难选铁矿石闪速磁化焙烧的重大技术突破.pdf

选矿领域的重大突破悬浮式闪速磁化焙烧 技术简 介湖南长拓高科冶金有限公司二零一四年三月目 录一、 中国铁矿 .............................................1二、 核心技术 .............................................2三、 工业试验 .............................................3四、 应用领域 .............................................3五、 八大优势 .............................................3六、 经济效果 .............................................5附录一 、名词释义 ..........................................8附录二 、项目历史 ..........................................9附录三 、技术团队 ..........................................111选矿领域的重大突破悬浮式闪速磁化焙烧技术简 介“ 悬浮式闪速磁化焙烧技术 ” 是 中国工程院 余永富院士 及其 领导 的技术团队 ，历时十余年研究与实验 ，在低品位复杂难选铁矿的选矿领域取得重大突破的高新技术 。

2006 年，该课题列入国家 “十一五 ”重点科技项目 2008 年入选 “973”国家重点基础研究发展计划课题 得到国家科研资金支持 长沙矿冶研究院和武汉理工大学完成该技术的理论研究 、试验室热态小型试验等工作2012 年湖南长拓高科冶金有限公司投资建设 “5 万吨 /年悬浮式闪速磁化焙烧 工业试验 生产线 ”2013 年成功完成 工业化试验 生产 生产结果表 明该技术已具备大规模工业化生产应用条件 2014 年，湖北某矿 投资 建设 “60 万吨 /年悬浮式闪速磁化焙烧与磁选 生产线 ”，预计 2014 年底投产 湖南长拓高科冶金有限公司是 “ 悬浮式闪速磁化焙烧专利 技术 ” 的持有者及实施方 ，拥有 相关技术 专利 20 余项余永富院士 担任公司名誉董事长 、董事、首席科学家 公司 主营业务 ：复杂难选铁矿石分选技术研究 ；为矿山企业 、选矿企业和钢铁企业提供 “ 悬浮式闪速磁化焙烧技术 ” 使用授权 ；承担 “悬浮式闪速磁化焙烧与磁选生产线 ”工程设计 、核心装备制造 、技术 支持等 ；以及投资 、建设 、运营 “悬浮式闪速磁化焙烧与磁选生产线 ”一、中国铁矿我国已查明铁矿资源储量约 607 亿吨 ，约占世界铁矿储量的 16%。

但我国铁矿资源储量中约 97.5%为贫铁矿 ，具有 “贫、细、杂”等特点 贫铁矿资源中约有一半为复杂难选铁矿 ，共生有赤铁矿 、菱铁矿 、褐铁矿 、针铁矿等 ，还伴生大量物理 、化学性质与其相近的含铁硅酸盐等肪石矿物 ，分选难度很大 目前 ，仅有少部分贫铁矿资源在低水平开采利用 ，致使宝贵的矿山资源流失于尾矿中 我国现有各类大型尾矿库 2700 多座 ，累积堆存量超过 50 亿吨 ，有些尾矿中的含铁比例尚有分选价值 这不仅造成资源浪费 ，而且很多尾矿库在超负荷或违规超期服役 ，污染环境且存在重大安全隐患 进入 21 世纪以来 ，随着我国现代化建设进程的加快 ，钢铁工业迅猛发展 ，2现在 中国钢产量 约占全球总产量的一半 ，但所需要的铁矿石大多数依赖全球矿业巨头 2003 年中国铁矿石进口量超过日本 ，成为世界上最大的铁矿石进口国 2013 年中国铁矿石进口量 8.19 亿吨 ，对外依存度达 72%中国海关总署最近公布的数据显示 ，2014 年 1～4 月，中国进口铁矿石 3.05 亿吨 ，较上年同期增长 20.7%，进口铁矿石均价人民币 758.7 元/吨中国 企业 经常抱怨外国供应商“垄断了 ”铁矿石的定价权 。

