗低33％，因而大規格的自磨機、球磨機不斷出現。我國目前生產中采用的最大的球磨機為鞍鋼齊大山選礦分廠引進的美國ф5.49m×8.83m球磨機。昆鋼大紅山鐵礦400萬噸選礦廠采用8.53m×4.27m的半自磨機，中信澳大利亞SinoIron項目年處理量8400萬噸，一段采用6臺12.19m×10.97m的自磨機，處理量為1566t/h；二段磨礦采用6臺7.92m×13.56m的球磨機，處理量為915t/h。

3.1.1.3　大型自磨機在鐵礦山的應用

磨礦設備的進展主要體現在大型自磨機研制成功并在大型鐵礦山得到迅速推廣。

大型自磨機在鐵礦中的應用是近年來磨礦領域的重要技術進展之一。自磨/半自磨是一種具有粉碎和磨礦雙重功能、一機兩用的設備，以礦石本身作磨礦介質的是自磨（AG），加入適量鋼球作介質的是半自磨（SAG）。我國自磨/半自磨技術較西方發達國家晚了10多年，20世紀60～90年代，經歷了探索、起步、停滯又恢復幾個時期，20世紀90年代后21世紀初又重新進入了發展期。隨著國外自磨工藝的崛起，中國自磨技術不斷成熟，設備不斷改進，自磨工藝不斷完善，對自磨機的操作和管理水平不斷提高，作業率達到甚至超過球磨機作業率，自磨機襯板的使用周期達到6～8個月，電耗和成本與球磨工藝基本持平，由于其基建速度快、工藝流程短、有利于選別作業、粉塵污染少等優越性，近年來越來越得到中國選礦界的認同，達成了自磨技術成熟、先進、可靠、處理量大的共識。

2007年5月云南昆鋼大紅山鐵礦在其400萬噸/年規模選礦廠采用自磨-球磨（SAB）流程，采用1臺ф8.53m×4.27m半自磨機（5000kW）和1臺ф4.72m×7.92m球磨機，2008年超過設計能力。

2007年9月，遼寧凌鋼保國鐵礦在其處理規模250萬噸/年的選礦廠采用一臺ф8.0m×2.8m（3000kW）自磨機，投產后順利達產。

太原鋼鐵公司袁家村鐵礦，處理量2200萬噸/年，最終磨礦產品粒度P80為28μm。設計采用SAB流程，目前已與美卓公司簽訂3臺ф10.36m×5.49m自磨機（2×5500kW）和中信重機3臺ф7.32m×12.5m球磨機（2×6750kW）、3臺ф7.32m×11.28m球磨機（2×6750kW）制造合同，這將是中國第一大規模的自磨工藝選礦廠。

21世紀以來，隨著自磨機在中國礦山企業的推廣應用，中信重機在自磨設備的研究和生產上實現了中國制造-中國創造-中國標準的跨越式發展，制造出世界上最大的自磨機，成為世界上繼美卓、福勒史密斯之后的第三大世界級的礦用磨機集設計、制造、成套于一體的大型國際化基地。

中信重機為中信泰富澳大利亞SINOIRON處理量8400萬噸/年規模的鐵礦選礦廠制造了6臺ф12.19m×10.97m自磨機（28000kW）和ф7.92m×13.60m球磨機（2×7800kW），陸續交付使用，第一條自磨生產線已投入使用。

3.1.1.4　塔磨機在細粒磨礦上的應用

塔式磨（亦稱立式攪拌磨）是一種現代細磨和超細磨設備，憑借其特殊的工作原理，與滾筒式球磨機相比，具有效率高、能耗低等優點。隨著工業礦床向貧細雜的趨向轉移，磨礦細度就成了影響精礦品位的關鍵因素之一，如祁東鐵礦磨礦細度-22μm含量達80％以上，山西太鋼袁家村鐵礦-28μm含量達80％，柿竹園有色金屬礦、汝陽鉬礦等尾礦中回收鐵精礦，磨礦細度都要求-38μm含量達95％以上，鐵精礦品位才能達到65.00％。

柿竹園有色金屬礦鐵精礦再磨原采用普通臥式球磨機，磨礦細度一直都是-43μm占60％，鐵品位在53％～55％，磨礦細度達不到，鐵精礦品位不能提高。2005年，再磨設備改為立式螺旋攪拌磨礦機，磨礦粒度從-43μm占60％提高到-38μm占95.10％，精礦品位從53.00％提高到65.20％，磨礦能耗降低30％～40％。

3.1.1.5　高效分級設備的應用

鐵礦選礦廠的磨礦分級作業中的分級設備，國外一般采用水力旋流器，而國內以前的選礦廠多數采用螺旋分級機，分級效率一般為30％左右。近年來，國內大型鐵礦選礦廠紛紛采用水力旋流器作為分級設備，取得了良好的結果。如鞍鋼大孤山選礦廠擴建后的一、二段磨礦分級作業均采用ф3.6m×6.0m溢流型球磨機與ф500mm水力旋流器組成閉路磨礦，一、二段分級溢流粒度分別達到-0.074mm占60％和90％，分級效率均達到50％以上。本鋼歪頭山鐵礦選礦廠提質降雜后的流程中，三段磨礦分級作業為ф3.2m×4.5m溢流型球磨機與ф350mm水力旋流器組成的閉路磨礦，在分級溢流粒度0.074mm占85％～90％時，分級效率達到50％～60％。為了提高分級效率，強化按礦石粒度分級，許多鐵礦選礦廠也采用高頻細篩作為磨礦回路中的分級設備。如太鋼尖山鐵礦選礦廠，在二段、三段磨礦回路中均采用ZSG48-60W-5STK型德瑞克（Derrick）細篩作為分級設備，篩下粒度分別為-0.074mm占85％和94％，分級效率均為65％以上。由于采用水力旋流器和高頻細篩等高效分級設備，對選礦廠的節能降耗，提高分選指標起到了積極的作用。

3.1.1.6　采用高效磁選設備進行預選拋尾

對強磁性鐵礦石用塊礦干式磁選機進行預選，在國內的磁選廠幾乎得到了全面推廣應用。根據各企業的礦石性質、工藝流程分別設置在粗碎前、中碎前、細碎前和入磨礦之前及在自磨之前，將混入礦石中的廢石拋出80％以上，增加磨礦處理能力、提高入磨礦石品位，使超貧礦石得以利用，擴大了資源的利用率，均創造了顯著的經濟效益及社會效益。如本鋼歪頭山鐵礦在自磨前采用CTGD1516N型永磁大塊礦石磁選機預選，拋廢產率12％～13％，磁性鐵回收率99％以上，當入選原礦品位為27.58％時，預選精礦品位為31.20％，全鐵回收率95.84％，使入磨礦石品位提高3.62％，年經濟效益達1792萬元；浙江漓渚鐵礦在自磨前用大塊礦石磁選機預選，拋廢產率為17.67％，選礦處理量由100萬噸/年提高到120萬噸/年，省電670×104kW·h/a，節水300×104m3/a，年經濟效益在200萬元以上。馬鋼南山鐵礦凹山選礦廠對30～0mm細碎產品采用高壓輥磨機輥磨-閉路篩分，對篩下3～0mm采用DZCN1230型磁選機進行粗粒濕式預選，可拋出產率48.87％、鐵品位7.73％的合格尾礦，粗精礦品位35.62％，比原礦品位提高14.45％個百分點，大幅度減少入磨礦量，提高入磨礦石品位，使選礦廠的生產能力由原來的550萬噸/年提高到750萬噸/年；閉路篩分大于3mm的篩上產品采用CTDG1012N型磁滑輪進行干式拋尾，可拋出作業產率11.18％、品位7.07％的粗粒干式尾礦，減少返回輥磨機的返礦量，增加輥壓機的新給礦量。

