贺爱平电解提银
【摘 要】总结鄂西高磷铁矿不同选冶工艺的技术性、经济性和工业化的可能性,介绍该区铁矿开发现状,提出应根据矿石工艺特征、钢铁冶金产品发展方向、业主投资意愿和铁矿供给形势之异同,制定不同的开发利用技术路线,争取早日开发鄂西铁矿. 煤气阀【期刊名称】《资源环境与工程》
【年(卷),期】2013(027)005
【总页数】6页(P688-693)
【关键词】高磷鲕状铁矿;矿石工艺特征;开发利用技术
【作 者】贺爱平
假山模型【作者单位】中南冶金地质研究所,湖北宜昌443000
【正文语种】中 文
【中图分类】P618.31;TD92
塑胶铆钉鄂西是中国高磷鲕状赤铁矿矿集区，已探明资源量20亿t，潜在资源量15亿t以上。矿床规模大而集中，在面积不大的宜昌、恩施两地区，有大型铁矿4处、中型铁矿25处(部分经进一步勘查可上升为大型)、小型铁矿23处。鄂西铁矿资源总量堪比中国十大铁矿任一矿区资源量，其资源量占全国同类铁矿资源总量的53.6%，占湖北省铁矿资源总量的68.2%，占湖北省铁矿保有储量的80%以上，是湖北省乃至中国未来铁矿资源的重要保障。因矿石中铁矿物嵌布粒度微细、磷含量高，铁矿物与铝、硅、磷质脉石矿物呈鲕状、豆状、肾状等复杂形式产出，机械选矿提铁脱磷困难，精矿铁品位难于大幅提高，使得这一类铁矿资源一直不能满足中国钢铁企业现有生产工艺的需求，未能大规模开发利用。
中国钢铁产量巨大，铁矿石自给率低，对进口铁矿依赖程度高，致使近十年来国际铁矿价格一路大幅上扬(见表1)。虽然进口优质铁矿提高了钢铁冶炼原料品质，使高炉冶炼技术指标有较大提升，但过高的铁矿价格兑冲了上述技术指标提升带来的效益，导致全国钢企利润率极低。2011年中国部分钢企出现亏损，全国大中型骨干钢企平均利润率仅为2.4%;201
2年二季度起，全国国有钢企大面积出现亏损。
面对国内铁矿供应不足的瓶颈，中国采取加大国外矿权投资、整顿铁矿进口秩序等措施应对。但国外投资环境复杂多变，勘查和开发成本高，故对国外铁矿依赖的程度不能太高，勘查和开发国内铁矿资源是保障中国铁矿资源战略安全的基础。
鉴于中国严峻的铁矿供给形势、国家铁矿资源开发战略与规划和近些年高磷铁矿选冶技术的较大突破，鄂西高磷铁矿已具备了较好的半工业乃至工业开发试验条件。而采用何种工艺技术路线开发利用这一资源，则需根据不同矿区矿石工艺特征和不同投资主体的目标意愿来确定。 北京矿冶研究院邵广全教授等对宜昌长阳火烧坪高磷铁矿进行了实验室反浮选扩大试验研究，获得的铁精矿TFe＞57%、P 0.22%、铁回收率＞78%。该工艺矿石入选粒度较粗(70% －0.075 mm)，并将磁铁矿选矿中精矿细筛除杂工艺加以应用，所获铁精矿各项技术指标均较好。这一技术已在长阳新首钢矿业有限公司50万t规模工业试验选厂得到较好应用，工业试验时，通过进一步对浮选药剂和流程的优化，脱磷率得到进一步提高。
中国地质科学院矿产综合利用研究所张裕书研究员等，在实验室扩大试验条件下，采用脱泥—阴离子反浮选脱磷—阳离子反浮选脱硅工艺，处理恩施建始官店高磷酸性铁矿，所获铁精矿TFe＞57%、P＜0.3%、铁回收率＞80%。该工艺中采用了自主研发的EM-501脱磷捕收剂和EM-506脱硅捕收剂［1］，选矿综合成本为150元/t精矿左右。用该工艺处理重庆巫山桃花高磷酸性富矿(TFe50%左右)，获铁精矿TFe＞56%、P0.18%、回收率＞80%。采用强磁选—反浮选脱磷脱硅工艺处理巫山桃花酸性贫矿，扩大试验结果为铁精矿 TFe53.41%、P0.26%、回收率 ＞70%，这一成果获得了业主重钢公司的认可，认为“工艺流程简单、环保、经济、实用、易工业化”，为此，重钢公司在巫山桃花矿区正在兴建年处理80万t矿石工业试验选厂。
在实验室小型试验条件下，采用重选(脱泥)—反浮选工艺处理鄂西高磷铁矿获得较好指标的研究成果还有:北京矿冶研究总院纪军教授(原矿TFe52.59%，精矿 TFe54.11%，P 0.23%、回收率 90.57%)［2］、曾克文(原矿 TFe42.66%、精矿 45.22%、P0.23%、回收率84.74%)［3］;中南冶金地质研究所苏恩清等(原矿TFe46.30%、精矿 TFe54.15%、P0.228%、回收率77.0%)、贺爱平(原矿 TFe48.5%、精矿 TFe55.32%、P0.24%、回收率79.42%);湖北三鑫公司朱江等(原矿 TFe45.87%、精矿 TFe57.09%、P0.163%、回收率71.