预计到 2016 年，中国铁矿石进口量将达到 9.6亿吨 ，相当于 我国铁矿石 总消费量的 77%一方面 ，国内钢铁企业花巨资购买国外高品位铁矿石 ；另一方面 ，国内大部分低品位铁矿和含铁尾矿尾渣未能开发利用 原因是我国铁矿选矿技术的成果主要集中在磁铁矿 、钒钛磁铁矿 、赤铁矿等强磁铁矿的研究上 而传统的强磁选矿技术对菱铁矿 、褐铁矿 、共生矿和含铁尾矿等少有磁性的铁矿资源无能为力 在现有的技术条件下 ，磁化焙烧是解决低品位复杂难选铁矿等难选矿物最有效的技术方法 但竖炉 、回转窑等传统磁化焙烧装置 ，存在着固有的 、难以克服的缺陷 ，如：入窑原矿粒度一般为 25mm,粉状矿不能入窑 ；原矿粒度粗 ，磁化反应难以深入完全 ，磁化率低 ；窑结圈 ，操作难度大 ，生产不稳定 ；单窑产能低 ，资源利用率较低等 悬浮式闪速磁化焙烧技术 ” 的成功 ，为复杂难选的低品位复杂难选铁矿资源开辟了一条高效率的 、低成本的 、经济效益好的选矿途径 该技术的推广和应用 ，将使我国几百亿吨因现有选矿技术限制而不能利用的呆矿 ，变成可利用的铁矿石资源 与回转窑磁化焙烧相比 ，采用 “悬浮式闪速磁化焙烧技术 ”，铁精矿生产成本可以降低 25～35%；选矿生产线的投资减少 20～50%；铁矿资源的利用率提高约 15 个百分点 。

而且 ，由于悬浮式闪速磁化焙烧技术能处理粉状物料 ，将促进钢铁工业和有色金属工业尾矿尾渣的资源化再利用 当前 ，中国钢铁企业应继续在全球铁矿石资产中购买权益 ，继续利用国际铁矿石资源 对内则要推广高效率的 、生产成本低的选矿方法 ，开发利用国内复杂难选的低品位铁矿资源和尾矿尾渣资源 有报道 称：中国计划整合国内矿业，打造铁矿石巨型企业 在未来 10 年，中国铁矿石 总消费量 的 50%将由国内供给 ，降低我 国钢铁产业对进口 铁矿石的 依存度 当国际铁矿石价格高涨时 ，减少铁矿石进口量 ；当国际铁矿石价格低时 ，则增加铁矿石进口量 打破铁矿石依赖进口的困局 ，提升中国对 国际 铁矿石的定价权 要实现此目标 ，国内需新增铁矿石产能超过 2 亿吨 /年，大部分产能只能来自复杂难选的低品位铁矿资源和尾矿尾渣 3“悬浮式闪速磁化焙烧技术 ”， 以其优异的性能及低成本优势 ，将为我国开发利用复杂难选的低品位铁矿资源和尾矿尾渣作出重大贡献 二、核心技术悬浮式闪速磁化焙烧核心技术 ： 以褐铁矿 、菱铁矿 、赤铁矿等 复杂难选的低品位铁矿或尾矿尾渣等 矿物为原料 ，磨细成粉 ，经多级预热后进入 悬浮式 磁化焙烧反应炉 。

磁化反应炉 内为 高温还原性 气氛 ，矿粉 在悬浮 状态下快速换热并在几秒钟内 快速磁化 ，获得 强磁性的焙烧矿 再经多级弱磁选 和反浮选 后得到高品位铁精矿 粉产品 工艺过程 ： 原料铁矿经破碎 、粉磨后入库储存 精确计量后的原料矿粉送入 磁化 焙烧系统 原矿粉与 磁化 焙烧炉排出的高温尾气进行多次气固换热 ，预热后的原矿粉进入悬浮式 磁化焙烧反应炉 从磁化炉排出的高温铁矿粉 ，采用密闭式间接换热器冷却 焙烧矿经多级弱磁选 、反浮选后得到高品位铁精矿粉 铁精矿粉经沉淀和过滤处理后 ，堆放在铁精矿堆棚 尾矿渣经沉淀和过滤处理后 ，堆放在尾矿堆场 尾矿渣可做为水泥原料或用于制砖 沉淀和过滤后的水循环使用 悬浮 磁化焙烧 炉的热源来自热风炉的高温烟气 煤、天然气 、煤制气 、可燃废气等 ，都可以作为热风炉的燃料 三、工业试验2012 年，湖南长拓高科冶金有限公司在长沙投资建设 5 万吨 /年悬浮式闪速磁化焙烧工业试验生产线 2013 年 1～2 月完成 5 万吨悬浮式闪速磁化焙烧工业试验生产 工业试验生产的原料矿来自湖北某矿 ，原料矿的化学成分列入 表1工业试验生产指标超过预期 ，原矿磁化率 94～98%，磁化炉设计产量 7.5t/h，实际产量稳定在 10t/h 以上 ，并保持良好稳定的运行状态 。