對于弱磁性鐵礦石預選，近年來最大的技術進展是處理粗粒大筒徑永磁設備的工業應用和電磁感應輥式強磁選機研制成功，圓筒永磁強磁選機的平均磁感應強度達到1T以上，拋尾粒度上限達到45mm，小時處理能力也達到120～150t/h。而電磁感應輥式強磁選機的單機處理量也由過去的10t/h提高到20～30t/h，給礦上限由6mm提高到14mm，輥面磁感應強度提高到1.7～1.9T。這些適用于大顆粒干式磁選拋尾的強磁選設備在工業生產中的成功應用，使預選指標得到了明顯地改善。如梅山鐵礦選礦廠對20～2mm粒級物料用YCG-ф350mm×1000mm粗粒永磁輥式強磁選機代替粗粒跳汰機，使尾礦品位由25％降低到10％～12％，粗精礦作業產率在70％以上，年經濟效益在1000萬元以上。馬鋼姑山鐵礦采用ф600mm×1000mm的DPMS圓筒永磁強磁選機選別45～15mm粒級物料，在給礦品位43.82％時，獲得精礦產率37.06％，品位55.47％，尾礦品位37.00％，鐵回收率46.91％的良好指標；酒鋼選礦廠原設計預選是重介質振動溜槽，后又進行過跳汰機預選試驗，均因分選效果差、耗水量大而未能在生產中應用，后采用美國INPROSYS公司3×ф100mm×1500mm、2×ф300mm×1500mm輥帶式永磁強磁選機和ф600mm×1500mm筒式永磁強磁選機對原礦進行分級入選，已在工業生產中應用，獲得了良好的指標。目前永磁強磁選機基本取代了重選設備作為弱磁性礦石預選設備。

3.1.2　磁選技術與工藝

磁選是基于被分離物料中不同組分的磁性差異，采用不同類型磁選機將物料中不同磁性組分分離的技術，是選別鐵礦石的主要方法。磁選又分為弱磁選和強磁選，弱磁選主要用于分選磁鐵礦、釩鈦磁鐵礦等強磁性鐵礦物，強磁選主要用于分選以赤鐵礦為主的弱磁性礦物，個別菱鐵礦、褐鐵礦也采用強磁設備簡單拋尾恢復地質品位后銷售。

3.1.2.1　弱磁選技術與工藝

我國強磁性鐵礦石占鐵礦石儲量的52％（其中磁鐵礦石在我國鐵礦石儲量中占35％，釩鈦磁鐵礦石占17％）。絕大多數都是采用單一弱磁選流程，少數微細粒嵌布的磁鐵礦選礦廠對鐵精礦進一步反浮選以獲得高質量鐵精礦，因此弱磁選在鐵礦選礦領域得到高度重視。

弱磁選的分選流程主要是采用階段磨礦、階段磁選，在每一個磨礦階段拋出合格尾礦，以盡量減少下一階段的再磨量，從而達到節能降耗，提高選礦廠經濟效益的目標。我國多數磁鐵礦選礦廠采用兩段或三段磨礦、階段分選流程，即在各段磨礦作業之后用磁選機或脫水槽加磁選機拋出已單體解離的脈石礦物，粗精礦進入下一作業再磨再選，這樣可以減少下段作業的磨選礦量，節約的能耗、球耗在一半以上，同時減少了鐵礦物過磨，有利于提高鐵回收率。本鋼歪頭山鐵礦選礦廠在一段自磨之后（粒度-0.074mm47％）采用CTB-1232型磁選機代替磁力脫水槽粗選，拋出產率50.25％、鐵品位6.25％的粗粒尾礦，使自磨機與二段球磨機的配置由原設計的1:1變為2:1，創年經濟效益1600萬元。太鋼峨口鐵礦選礦廠在一段球磨之后（粒度-0.074mm53％），采用CTB1024型磁選機粗選，拋出產率49.40％、鐵品位13.80％的粗粒尾礦，一段、二段球磨機的配置為3:2。

細篩再磨技術是提高精礦鐵品位的有效途徑之一。最先在工業生產中采用該技術的是美國伊里（Erie）選礦廠，我國在20世紀70年代首先在鞍鋼大孤山選礦廠應用，使精礦鐵品位由62％提高至65％，而后在我國磁選廠得到了推廣應用。當時使用的細篩設備為尼龍擊振細篩，篩分效率較低，目前廣泛采用德瑞克（Derrick）高頻細篩、MVS型高頻振網篩和GPS型高頻振動細篩等。細篩作為精礦篩分設備，主要作用是篩出磁選精礦中粗粒貧連生體，對篩上產品實行再磨，以提高磁選精礦鐵品位。篩上產品再磨可返回本系統再磨，也可另設一段磨礦機單獨再磨。典型的弱磁選選礦原則流程見圖3.1～圖3.3。

3.1.2.2　強磁選技術與工藝

強磁選主要用于分選以赤鐵礦為主的弱磁性鐵礦物。1968年德國洪堡DP317型瓊斯濕式強磁選機開發成功，并在巴西、挪威、利比里亞、加拿大、西班牙、美國、瑞典等廣泛用于處理氧化鐵礦石，1975年我國SHP式強磁選機成功用于工業生產，改寫了我國弱磁性氧化鐵礦石不焙燒就無法大規模應用的歷史，強磁選逐漸成為弱磁性鐵礦石選礦的主要手段。近年來分選細粒鐵礦的電磁強磁設備磁場強度的不斷提高、永磁強磁設備的成功工業應用，使強磁選技術在弱磁性鐵礦石的選礦中發揮著越來越重要的作用。但由于細粒嵌布的鐵礦物基本沒有完全呈單體解離狀態存在的，連生體大量進入磁選精礦及磁夾雜問題導致鐵精礦質量不高，因此采用單一強磁選流程分選弱磁性鐵礦物的礦山很少，絕大多數礦山都是采用強磁選機作為預處理設備，在破碎磨礦的各個階段拋除合格尾礦，在保證金屬回收率的前提下，盡可能提高粗精礦品位，為后續作業提供高質量原料。少部分以褐鐵礦、菱鐵礦為主的礦山，由于礦石分選難度大，本身就難以得到高質量鐵精礦，采用強磁設備簡單預選拋尾后直接低價銷售。

個別采用全強磁流程回收鐵礦物的企業，鐵精礦品位都不高，例如，烏克蘭的克里沃羅格黑色冶金選礦設計院采用新一代高場強強磁選機（6зPM-35/315）的磁選工藝來替代磁化焙燒-磁選工藝，用于選別-45μm粒級占93％～95％、平均含鐵36％的含鐵石英巖，最終鐵精礦鐵品位為61.3％、鐵回收率67％。我國酒泉鋼鐵公司選礦廠，以處理樺樹溝鏡鐵山礦石為主，鐵礦物主要為鏡鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦和極少量的磁鐵礦，脈石礦物除石英外，還有大量的碧玉、千枚巖等含鐵硅酸鹽礦物，采用兩段連續磨礦、強磁粗細分選流程，在最終磨礦細度-0.075mm占85％的條件下，獲得鐵精礦品位49.06％、尾礦品位20.70％、回收率66.59％的指標。單一強磁選工藝的最大優點是流程簡單、不污染環境，精礦易于脫水過濾。缺點是很難獲得高品位的強磁精礦。

在弱磁性鐵礦石和混合型鐵礦石的分選中，采用強磁選工藝預先拋棄合格尾礦，不但顯著減少下一階段的磨礦量，節能降耗效果顯著，還起到穩定入浮選粗精礦品位，預先脫除影響浮選的礦泥，保證浮選作業流程順利的作用。我國鞍山式細粒貧赤（磁）鐵礦石最常用的選礦工藝流程是：弱磁選拿出少量磁鐵礦，以避免強磁選機的磁性堵塞，強磁選機丟棄合格尾礦，并將粗精礦品位提高到45％左右，再對弱磁強磁混合精礦進行反浮選，得到高質量鐵精礦，這一工藝流程已經成為分選我國鞍山式鐵礦石的經典流程。

鞍鋼齊大山鐵礦，鐵礦石的礦物組成比較簡單，以假象赤鐵礦、磁鐵礦和石英為主要礦物，其他礦物成分較少。齊大山鐵礦選礦分廠采用階段磨礦-粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選流程，其中一段磨礦-0.074mm占60％，二段磨礦-0.074mm占85％。粉礦倉的礦石給入球磨機和水力旋流器組成的一段閉路磨礦，分級的沉砂返回一段磨礦機，分級溢流給入粗細分級旋流器分級成粗細兩種物料。粗粒物料給入重選作業，最后產出重選精礦；細粒物料進入弱磁選-高梯度強磁選組成的磁選作業，將磨礦產品中的原生泥和次生泥脫掉。磁選作業獲得的混合精礦給入浮選進行陰離子反浮選，作業次數為一粗一精三掃，捕收藥劑為LKY，抑制劑為羧甲基淀粉。細粒物料含鐵品位為29％時，通過弱磁-強磁-反浮選聯合流程，可獲得67％鐵精礦品位，重精和磁浮精礦合并成為最終精礦。2007年，齊大山選礦分廠的生產指標為：入選原礦品位28.26％，精礦品位67.60％，尾礦品位9.74％，回收率82.73％。

