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我国铁锰矿山选矿技术进步及急待解决的问题中国工程院院士余永富前言2002年11月党的十六大明确提出了到2020年要达到：1）基本实现工业化。在这个过程中是消耗矿石资源、原材料最大的阶段，特别需要钢铁材料的支撑。2）全面建设小康社会。3）国民经济总产值（GDP）在2000年的基础上翻两翻，进入中上等收入国家行列。年份GDP（万亿人民币）人均（美元/年）20008.94681090*200515.01400*201021.519002020433500表1近几年我国GDP与人均收入统计近几年我国GDP与人均收入统计0500100015002000250030003500400045002000200520102020GDP（百亿人民币）人均（美元/年）“十一五”年增速按8%计。2004年以后均按2004年不变价格计算。表1互相对照，可见目标宏伟，前景美好，而任务艰巨，需全国人民在党中央的领导下奋发努力。年份1990199119921996200020012002200320042005中国铁产量62376765758910721131011465417079202912518533040增量52882415532425321248947855钢产量65357100809310124128491516318225222342728034936增量56599323143062400950467656日本钢产量1130341096598139980106441028710775110501127011247美国钢产量89737974843295541009990109159904098909389.9日本、美国、俄罗斯、韩国钢产量总和32016.2表2我国钢铁产量高速增长（万吨）自1996年我国粗钢产量突破了1亿吨，到2000年增加到1.2849亿吨，四年间增加了2725万吨，而2001年产量达到了1.5163亿吨，仅1年时间就增加了2314万吨，2002年产量又比2001年增加了4009万吨。进入21世纪后，粗钢产量的增长速度比2000年前明显加快，特别到2005年粗钢产量较2004年以超常规的发展速度增加了7656万吨（增速比例为28%）生铁增加了7875万吨，一年钢的增加量比1991年全年粗钢产量还多556万吨，一年铁的增加量比1992年全年生铁产量还多286万吨，中国2005年的粗钢产量比日本、美国、俄罗斯、韩国四个国家当年的总产量3.2016亿吨还多2916.8万吨。以上数据充分说明我国现在是一个钢铁生产的大国。根据国际钢铁协会公布2005年全球粗钢产量11.294亿吨。2005年中国的钢铁产量占全球的30.93%。钢铁年产量这么大，发展这么快，给我国国民经济建设作出了重大贡献，起到了重大支撑作用。但也给国内外铁矿石生产带来了巨大压力，导致铁矿石供应紧张，矿价大幅度上涨。2005年国外铁矿石价格上涨71.5%，2006年价格比2005年又上涨了19%。年份200020012002200320042005自产铁矿石国产铁矿石/万吨224052170123143261603101042049总量*/万吨303813124935243382674192254469占炼铁用料比例/%65.5559.9557.8952.7246.6046.26进口铁矿进口铁矿量/万吨6997923011149148132080927526占炼铁用料比例/%34.4540.0542.5147.2855.3053.74表32000～2005年国产铁矿石、进口铁矿石和生铁量数及增长情况2国内铁矿石的生产及国外铁矿石的进口量高速增长0100002000030000400005000060000200020012002200320042005国产铁矿石/万吨总量*/万吨*⑴国产铁矿石总量=国产铁矿石量+未统计上来的地方小矿山铁矿石量（