工业试验生产线未建磁选车间 ，采用磁选管 （场强 1800 Oe)做焙烧矿选矿试验 ，试验结果列入 表2表 2 中，弱磁精矿 TFe%数值 ，系采用磁选管一次选矿试验的结果 规模工业生产时 ，采用 多级弱磁选 和反浮选 ，铁精矿的品位可达到 60～63%连续 、稳定的生产结果表明 ，悬浮式闪速磁化焙烧工艺已具备大规模工业生产的条件 工业试验生产期间 ，获取了大量重要的生产数据 ，为规模工业生产线设计提供依据 4原 料 矿 化 学 成 分 (%) 表 1原料矿 TFe FeO Fe2O3 SiO2 Al2O3 CaO MgO MnO混合矿 33.93 13.38 33.64 20.26 1.60 5.64 1.34 2.21褐铁矿 35.37 1.39 49.02 25.83 2.42 1.46 0.28 -菱铁矿 31.41 28.92 12.77 13.47 1.03 11.20 3.12 -原料矿 K2O Na2O BaO P C S 烧失混合矿 0.17 0.032 0.95 0.029 3.92 0.76 18.2褐铁矿 0.21 0.025 4.69 0.025 0.80 1.00 9.39菱铁矿 0.10 0.024 0.49 0.011 7.43 0.45 25.845 万吨工业试验生产线焙烧矿平均试验结果 表 2矿石类型 原矿平均品位 % 产品名称 产率 % TFe% 回收率 %菱、褐混合铁矿 33.93弱磁精矿 70.4 58.6 94.89弱磁尾矿 29.6 6.32 5.11焙烧矿 100 41.18 100褐铁矿 35.37弱磁精矿 71.2 57.25 94.22弱磁尾矿 28.78 6.93 5.78焙烧矿 100 40.32 100菱铁矿31.41弱磁精矿 68.03 58.56 94.16弱磁尾矿 31.97 6.69 5.84焙烧矿 100 40.91 100四、应用领域“悬浮式闪速磁化焙烧技术 ” 以其优异的性能及低成本优势主要应用于以下领域 ：（1）赤铁矿 、褐铁矿 、菱铁矿等低品位复杂难选铁矿资源选矿领域 ；（2）以往矿山开采过程中废弃的尾矿资源化利用领域 ；（3）多元素共生的复合矿在选矿过程中排弃的中矿 、尾矿或尾渣资源化利用领域 ；（4）含铁 25%以上的工业废渣资源再利用领域 。

5）块状 、粒状 、粉状或泥状的原矿 、尾矿 、废渣 ，都可以作为悬浮式闪速磁化焙烧工艺生产线的原料 5五、八大优势1. 磁化速度快 ，生产效率高进入悬浮式闪速磁化焙烧炉的原料矿为细粉 ，比表面积大 ，磁化反应速度快在悬浮式磁化炉内 ，铁矿物的磁化反应仅需几秒钟即可完成 磁化反应速度是回转窖的 100 倍以上 悬浮式闪速磁化焙烧生产效率很高 ，单炉产能达 250万吨 /年以上 ，是回转窖的 5 倍竖炉 、回转窖等磁化焙烧装置的原料矿粒度约 25mm，磁化时间需数十分钟 回转窖单窑生产能力为 25～50 万吨 /年2. 磁化率高 ，无二次高温氧化进入悬浮式闪速磁化焙烧炉磁化炉内的原料矿为细粉 ，磁化反应完全 ，铁原矿磁化率高达 94～98%已磁化的焙烧矿从磁化炉排出 ，进入密闭式间接换热冷却器 ，高温铁矿粉不与空气接触 ，避免已磁化的焙烧矿再被氧化 可以说 ，原料矿粉从进入磁化炉直至从间接换热冷却器排出 ，再无接触氧气的机会 ，很高的磁化率得以保持 焙烧矿经多级磁选和浮选 ，可获得品位 60±2%的铁精矿 竖炉 、回转窑等磁化焙烧装置的原料矿粒度约 25mm，磁化反应难以深入完全而且 ，已磁化的铁矿石运行到竖炉或回转窑新鲜空气入口时 ，一部分已磁化的铁矿又被新鲜空气氧化 。

因此 ，竖炉或回转窑等磁化焙烧装置的磁化率上不去 ，导致一定量的铁进入尾矿排弃 ，资源利用率较低 3.原料适应范围广块状 、粒状 、粉状 、泥。