鞍鋼東鞍山鐵礦是典型的貧赤鐵礦石，具有品位低、嵌布粒度細、結構構造復雜的特點。鐵礦物主要以假象赤鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦為主，次要礦物為褐鐵礦、菱鐵礦。脈石礦物主要以石英、磷綠泥石為主，還有少量的鐵閃石、陽起石、透閃石、方解石等。東鞍山燒結廠采用兩段連續磨礦，粗細分級，中礦再磨，重選-磁選-陰離子反浮選工藝流程，二段最終磨礦細度-0.075mm占80％，中礦再磨磨礦細度-0.075mm占71％。二次磨礦的溢流進入旋流器進行粗細分級，粗粒物料給入重選作業，最后產出重選精礦；細粒物料采用弱磁選-強磁-陰離子反浮選流程，將鐵品位從31.36％提高到66.42％鐵精礦品位。粗粒重選精礦和細粒浮選精礦合并成為最終精礦。東鞍山燒結廠的生產指標為：入選原礦品位31.73％，精礦品位64.80％，尾礦品位16.05％，回收率74.92％。

包鋼選礦廠處理白云鄂博中貧氧化礦，鐵礦物主要以赤鐵礦、磁鐵礦為主，其次為黃鐵礦，脈石礦物主要為螢石、碳酸鹽礦物，其次為長石、重晶石等。包鋼選礦廠磨礦生產工藝為三段兩閉路磨礦分級流程，一段為棒磨，二段為格子型球磨機，三段為溢流型球磨機，在磨礦細度-0.074mm在90％～95％的條件下，先采用簡單的弱磁選-強磁選將礦物按磁性強弱粗選，并進行合理分組，獲得富含鐵的弱磁選及強磁選精礦，富含稀土的強磁中礦，并拋除占原礦量40％左右的礦泥和非磁性脈石礦物。弱磁選和強磁選的混合精礦采用硅酸鈉為抑制劑，以烴基磺酸和羧酸組成的捕收劑進行反浮選，除去氟、磷等碳酸鹽、磷酸鹽礦物，浮選次數為一粗兩精。原礦入選品位為31.85％，可獲得鐵精礦品位為62.51％，回收率為71.48％。

海南鋼鐵公司110萬噸選礦廠處理鐵礦石中主要礦物以赤鐵礦為主（包括鏡鐵礦、假象赤鐵礦），少量磁鐵礦、褐鐵礦，其他少量或微量的金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等。脈石礦物主要為石英，其他為綠泥石、黑云母、絹云母等。礦石經兩段閉路磨礦后，在磨礦細度-0.074mm占90％的條件下，進入一段弱磁選，選出強磁性礦物；弱磁尾礦再經強磁后丟尾；弱磁、強磁選混合精礦經濃縮后反浮選脫硫、脫硅，在原礦品位47.63％的情況下，最終獲得鐵精礦品位64.50％、鐵回收率71％的鐵精礦。

3.1.3　浮選技術與工藝

浮選是利用礦物表面物理化學性質的差異，特別是表面潤濕性，常用添加特定浮選藥劑（flotationreagents）的方法來擴大物料間潤濕性的差別，在固-液-氣三相界面，有選擇性富集一種或幾種目的礦物，從而達到與非目的礦物分離的一種選別技術。浮選在鐵礦石選礦中主要用于細粒鐵礦石的分選。

浮選法分選弱磁性鐵礦石有正浮選、反浮選之分。在強磁選技術成功應用于工業生產以前，正浮選是鐵礦石選礦的主要方法，其優點是工藝流程單一，所需浮選藥劑來源廣、價格低廉。缺點是當多種鐵礦物共生時，鐵礦物的可浮性差異對產品質量影響較大，礦石中的各種脈石、原生和次生礦泥不但嚴重影響浮選技術指標，還導致浮選藥劑耗量大，浮選精礦過濾脫水困難。

美國共和（Republic）選礦廠采用正浮選處理以鏡鐵礦為主的鐵礦石，脈石主要是硅酸鹽礦物-絹云母、滑石等和以方解石為主的碳酸鹽，原礦含鐵37％，采用脫泥粗浮選和粗精礦再磨、加熱浮選流程。粗浮選的磨礦粒度為-0.075mm65％，捕收劑為低松脂含量的脂肪酸，用量為454g/t，獲得含鐵61.7％的粗精礦，粗精礦量的40％用虹吸脫泥機處理，40％再磨-熱浮選，再磨粒度為-325目80％～82％，熱浮選精礦鐵品位66.9％，綜合鐵精礦品位為64.6％。

東鞍山燒結廠自1958年投產以來，長期采用的工藝流程為連續磨礦、單一堿性正浮選工藝。在一段磨礦細度為-0.075mm占45％，二段磨礦粒度為-0.075mm占80％的條件下，以碳酸鈉為調整劑，礦漿pH=9；以氧化石蠟皂和塔爾油［比例為（3:1）～（4:1）］為捕收劑，通過一次粗選、一次掃選、三次精選的單一浮選工藝，在原礦品位32.74％的情況下，獲得鐵精礦品位59.98％、尾礦品位14.72％、金屬回收率72.94％的技術指標。東鞍山燒結廠已于2002年改為兩段連續磨礦-粗細分級-中礦再磨-重選-磁選-反浮選流程。

反浮選技術適用于脈石含量和種類較少的鐵礦石精選，因此絕大多數反浮選工藝在入浮前都采用各種方法脫除大量影響浮選效果的脈石礦物。20世紀70年代強磁選技術在鐵礦選礦領域的工業應用，極大地推進了反浮選技術的進步。弱磁-強磁拋尾-粗精礦反浮選已經成為處理弱磁性鐵礦石和混合型鐵礦石的主要工藝流程。

海南鋼鐵公司選礦廠處理的礦石中主要工業鐵礦物為赤鐵礦為主（包括鏡鐵礦、假象赤鐵礦），少量磁鐵礦、褐鐵礦。礦石經破碎篩分后進入一段弱磁選（4臺XCT1021）永磁筒式磁選機，選出強磁性礦物；弱磁尾礦再經強磁選（8臺Slon-1750脈動高梯度磁選機一粗一掃）后丟尾；磁選精礦經濃縮后反浮選（60臺JJFⅡ-10型浮選機）脫硫、脫硅，在原礦鐵品位47.63％的情況下，最終獲得鐵精礦品位64.50％、鐵回收率71％的鐵精礦。

對于嵌布粒度微細的鐵礦石，為獲得高質量鐵精礦，也可以采用反浮選技術。太鋼礦業公司尖山鐵礦選礦廠所處理礦石為鞍山式沉積變質類型貧鐵礦石，主要的礦物為磁鐵礦及石英。2002年7月實施提鐵降硅陰離子反浮選改造工程，選礦工藝采用三段一閉路破碎、三段磨礦、三次分級、四次磁選加陰離子反浮選工藝流程，在原礦品位29.14％的情況下，最終鐵精礦品位由65.5％提高到69.5％，SiO2由8％降低到4％以下，鐵回收率為79.91％。

鞍鋼弓長嶺選礦廠一選車間處理礦石主要為磁鐵礦石，2001年以前采用三段破碎-階段磨礦-單一磁選工藝流程，鐵精礦平均品位65.55％，SiO2含量高達8.31％。2001年實施了“提鐵降硅”工藝改造，在原來流程的基礎上增加了陽離子反浮選工藝，改造后鐵精礦品位達到69％以上、SiO2含量降低至4％以下，反浮選提鐵降硅效果明顯。