以生铁产量和炼铁用铁矿石的铁量平衡来估算）⑵国产铁矿石（33%Fe）生产铁精矿选矿比以2.3计算，1t生铁按消耗1.55t成品铁矿石计算2000～2005年国产铁矿石量数2000～2005年进口铁矿石量数进口铁矿量/万吨050001000015000200002500030000200020012002200320042005进口铁矿量/万吨我国铁矿石用量（万吨）2000年我国大中型骨干矿山铁矿产量2.2405亿吨，2005年增加到4.2049亿吨，5年时间增幅比例达87.64%，平均年增长率17.53%，增速不谓之不快（建高炉易，建矿山难），可是还远远不能满足钢铁发展需求。2005年除进口铁矿石2.7526亿吨，（使我国炼铁对国外铁矿石的依赖度达53.74%），尚缺1.242亿吨，怎么办，由我国地方小矿点生产弥补，使2005年国产铁矿石的实际总产量达到了5.4469亿吨。在国内铁矿石供应严重短缺，紧张情况下，铁矿石价格居高不下，生产铁矿石高利润的刺激下，地方小矿山、小矿点一拥而上，形成了见矿就开的全民办矿高潮，只有球磨机不要分级机，磨碎就选的土法上马，连含铁只有10%左右的磁铁矿石也有人开采。这种乱采乱挖现象虽不值得提倡，但确实起了弥补不足的作用。3国产及进口锰矿石量增长迅速素有无锰不成钢之说，90%以上的锰都用在钢铁工业中，国内吨钢消费锰成品矿石（含锰30%）4%左右。我国锰矿资源有4.8683亿吨，占世界总锰矿石总储量的5.9%，但目前可经济开采利用的仅1.2665亿吨，其中93%为贫锰矿（平均含锰22%）。国内锰矿石生产量由1949年的1000吨发展到1996年的766万吨。2000年后，随着钢铁产量快速增长，国产锰矿石产量缺口更大，自1983年开始进口优质富锰矿以后，逐年增加，2001年我国产钢1.28亿吨，当年消耗锰成品矿606万吨，其中国产锰成品矿350万吨，进口锰成品矿石256万吨。2005年我国产钢3.49亿吨，国产成品锰矿石1050万吨（其中有450万吨碳酸锰，含锰18%），进口锰矿石量为457.84万吨，增长迅速。4铁、锰矿石选矿技术进步显著近年来，我国铁矿石选矿设备、选矿工艺技术有重大突破、重大进展，新思路、新设计、新产品百花齐放，研制出多种具有我国自主知识产权的专利产品。4铁、锰矿石选矿技术进步显著4.1选矿设备新进展4.1.1细粒分级设备上世纪50年代初期，美国德瑞克公司德瑞克先生发明第一台三路给料高频振动细筛是个创新和发明，提高了筛分处理能力和筛分效率，但是当时筛网使用金属丝编织而成，开孔率低，使用寿命短。随着公司多年不断的改进，上世纪80年代后期，推出了重叠式筛网，高效耐磨防堵聚胺酯细筛网（80年代初期，最细孔径可达0.23mm，89～94年可生产0.18mm聚胺酯细筛网,4.1选矿设备新进展到90年代后期，最细孔径可达0.1mm）的生产和应用，开辟了提高磁性铁燧岩矿石（国内称鞍山式磁铁矿石）铁精矿品位，降低了SiO2含量的新途径。这个控制铁精矿中SiO2含量的方法最简便，铁矿物细，铁-石英连生体粗，用0.1mm筛网筛分即可把连生体留在筛上，大幅度降低筛下铁精矿中SiO2含量。在美洲铁矿山很快推广应用起来。2000年后在我国也很快得到了应用，效果很好，如莱钢鲁南，太钢尖山、峨口等选厂，该筛网使用寿命可到9—12个月。4.1选矿设备新进展我国长沙矿冶研究院、唐山陆凯公司组织研制生产出了GPS高频振动细筛和MVS振网筛（钢丝网），筛孔最细也可达到0.1mm、0.09mm，在我国攀枝花选矿厂、鞍山大孤山、弓长岭、本钢歪头山、南芬、武钢程潮等磁铁矿石选矿厂得到了广泛应用。对我国提铁降硅、提高精矿质量起到了重要作用。磁选柱是鞍山钢铁学院刘秉裕教授等研制而成，是一种磁力和重力相结合的磁力脉动低磁场的磁重选矿机，近几年在本钢南芬、歪头山磁铁矿选矿厂生产应用良好。