3.1.4　重選技術與工藝

重力選礦簡稱重選。重選也是選別鐵礦石，尤其是弱磁性鐵礦石的重要選礦方法之一。一般可分為重介質選礦、跳汰選礦、搖床選礦和溜槽選礦。重介質選礦、跳汰選礦在我國鐵礦石選礦廠主要應用在粗粒級條件下，分出合格尾礦，獲得粗精礦再處理。搖床選礦選別精度高，富集比大，但單位面積處理量低，占地面積大，在有的選礦廠用于弱磁性鐵礦物回收，使用的不普遍。溜槽選礦在我國鐵礦石選礦廠較大量應用的是螺旋溜槽，用于獲得較粗粒的合格精礦。離心選礦機在處理微細粒級物料方面也得到一定應用。重選工藝運營費用低，對水、土和周圍環境污染很小，目前得到了人們高度重視。

3.1.4.1　重介質選礦

重介質選礦設備有重介質振動溜槽、圓筒形及圓錐形重介質選礦機、選別下限可至0.5mm的重介質旋流器和重介質渦流器。重介質振動溜槽是瑞典斯特立帕（Stripa）選礦廠在1953年首先研制的，用于選別赤鐵礦及磁鐵礦的混合礦石，規格1000mm×5500mm，處理能力為30～50t/h，在原礦品位40.40％條件下，精礦產率為50.31％、品位62.80％、鐵回收率78.20％、尾礦品位17.73％。瑞典斯特拉薩選礦廠（Str?ssa）處理磁鐵礦與赤鐵礦混合礦石，對破碎后+8mm的礦石經塊礦干式磁選的尾礦采用1250mm×6000mm重介質振動溜槽處理，重介質為赤鐵礦循環使用。美國的森頓斯（Sunrise）選礦廠，處理土狀的和塊狀的赤鐵礦石，脈石主要為硅石和釩土等。采用2臺2440mm×2440mm圓筒形重介質選礦機分別處理125～38mm和38～6.4mm的礦石，重介質0.2mm的硅鐵，分出輕產品廢棄。南非的錫申（Sishen）選礦廠處理高品位的赤鐵礦石，其中夾雜有軟質頁巖及少量的條帶狀低品位含鐵礦石和薄層砂巖以及采礦過程混入的廢石。選礦廠將礦石破碎篩分為90～32mm、32～6mm和6～0mm三個粒級；前兩個粒級采用圓筒形重介質選礦機，后一個粒級用重介質旋流器分選，介質為硅鐵，分選出的輕產品為尾礦，重產品為品位為67％的精礦。

我國在1966年首先在龍鋼白廟選礦廠采用重介質振動溜槽和重介質旋流器選別弱磁性鐵礦石。重介質振動溜槽為400mm×5000mm，處理量為30～35t/h，給礦粒度50～10mm，在給礦品位為34.71％時，獲得的精礦品位為45.54％，鐵回收率85.96％，尾礦品位14.12％；重介質為赤鐵礦石時精礦品位為56％。采用ф350mm重介質旋流器處理2～10mm物料，在給礦品位為32.45％時，獲得的精礦品位為47.95％，尾礦品位為14.56％。鳳凰山選礦廠采用400mm×5000mm重介質振動溜槽，處理量為25～30t/h，粒度10～50mm，給礦品位36.61％，精礦品位46.47％，尾礦品位16.78％。梅山鐵礦選礦對12～75mm的原礦經干式磁選機選別后的尾礦采用400mm×5000mm重介質振動溜槽選別，重介質為磁鐵礦精礦，在給礦品位為30.71％時，精礦品位為42.77％，鐵回收率48.28％，尾礦品位24.31％。另外，梅山鐵礦選礦廠曾進行過ф300mm重介質渦流器試驗，重介質為黃鐵礦精礦，給礦粒度20～2mm，在給礦品位為46.72％～48.39％時，精礦品位為49.98％～51.69％。

3.1.4.2　跳汰選礦

跳汰選礦也是用于選別粗粒鐵礦石的重要方法。選別鐵礦的跳汰機型式較多，我國研制的有梯形跳汰機、矩形跳汰機、復振跳汰機和大粒度跳汰機等。梅山鐵礦選礦廠目前在生產中應用YMT-75型大粒度跳汰機選別50～12mm的礦石，給礦品位27.59％，精礦品位41.41％，回收率57.49％；曾應用2LTC-79-4型矩形跳汰機選別12～2mm粒級礦石，在給礦品位40％～45％時，精礦品位51％，尾礦品位20％～25％，精礦回收率60％～66％；選別2～0mm粒級礦石，在給礦品位35％時，精礦品位50％，回收率32％，尾礦品位23％～25％。目前跳汰機在鐵礦選礦廠主要是用來選出合格尾礦，獲得粗精礦。

3.1.4.3　搖床選礦

搖床選礦一般處理的粒度范圍在3～0.037mm。1965年凹山選礦廠投產時，處理地表氧化礦石，采用磁-重聯合流程，重選設備為蘇制雙聯三層搖床，實踐表明，選別效果較差，后被強磁選取代。近年來搖床在個別鐵礦選礦廠處理混合型鐵礦石時，作為輔助回收弱磁性鐵礦物的設備。昆鋼大紅山鐵礦選礦廠處理磁鐵-赤鐵混合礦石，采用弱磁-強磁-浮選聯合流程。浮選給礦為二次強磁精礦，由于多種原因，選別效果差，現改為用溜槽和搖床組合選別，采用102臺云錫式搖床，在給礦品位46.93％時，獲得產率29.67％、品位58.25％、回收率70.27％的精礦。合鋼集團鐘山礦業公司選礦廠在處理赤鐵礦時采用16臺云錫式細砂搖床-粗-精選別螺旋溜槽中礦，獲得鐵品位60％左右的精礦。

3.1.4.4　溜槽選礦

屬于溜槽選礦的設備有螺旋選礦機、螺旋溜槽、振動螺旋溜槽、皮帶溜槽、翻床、離心選礦機等。目前在鐵礦選礦使用的有螺旋選礦機、螺旋溜槽及離心選礦機等。

螺旋選礦機及螺旋溜槽。螺旋選礦機在國外用來處理中粗粒級的物料，以加拿大鐵礦石選礦廠應用的較為普遍。如瓦布什（Wabush）選礦廠，處理含鏡鐵礦的石英型弱磁性鐵礦石，給礦粒度為0.84～0mm，采用5節襯膠漢弗萊型螺旋選礦機，一粗一精，在給礦品位35％時，精礦品位64％。我國從1955年開始研制螺旋選礦機，直徑為600mm，分別有雙頭、三頭和四頭的，在選別馬鋼姑山礦業公司和睦山選礦廠洗礦溢流時，給礦品位41.70％，精礦品位56.78％，鐵回收率75.36％。

由于我國弱磁性鐵礦石大部分為細粒或微細粒嵌布，入選的礦石粒度細，螺旋斷面為復合橢圓形狀的螺旋選礦機，水層深，選別效果較差。在20世紀70年代中期，研制出螺旋溜槽，其斷面形狀為立方拋物線，螺旋槽底部近乎于平面，水層淺，適于處理的礦石粒度在0.030～0.2mm，目前已有多種規格型號，螺旋直徑最大的為ф2m，在鐵礦選礦廠常用的是直徑ф1.2m和ф1.5m的，僅鞍山地區弱磁性礦石選礦廠在生產中使用的就有一千余臺。在階段磨礦、粗細分選、重-磁-陰離子反浮選聯合流程中，在較粗的磨礦粒度（-0.074mm 55％～70％）條件下，經分級后，用螺旋溜槽選別分級的沉砂，可獲得粗粒的合格精礦。如齊大山鐵礦選礦廠在一段磨礦分級溢流粒度-0.074mm60％～65％，經旋流器分級后，沉砂品位30％左右時，采用螺旋溜槽，一粗一精一掃選別，可獲得精礦品位為67％，產率20％，占總精礦產率的50％以上。減少了下段磨選作業的礦量，達到節能降耗的目的，并且粗粒精礦有利于過濾。目前，螺旋溜槽是鐵礦石選礦廠應用最廣泛的重選設備。

離心選礦機。離心選礦機是我國云錫公司研制的，并用于選別微細粒錫礦石。一般適宜的選別粒級范圍為0.010～0.037mm。1977年鞍鋼弓長嶺選礦廠在選別細粒嵌布磁鐵-赤鐵混合礦石時，采用磁選-重選聯合流程，重選是采用720臺ф800×600的離心選礦機對弱磁尾礦經濃縮后，進行一粗一精選別，后改為用156臺ф1600×900雙錐度離心選礦機選別弱磁尾礦的細粒部分，獲得產率8％、品位63.39％、回收率11.19％的精礦。由于當時離心選礦機本身的不完善等原因現已停用。近年來，離心選礦機設備本身有了很大的改進，在生產中離心選礦機已被應用選別微細粒弱磁性鐵礦石。昆鋼大紅山鐵礦選礦廠將二次強磁精礦在溜槽與搖床組合選別的基礎上，現改為離心選礦機與搖床組合選別工藝，當給礦品位為50％左右時，獲得產率50％、鐵品位58％～60％的離心選礦機的精礦。海南礦業聯合有限公司在處理北山弱磁性鐵礦石時，采用強磁選-離心選礦機組合流程。

連選試驗在給礦鐵品位為52.88％時，用離心選礦機一次粗選，精礦作業產率20.46％、品位65.59％、作業回收率25.37％；在給礦品位為52.11％時，用離心選礦機一次選別，精礦作業產率36.59％、品位61.78％、作業回收率43.38％。

3.1.5　磁化焙燒技術與工藝

焙燒-磁選法是將礦石加熱到一定溫度后在還原氣氛或中性氣氛（對菱鐵礦）中進行物理化學反應，使其發生相變，轉化成強磁的Fe3O4，再通過弱磁選回收的方法。理論和實驗研究表明，弱磁性的赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦可在較低的溫度（500～800℃）下快速發生以下化學反應：

在焙燒過程中發生上述化學反應后，弱磁性的FeCO3、Fe2O3轉變為強磁性的Fe3O4，比磁化系數顯著提高，而與鐵礦物共生的含鐵硅酸鹽礦物如鐵閃石、綠泥石等脈石礦物的磁化系數變化很小，從而鐵礦物與脈石礦物磁性差異顯著增加，因此焙燒磁選法尤其適用于脈石中存在含鐵硅酸鹽礦物的復雜難選鐵礦石的選礦。焙燒作業也可以劃分為難選礦石入選前的準備作業，鐵礦物的磁化率適宜，則后續的磁選作業分選效果就好。在強磁設備開發成功并在工業生產中大規模推廣應用前，焙燒磁選是我國鐵礦石選礦的主要選礦方法之一。強磁選技術應用于鐵礦選礦后，采用常規的磁選、重選、浮選及其聯合流程回收赤褐鐵礦，工藝技術水平和選礦技術指標均已達到國際領先水平。且相對于其他選礦方法而言，焙燒磁選法因其基建投資大、選礦成本高而在使用上受到很大限制，赤（鏡）鐵礦和赤褐共生礦基本上不再采用焙燒磁選法處理。但菱鐵礦、褐鐵礦及菱褐共生礦因其理論品位低，直接用于燒結或球團時因大量CO2或水蒸氣氣體揮發而影響產品強度，焙燒磁選仍然是處理菱鐵礦的唯一方法，是處理褐鐵礦的主要方法。

大西溝選礦廠于2006年正式投產，原礦年處理量為90萬噸，采用4條ф4m×50m回轉窯處理菱褐鐵礦。原礦破碎至-20mm后經過磁滑輪預選，磁性產品運至選礦廠，磁滑輪尾礦進入回轉窯磁化焙燒，回轉窯以煤作為加熱原料，焙燒礦經水冷后再次通過磁滑輪選別，磁滑輪精礦作為焙燒成品礦運至選礦廠處理，尾礦作為廢石丟棄。在入窯原礦品位23.93％的情況下，通過回轉窯焙燒，焙燒礦品位為29.25％，焙燒礦經過階段磨礦、階段磁選拋尾后反浮選，在最終磨礦細度-0.043mm的條件下，獲得鐵精礦品位60.63％、回收率75.42％的生產指標。

新疆克州切勒克選廠始建于2006年，2008年正式投產。選礦廠設計規模為年處理原礦量200萬噸，礦石經破碎至-12mm，進入ф4m×60m回轉窯進行磁化還原焙燒，以天然氣為主要加熱燃料，煙煤作為固體還原劑。在入窯原礦品位38.36％、焙燒礦品位43.75％、焙燒礦磨細度為-0.075mm 65％的條件下，經磁選后最終精礦品位為62.43％，回收率為90.78％。

3.1.6　聯合工藝

聯合工藝流程主要用于鐵礦物種類較多、嵌布粒度微細的復雜難選鐵礦石的選礦，旨在發揮磁選、重選、浮選諸方法的優點而采用的一種高效的綜合選礦方法，該方法雖然較磁選、浮選、重選等單一選礦方法復雜，但在提高鐵精礦品位和回收率方面有顯著優勢，是復雜難選鐵礦石選礦的常用方法。多數弱磁性鐵礦石和混合型鐵礦石的分選都采用聯合流程，個別微細粒嵌布的強磁性鐵礦石為獲得高質量鐵精礦，也采用磁浮聯合流程。

本鋼礦業公司賈家堡子鐵礦屬貧磁鐵礦石，主要金屬礦物為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦，主要脈石礦物有石英、黑云母、綠泥石，其次為角閃石、透閃石、陽起石、白云母等。選礦工藝采用階段磨礦-弱磁選-陰離子反浮選流程，在原礦品位26.91％的情況下，可以獲得鐵精礦品位65.00％、回收率75.00％的選礦指標。

司家營鐵礦選礦廠氧化礦采用階段磨礦、粗細分選、重選-磁選-陰離子反浮選工藝流程，在原礦品位30.44％的條件下，通過粗粒重選，得到產率23.91％、品位66.20％的重選粗粒精礦，細粒級再經過弱磁、強磁-反浮選獲得品位65.61％的浮選精礦。最終獲得全流程綜合鐵精礦品位66.00％、綜合尾礦品位9.65％、金屬回收率80.00％的優良指標。

鞍千礦業公司胡家廟鐵礦屬于貧鐵高硅、低硫低磷的“鞍山式”沉積變質巖，鐵礦物主要為赤鐵礦、假象赤鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦及少量的褐鐵礦、菱鐵礦。選礦采用三段一閉路破碎、階段磨礦、粗細分級、重選-磁選-陰離子反浮選聯合工藝流程，在原礦品位23.54％的情況下，最終可以獲得鐵精礦品位67.50％、回收率65.64％的優良指標。

昆鋼大紅山礦業有限公司400萬噸/年選礦廠處理礦石鐵礦物主要為磁鐵礦、赤褐鐵礦、假象赤鐵礦。在原礦品位35.85％、最終磨礦細度-325目占80％的情況下，采用自磨、球磨階段磨礦-弱磁-強磁-陽離子反浮選流程，最終取得了鐵精礦品位62.54％、回收率74.90％的優良指標。

海南鋼鐵公司鐵礦屬于高溫熱液交代型礦床，鐵礦物以赤鐵礦、鏡鐵礦、假象赤鐵礦為主，含少量磁鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要為石英，其次為綠泥石、云母、透閃石、陽起石、白云石等。選礦采用階段磨礦、弱磁選、強磁選一粗一掃、陰離子反浮選流程，在原礦品位47.63％的情況下，最終可以獲得鐵精礦品位64.50％、回收率71.00％的優良指標。

湖南祁東鐵礦采用選擇性絮凝脫泥-反浮選流程分選鐵礦物以赤、褐鐵礦為主，脈石礦物為石英、陽起石、綠泥石等難選含鐵硅酸鹽礦物的弱磁性鐵礦石，在原礦品位30.70％，最終磨礦細度-0.037mm98％的情況下，以NaOH為pH調整劑，水玻璃和腐殖酸銨為分散劑，通過脫泥將鐵品位提高到46％，再用陰離子捕收劑反浮選脫硅，最終取得了精礦品位64.71％，鐵回收率大于65％、SiO2≤5.75％的技術指標。