4.1.2磁选柱指标给矿品位精矿品位铁收率TFeSiO2TFeSiO2TFe南芬选矿厂67.506.5069.313.3098.5歪头山选矿厂65.948.0569.203.9898.0表4磁选柱提高本钢弱磁选铁精矿质量工业试验结果/%长沙矿冶研究院曹志良教授经几年研制成功，分选6～0.074mm锰矿石，在广西大新、云南斗南锰矿应用效果良好，和常用的CS-1感受应辊式强磁选机分选效果相比，在锰精矿品位相近的条件下，锰的回收率提高27～31个百分点，其分选效果明显。4.1.3广义分选空间湿式永磁强磁选机矿山机型原矿品位精矿产率精矿品位尾矿品位精矿回收率大新锰矿CS-117.9762.2820.8113.2872.12广义强磁机17.1277.7220.624.9193.61斗南锰矿CS-117.6538.4327.6311.4260.16广义强磁机17.4757.0526.865.0287.70表5两种强磁选机分选对比试验结果（%）4.1.4BX弱磁选机该磁选机由包头王美华公司研制成功，酒泉选矿厂也有较大贡献。该机为多磁极大包角高梯度强冲洗半逆流磁选机，其特点有：⑴BX磁选机磁极头数多（8极、10极，原来普通磁选机只有4极或5极）；⑵BX磁选机磁系包角大（140°，原来磁选机105°）；⑶BX磁选机磁场强度高（180±10mT，原来普通磁选机磁场强度130±10mT）⑷在卸矿喷水管下部的精选区另设有一根高压喷水管；⑸尾矿溢流口高。4.1.4BX弱磁选机由于该机具有上述特点，与原磁选机相比，磁路长，磁性矿物翻滚次数多，排精矿端另加设有冲洗水易剔除夹杂其间的脉石和贫连生体，提高作业精矿品位1～2个百分点。磁路长、强度高，保证尾矿含铁低1～2个百分点。目前该机已在磁铁矿选矿厂普遍应用。该机是赣州有色冶金研究所熊大和博士从1987年8月工业上研制Slon-1000型，直到2001年在齐大山SLON-1750mm强磁机要鞍钢选矿厂应用成功历经14年，4种机型的多次改进及艰辛劳动，终于获得全国选矿界的广泛认可。该机具有冲洗精矿方向与给矿方向相反的，粗颗粒不必穿过磁介质便可冲洗出来，避免了堵塞，该机脉动机构驱动矿浆产生脉动，可使分选区内矿粒保持松散状态，磁性颗粒容易被磁介质捕获，非磁颗粒能尽快穿过磁介质进入尾矿。4.1.5SLON高梯度脉动强磁选机4.1.5SLON高梯度脉动强磁选机所以精矿品位高，尾矿品位低。较好的解决了我国贫细杂红铁矿的选矿难题。它是在前人研制的立环高梯度强磁选机的基础上增加了脉动机构和使用圆棒磁性介质，从而使铁精矿品位较以前有较大的提高。它较好地解决了贫红铁矿选矿中的难题。分选试验对比结果见表6。对于细粒锰矿石的选矿较以前强磁选机分选效果也有明显提高，具有富集比大、选矿效率高、适应性强等优点，分选试验结果见表7。4.1.5SLON高梯度脉动强磁选机设备名称台时能力/t·h-1给矿铁品位精矿铁品位尾矿铁品位作业回收率作业率Slon-200034.4315.4929.538.9360.6299.03平环-320034.5515.0425.8610.9647.0889.50差值-0.12+0.45+3.67-2.03+13.54+9.53表6Slon立环脉动高梯度强磁选机与平环强磁选机试验结果（%）表7Slon强磁选机分选试验结果（%）矿山矿石类型原矿品位精矿产率精矿品位尾矿品位精矿回收率内蒙金水菱锰矿8.8521.9330.392.8075.30甘肃永登菱锰矿16.9432.5231.889.7461.20福建连城氧化锰28.2739.4646.4716.3265.15广西木圭偏孟酸矿16.9531.6728.3611.6652.994.1.6磁场筛选机该机由郑州矿产综合综合研究所研制成功，和一般传统磁选机不同，磁性矿物不是靠磁场直接吸引，而是在低于普通磁选机数十倍的弱的均匀磁场中，利用单体铁矿物与脉石连生体磁性差异，使磁铁矿单体矿物实现有效团聚后粒度增大，沿筛面滚下进入精矿箱（筛孔比给矿最大颗粒尺寸大数倍），而脉石透过筛缝进入尾矿箱而分开。4.1.6磁场筛选机磁场筛选机外观照片磁筛在河南栾川金吉选厂应用磁筛在唐钢庙沟铁矿应用