酒鋼選礦廠處理的礦石主要來自鏡鐵山礦樺樹溝和黑溝兩個礦區，有用礦物以鏡鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦為主，脈石礦物主要有碧玉、石英、重晶石、綠泥石、絹云母等。進入選廠，礦石首先進行篩分，0～15mm進入強磁選流程，15～75mm塊礦經過豎爐焙燒、階段磨礦、二段磁力脫水槽、三段弱磁選獲得鐵品位為56.57％的磁選鐵精礦。2007年為進一步提高鐵精礦品位、降低SiO2含量，將磁選精礦通過陽離子反浮選工藝，經過一次粗選、一次精選、四次掃選，最終獲得浮選精礦品位60.61％、SiO2含量5.76％、作業回收率94.23％的優良指標。與原有工藝相比，精礦品位提高了4.04個百分點，SiO2降低了4.74個百分點，提質降雜效果顯著。

3.1.7　產品處理

大量微細粒鐵礦石的開發利用，給選礦廠的產品處理作業帶來空前壓力的同時也極大地推進了其技術進步，采用更高效的濃縮設備和技術，提高處理能力以減少占地面積；采用更先進的過濾材料和過濾方式以提高過濾效率、降低能耗、降低產品水分含量；采用長距離管道輸送技術，減少運輸成本，提高生產效率等都極大地推進了選礦產品處理的技術進步。

3.1.7.1　濃縮技術與工藝

鐵礦山選礦產品濃縮技術的進展主要是濃縮設備的進展，世界主要高效濃密機供應商EIMCO公司、GL&L/Dorr-Oliver公司始終是濃縮技術進步的推進者，在濃縮理論、工藝研究和設備開發方面做了大量工作，20世紀70年代，底流濃度可達到65％～70％的深錐濃密機問世，80年代，處理量比普通濃密機高4～8倍的高效濃密機問世，都見證了濃縮技術的發展歷程。但濃縮技術的快速進展，還是從20世紀90年代，國外開展大型膏體濃密機的研究開發開始。

膏體濃密機可分三種類型，分別為淺錐型膏體濃密機、深錐型膏體濃密機以及Alcan濃密機。

淺錐型高壓濃密機的特點是高/徑比小于1，應用絮凝技術及最新的計算流體動力學研究成果，對相同物料進行濃縮，該設備與普通濃密機相比，單位面積處理量提高數倍，因而占地面積小，可獲得很高的底流濃度。底流固體質量濃度可達55％～65％，可以大型化，目前最大規格可達直徑90m。該型濃密機特別適合特大型選礦廠尾礦濃縮，由于其底流濃度高，可實現選礦廠尾礦高濃度輸送。

深錐型高壓濃密機規格比淺錐型高壓濃密機小，不能大型化，高/徑比1～2。深錐型高壓濃密機除采用絮凝技術，還采用壓縮層的非平衡機械擠壓技術，因此與普通濃密機相比，對相同物料，不僅單位面積處理量提高數倍，同時可獲得極高的底流濃度，底流質量濃度最高可達70％，是化工冶金的主設備，但其總的臺時處理量仍較小，不太適合大型選礦廠應用。

Alcan型高壓濃密機結合了淺錐型高壓濃密機和深錐型高壓濃密機的技術特點，高/徑比比深錐濃密機的更高，運用深層的非平衡積壓壓縮技術，這種新型的高壓濃密機規格大，大型化，處理量大，同時可獲得極高的底流濃度，直徑一般為20～30m，最大直徑可達35m，底流濃度可達70％～75％，主要應用于膏體制備。目前，國際上有FLSMIDTH（DORR）公司、OUTOTEC公司、西方技術公司進行膏體濃密機研發。

給料井和絮凝劑的調制及給藥技術是濃縮技術的關鍵之一，因為絮凝劑和礦漿的作用是否穩定，怎樣在濃密機中獲得大絮團是關鍵，國外公司應用計算流體技術開發了新的給料井，絮凝效果大大改善。

國外早期的高效濃密機采用周邊傳動，目前已經研發出全新的傳動技術，應用液壓馬達，中心傳動。我國鞍鋼調軍臺選礦廠引進的直徑140m濃密機和廣西蘋果鋁廠引進的EIMCO53m高效濃密機均采用中心傳動。

我國濃縮設備及技術的研發始于20世紀80年代，目前已開發出全系列膏體濃密機產品，直徑從1m直至60m，主要采用中心傳動，也有周邊傳動，全自動控制，基本達到國際領先公司的同等水平。如梅山鐵礦采用HRC25（直徑25m）高壓濃密機-壓濾流程制取尾礦濾餅。該高壓濃密機系統底流濃度達到50％～55％，每臺處理量目前為125t/h，一臺HRC25濃密機可處理原來2臺53m濃密機的全部尾礦。采用該系統后，冬季尾礦輸送由三臺隔膜泵減為兩臺，夏季可減為一臺，經濟效益顯著。漢鋼楊家壩鐵礦原有2臺53m濃密機，但底流濃度低、溢流固體含量高，采用HRC28濃密機后，一臺28m濃密機即可處理全部的尾礦，且底流濃度可達55％以上，溢流固體含量可達200mg/L以下。

3.1.7.2　過濾技術與工藝

由于可利用鐵礦石嵌布粒度越來越細，鋼鐵行業對鐵精礦質量的要求越來越高，鐵精礦粒度從中粒、細粒到微細粒不斷升級，近20年來過濾設備也經歷了從筒型內濾式和外濾式過濾機及磁濾機到圓盤真空過濾機、陶瓷過濾機、壓濾機的過程。圓盤真空過濾機主要適用于-0.074mm占90％左右的鐵精礦的過濾，鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠和太鋼尖山鐵礦選礦廠前后引進美國EMICO公司的120m2的圓盤真空過濾機，使用效果良好；酒鋼選礦廠采用圓盤真空過濾機，精礦濾餅水分比內濾式過濾機降低2個百分點以上，過濾效率提高30％以上。陶瓷圓盤真空過濾機以其顯著的節電、濾液固體含量極低等優點而引起人們的注意。陶瓷過濾機更適用于-0.043mm占90％以上的鐵精礦的過濾，如東鞍山燒結廠屬于典型的貧赤鐵礦，采用兩段連續磨礦、粗細分級、中礦再磨、重選-磁選-反浮選流程。2002年10月完成了提質技術改造，采用10臺P30/10-C陶瓷過濾機代替32m2內濾式真空圓筒過濾機，將原來的三段濃縮兩段過濾流程改為一段濃縮一段過濾流程。過濾系統改造后，濾餅水分由原真空過濾機的13.48％降為陶瓷圓盤過濾機的10.00％左右，利用系數由0.22t/（m2·h）提高到0.452t/（m2·h），使得東鞍山燒結廠基本實現選礦污水零排放。壓濾機更適用于-0.030mm占90％以上甚至更細的鐵精礦的過濾，太鋼集團尖山鐵礦選礦廠所處理礦石為典型的鞍山式沉積變質類型貧鐵礦石，生產流程為磁選-陰子反浮選提鐵降硅流程。其過濾生產采用Eimco盤式真空過濾機，處理磁鐵精礦，濾餅水分為9.50％；2002年采用反浮選提鐵降硅工藝后，精礦粒度進一步變細，加上淀粉的影響，精礦濾餅水分達到10.50％；同時太鋼要求尖山鐵礦粉直接由皮帶輸送至燒結廠，不落地，因此要求鐵精礦水分小于9.00％，現有設備不能滿足要求。2004年選用美國DOE公司的Afptmiv型自動壓濾機后進行反浮選鐵精礦的過濾。最終濾餅水分控制在9％左右。

3.1.7.3　精礦管道輸送技術

精礦管道輸送在國外已經被認為是經濟、有效、技術上成熟的運輸方式，主要的發展方向是高濃度、長距離輸送，20世紀50年代美國建成黑密薩管道，長306.5km、直徑457.2mm，向位于科羅拉多河上的一個150萬千瓦的電站輸煤，年輸送量600萬噸，以后長距離管道輸送應用到其他各種物料的輸送。目前，由于產業轉移，美國已很少再建長距離的管道系統，但長距離管道系統發展到了世界其他國家。國外用管道輸送鐵精礦已有10余個選礦廠。

朝鮮茂山-清津鐵精礦漿管道的設計思想是低濃度、低壓力、大管徑。管線全長98km，實際濃度30％左右，實際輸送壓力3.9～4.9MPa，管道內徑275mm，實際輸送量110萬噸/年，運行中常出現管底磨漏，跑礦現象嚴重，而且管道氣蝕和振動嚴重。

澳大利亞薩維奇河管道和巴西薩馬爾科管道都是采用高濃度、高壓力、小管徑的設計，管道運行平穩。澳大利亞薩維奇河管道全長85.3km，輸送精礦漿濃度65％，輸送壓力12.95MPa，管道外徑245mm，年輸送精礦250萬噸以上。

巴西薩馬爾科鐵精礦輸送管道，輸送距離396km，輸送精礦漿濃度68％～70％，管道外徑508mm，年輸送精礦1500萬噸。

太鋼尖山鐵礦鐵精礦管道輸送系統由美國PSI公司、鞍山黑色冶金設計研究院與中國石油與天然氣管道勘察設計院聯合設計。尖山鐵精礦管道輸送的設計突破了國內長期堅持的低濃度、低壓力、大管徑的設計思想，采用高濃度、高壓力、小管徑的設計理念。精礦輸送管道全長102.2km，是我國第一條長距離鐵精礦輸送管道，管道起點海拔標高1334.0m，管道終點海拔標高809.0m，采用一座泵站。設計年輸送能力200萬噸，輸送礦漿濃度63％～65％，管道外徑229.7mm，管道內徑211.8mm，管道系統于1997年投產，2002年輸送鐵精礦208萬噸，達到設計能力，輸送成本0.16元/（t·km），目前年輸送鐵精礦230萬噸以上。

昆鋼大紅山400萬噸/年選礦廠的精礦管道輸送，由長沙冶金設計院與美國PSI公司共同設計，輸送距離171km，管道起點海拔標高647m，終點海拔標高2275m，采用3級加壓泵站，設計輸送能力230萬噸/年，輸送礦漿濃度62％～68％，管道內徑224mm。管道輸送系統于2008年正式投產，目前已經達到了設計指標，精礦輸送濃度穩定在66％。

由于計算機及網絡技術的發展，現今的長距離管道系統具有完善的控制系統（SCADA），分散控制，集中管理，系統具有網絡通信功能，實現遠程操作管理。

3.1.8　鐵礦選礦工藝流程的改造

近幾年來，一些選礦廠由于鐵礦石性質的變化，因此不得不對其工藝流程進行改造，以滿足生產的要求，技術改造的重點為降低能耗及使用先進設備，以達到提鐵降硅的目的。

李俊等人對哈密某選廠的選礦工藝流程進行了技術改造：粗粒級鐵礦石干選后給入ф400mm×600mm顎式破碎機，破碎后可富集較多的細粒級礦物，同時篩分和圓錐破碎機的給礦粒度均得到有效的控制；縮小篩孔尺寸，篩下粒度控制在0～15mm，同時增設細粒級干選，拋掉礦石中的脈石，提高入磨品位；將ф900mm中型圓錐破碎機改為ф1200mm短頭圓錐破碎機；另外，根據給礦量和粒度調整好各段破碎機的排礦口尺寸。為了控制好細篩給礦粒度和濃度，流程改為旋流器溢流給細篩，篩上返給旋流器進行控制分級，二段球磨機的排礦也返給旋流器進行粒度控制，從而實現給入細篩的-74μm粒級在85％左右，篩下產品-74μm占85％～95％進入下段磁選作業，從而提高精礦品位。改造后精礦品位由57.1％提高到61.57％，且解決了破碎系統供礦不足的問題。

王從云針對武鋼對鐵精礦品位要求的提高，對金山店選廠現有的自磨-球磨-弱磁選工藝進行了技術改造，取得了良好的效益。金山店選礦廠自磨-球磨-弱磁選流程，經多年生產實踐證明：自磨機雖代替了破碎、磨礦作業，但能耗較高，且精礦品位已難以適應冶煉發展的需要。研究表明，采用自磨-球磨階段磨選和采用自磨-球磨連磨連選，可獲得精礦品位65％以上、回收率82％以上的較好指標，階段磨選流程可預先拋除40％左右的尾礦量。

潘洛鐵礦選礦廠將自磨工藝改為半自磨工藝，改造結果表明：半自磨工藝與全自磨工藝相比，臺時處理量和鐵精礦臺時產量分別提高了3.1t和2.1t；用2臺規格為1050mm×1800mm的永磁筒式磁選機替代原來的2臺750mm×1800mm永磁筒式磁選機，在生產中只需要開一臺1050mm×1800mm型磁選機就能替代原來2臺750mm×1800mm型磁選機的工作能力，另一臺備用，從而實現了與上下工序配套，極大地提高了設備運轉率，同時磁性鐵的回收率也有所提高。技改之后，鐵精礦年產量增加1.2萬噸，年增加產值660萬元，經濟效益顯著。

密地選礦廠針對近期礦石性質的變化，即隨著礦山進入中、深部開采，朱家包礦比例逐年提高，礦石入選品位和磨選性明顯下降，因此原有的選礦廠破碎、磨礦分級及選別工藝和設備已不適應目前生產的發展，故提出了破碎流程改為三段一閉路和磨礦分級-選別流程技改的建議，實施細碎閉路改造，使破碎產品粒度從20～0mm降至12～0mm，從而提高球磨機臺時處理量10％左右；并推廣實施高頻振動細篩篩粗精礦，均衡分配球磨機排礦礦漿進入分級機的比例，從而提高分級效率；調整ф1050mm磁選機的配置，從而提高分選能力和精礦品位。

山西平型關鐵礦選礦廠對原工藝和設備進行了改造。該廠原破碎工藝為兩段一閉路破碎流程，原磨礦選別工藝為兩段磨礦分級、四段磁選作業系統。在實際生產中，雖然對磨礦入磨量、磨礦細度、礦漿濃度等工藝參數進行了多次調整，但鐵精礦品位卻一直維持在58％～61％之間，并且硅含量居高不下，在12％～15％之間。經過對原礦的工藝礦物學分析，探明由于原礦嵌布粒度細、含硅較高，在選別過程中磁團聚包裹了大量脈石（主要是石英），造成選礦指標不理想。據此，在粗選作業后加磁團聚重力選礦機和細篩，并在細篩作業前及每次磁選精選作業前加脫磁器，使選礦指標有了較大幅度的提高：當磨礦細度控制在-0.074mm含量90％以上，鐵精礦品位由原來的60.15％提高到65.15％以上，SiO2含量由原來的14％降到7.15％以下，取得了較好的經濟效益。

馬鋼山姑山鐵礦與長沙礦冶研究院合作，完成了用ф300mm×1000mm雙筒永磁強磁選機取代1.2m×2.0m×3.6m梯形跳汰機的工業試驗與生產改造，2001年6月投產至今，-12～+6mm粗粒鐵精礦品位達到55％以上，在與原跳汰機鐵精礦品位相當的條件下，僅停開4臺（155kW/臺）供跳汰機使用的環水電機及節約4個輔助作業的備件消耗，就使加工成本比跳汰工藝下降56.11元/t，年創效益200萬元以上。在此基礎上，又采用處理粒度更粗、處理量更大、場強吸附深度更深、選別效果更好的單筒ф600mm×1000mm永磁強磁選機，作為從細碎作業循環閉路貧礦中選別-30～+16mm赤鐵礦的主體設備，結果表明，采用該設備每年可從細碎閉路循環貧礦中提前獲得鐵品位55％的塊精礦5萬～8萬噸，每年為姑山礦業公司創效益500萬元以上，同時還減少了二次破碎礦量和二次過粉碎。姑山鐵礦還采用SLon1750立環脈動高梯度磁選機，作為粗、精選作業的主體設備，取代原有的SQC平環強磁選機，即采用階段磨礦SLon1750-SLon1750-SLon1500的一粗、一精、一掃全高梯度工藝流程，獲得了成功。工業試驗指標如表3.1所示。

從2002年初開始，鞍鋼集團鞍山礦業公司研究所在大孤山選礦廠及相關部門積極配合下，先后進行了磁篩提質試驗、MVS高頻振網篩試驗及實驗室小型試驗，并對現場流程進行了局部考查。通過各種試驗和實踐經驗的積累，結合生產工藝現狀分析，于2002年11月份提出了大孤山選礦廠改造方案。即在現場磁選流程基礎上進行局部改造，將現有短筒型球磨機改造成長筒型球磨機；更新磁選設備，采用選別效率高的新型磁選機；改進分級設備，采用動壓給礦水力旋流器做二次分級；采用新型細篩代替現尼龍細篩。該方案經幾次專家會議論證，認為技術上先進、經濟上合理。經過單系統工業試驗，得到的最終試驗結果為原礦品位29.73％，精礦品位67.44％，尾礦品位10.25％，基本上達到了預期最終精礦品位67.50％的試驗目標。

新余鋼鐵有限責任公司鐵坑選礦廠對原有弱磁選流程進行了改造。首先對選別系統進行了改造，將二次磁選用的磁選機拆除并入三次磁選，一次磁選用的磁選機拆除用于二次磁選，新購一臺稀土復合磁系的磁選機（CT1050×2100）用于一次磁選；然后對磨礦系進行了改造，檢修恢復了1#螺旋分級機，對1#磨機進行了大修，形成了兩個磨礦系列，消除主、副棒磨機之分；對脫水系統也進行了改造，修復了4#、5#過濾機，過濾機由3臺增至5臺。流程改造中刪除了粗精分級再磨，減少了粗精礦、1#球磨機排礦兩次礦漿揚送，流程大大減化，使球磨機的利用系數提高到1.96t/（h·m3），棒磨機的利用系數提高到4.07t/（h·m3），選礦加工成本大幅度降低，設備潛力得到了一定程度的發揮，取得了較好的效果。

梅山鐵礦選礦廠針對原磁重預選工藝中75～12mm、12～2mm、2～0mm三個粒級在生產中存在的問題，增加了0.5～0mm細粒級選別系統，更新了主要選別設備，調整了選別粒級范圍。改造結果表明，50～20mm粒級掃選全部采用大粒跳汰后，每年多回收鐵品位41.23％的粗精礦4.96萬噸，可生產鐵品位為58.5％的鐵精礦2.84萬噸，提高金屬回收率1.17個百分點；20～2mm粒級掃選應用輥式強磁機后，每年增加鐵品位32.24％的粗精礦8.77萬噸，可生產鐵品位為58.5％的鐵精礦2.19萬噸，提高金屬回收率0.90個百分點；2～0.5mm粒級采用弱磁-強磁工藝后，每年多回收鐵品位57.64％的粗精礦2.52萬噸，可生產鐵品位58.5％的鐵精礦2.28萬噸，提高金屬回收率0.94個百分點；新增的0.5～0mm細粒級選別系統，每年多回收精礦7.11萬噸，折算成鐵品位為58.5％的鐵精礦6.47萬噸，提高金屬回收率2.60個百分點。

黑山鐵礦對選鐵工藝進行了改造，采用廣州有色金屬研究院的GYX型高頻振動細篩來提高鐵精礦品位，結果表明，該設備不僅指標較高，設備的機械性能好、篩分效率高，而且工藝簡單、投資少、見效快。一選工段采用14臺GYX型高頻振動細篩，篩分效率達80.45％，篩網使用壽命55d以上，鐵精礦品位提高了1.14個百分點，年增效益570多萬元。

包鋼選礦廠磁礦系列磨礦選別流程中磨礦產品過磨現象嚴重，影響了選別效果，工藝技術指標偏低、能耗高，其原因一是分級設備分級效率低；二是三段連續磨礦，旋流器的富集作用使二次球磨的給礦鐵品位達到45％左右，也就是有相當數量已單體解離的鐵礦物進入到二次球磨中，造成部分鐵礦物過磨和不必要的循環，二次磨機磨礦效率也因此有所降低；三是由于二次磨機排礦濃度高、粒級分布窄、密度差異小，二段旋流器分級效率降低，造成惡性循環。因此通過改造采用階段磨選流程，結果表明，改造后可實現2～3個系列使用一臺二段球磨機，從而大大降低能耗，減少選礦加工費用；階段磨選尾礦進行鐵、稀土綜合回收可解決階段磨選工藝中提前拋尾的尾礦處理問題；采用高頻振動細篩取代二段ф350mm水力旋流器，強化對粒度組成相對均勻、鐵礦物含量較高物料的分級，提高分級效率，減少進入下段磨機的礦量和過磨現象。

程潮鐵礦選廠通過引進國外先進設備、采用國產新設備、對生產工藝流程實行自動化控制等手段進行挖潛改造，提高了生產能力，降低了生產成本，增強了企業競爭力。在原中碎前的礦倉棧橋下，新建了900mm×1200mm顎式破碎機，解決了大塊礦的破碎，并能適應外購礦量的增加；中、細碎方面，將原來的1臺ф2100mm標準圓錐破碎機和2臺ф2100mm短頭圓錐破碎機改為進口設備，即采用1臺HP500標準圓錐破碎機、2臺HP500短頭圓錐破碎機及與之配套的4臺1406SE-G雙層振動篩；用4臺ZPG-72型盤式真空過濾機對過濾設備進行了更換。ZPG-72型過濾機與普通筒式真空過濾機相比，濾餅水分降低1～3個百分點，過濾系數提高30％～50％，占地面積減少50％，能耗降低30％；磁選作業采用大型CTB-1024、CTB-1230、CTN-1230磁選機替代原有磁選機；細篩作業采用MVS型電磁振動高頻振網篩代替原尼龍細篩，減少了再磨循環量，提高了磨機生產能力，降低了生產成本；浮選作業采用了8m3BF型浮選機，既可不用外加風源，顯著降低能耗，又使生產能力大幅提高。破碎生產過程自動化控制系統及選廠自動化系統實現了如下功能：中碎和細碎實現給礦自動控制；建立了集中控制系統；礦倉料位和皮帶跑偏自動檢測。該系統能滿足破碎系統350萬噸原礦年處理能力，中碎產品粒度-65mm大于95％，細碎產品粒度-8mm大于95％；磨礦磁選生產過程自動化控制系統實現如下功能：一段球磨分級完全實現了自動給礦和自動給水；檢測數據全面；建立了集中監視和控制系統；球磨潤滑系統自動保護；生產過程故障自動報警。采用該系統球磨處理能力比人工操作提高8％～10％，分級溢流粒度提高到-200目含量53％以上，鐵精礦品位穩定在67％以上，含硫≤0.3％。

福建德化縣陽春選廠在原有設備的基礎上，將原一段磨礦兩段磁選流程改造為兩段階段磨選流程，使鐵精礦品位提高到65％以上，鐵精礦細度達到-0.074mm大于75％，可作為滿足球團化需要的產品出售，而且生產處理量提高了42.8％，精礦產量增加了35.7％，每年為企業增加效益240萬元以上。

攀鋼礦業公司選礦廠針對生產中出現的各種問題，對原有流程進行了如下改進，并取得了明顯的效果：-70～+20mm大塊礦石采取干式磁選選別拋尾工藝，預先拋掉部分難磨的脈石礦物，恢復地質品位，提高磨礦效率，保證入選礦石穩定均衡；實施破碎流程閉路改造，使入磨粒度降至-12～0mm，降低了選礦能耗，提高了生產能力；旋流篩加細篩流程實現了合理磨礦、適時分級、及時拋尾的目標；實現系統精礦品位監測與球磨分級過程控制聯網，達到磨選過程的自動化控制，提高選廠的整體技術水平。

峨山他達鐵礦高平洗選廠對洗礦床進行改建，以提高水力洗礦床的洗礦效率。水力洗礦床上的篩上產品（+50mm）經圓筒洗礦機洗礦后再手選、破碎進入一次槽洗機，一次槽洗機返砂（凈礦）進入二次槽洗機進行再次洗礦，以確保產品質量和取消目前兩次返洗作業；二次槽洗機沉砂與螺旋分級機沉砂合并進入振動篩，篩下為合格粉精礦；為提高凈塊礦質量，對篩上（+8mm）產品再次進行手選。經強化水力洗礦床，增加一次筒洗、二次槽洗和手選作業后，凈塊礦品位可達到TFe50％以上；為提高強磁作業效率，將入選粒度下限由0.019mm提高到0.037mm，并取消原生產流程中2#分泥斗和3#脫渣篩。技改后徹底解決了塊礦需要返洗能合格的問題，提高了塊精礦、粉精礦、磁選精礦的品位，技改前后的指標對比如表3.2所示。