76%)［4］。
张裕书等采用焙烧—磁选—反浮选脱磷工艺处理巫山桃花低品位酸性矿，原矿TFe41%左右、P0.77%左右，获精矿 TFe57%、P0.22%、回收率 73%［5］;长沙矿冶研究院王秋林等采用该工艺处理高酸度高磷铁矿，原矿TFe43.5%、P0.85%，获精矿TFe61.88%、P0.25%、回收率79.95%［6］;武汉工程大学张汉泉等采用该工艺处理TFe43.76%、P0.84% 的 鄂 西 高 磷 铁 矿，获 精 矿TFe59.87%、P0.28%、回收率 71.08%［7］;中南冶金地质研究所采用磁化焙烧—磁选处理长阳火烧坪低品位半自熔性矿，原矿TFe42%左右、P0.96%，获精矿TFe61%左右、P0.45%、回收率86%;武汉理工大学、昆明理工大学、武汉科技大学、浙江大学等均进行过焙烧—磁选处理鄂西高磷铁矿的试验，所获铁精矿TFe77% ～87%，但其中磷含量均超标［8－10］。
云朵制造机上述研究大多局限于实验室小型试验，所获产品技术指标相对该工艺的经济成本和环境成本，并不太理想。
20世纪70年代始，地矿部峨眉矿产综合利用研究所、中南冶金地质研究所等多家科研单位，均开展过用鄂西高磷铁矿原矿或精矿金属化焙烧—磁选生产还原铁的试验研究;所获还
原铁产品TFe在90%以上，铁回收率90%左右，但还原铁中的磷反而得到富集。
近些年，北京科技大学、中南大学等在高磷铁矿加盐焙烧—磁选生产低磷还原铁方面取得重大突破。焙烧过程中加入碱金属或碱土金属盐及其它辅助添加剂，可与高磷铁矿中的硅、铝脉石矿物生成铝酸盐和铝硅酸盐，改变了硅、铝元素物相、破坏了原有的鲕状结构，从而使硅、铝、磷等脉石矿物通过细磨与铁矿物解离开来;同时加盐焙烧使赤铁矿、褐铁矿晶格点阵发生畸变、产生微孔，使还原氛更易扩散到反应界面上，从而加速了氧化铁的还原反应［11］。对恩施建始县官店凉水井矿区高磷铁矿进行的实验室小型试验结果为:原矿 TFe43.65%、P0.83%，还原铁 TFe92.34%、P0.025%、回收率 90.30%［12］;工业试验结果为:原矿TFe42.59%、P0.87%，还原铁 TFe92.56%、P0.089%、回收率82.77%。该工艺处理鄂西高磷铁矿所获产品技术经济指标先进，达到了项目业主武钢集团对产品品质的要求。初步成本概算，该工艺经济上可行［13］。
中南冶金地质研究所对建始官店伍家河矿区高磷铁矿进行了加盐金属化焙烧—磁选试验研究，原矿TFe41.80%、P0.85%，还原铁 TFe90.91%、P0.08%、回收率91.22%;研究结果还认为，采用该类工艺处理鄂西高磷铁矿，磁选产生的尾矿为高铝高硅矿物微细粉体，因
经过高温焙烧，硅、铝质具有一定反应活性，其物化性质类似炼钢厂细磨钢渣，可与水泥熟料矿物成分反应，因此可作为水泥混凝土矿物掺合料使用，从而实现该工艺的无尾排放［14］。
转炉吹炼脱磷工艺技术始于20世纪30年代法、德、比、卢和前苏联等国，用于处理高磷铁水并综合回收钢渣磷肥(缓释磷肥、适合做基肥)。后发展为氧气顶吹转炉冶炼、氧气底吹转炉冶炼和顶底复吹转炉冶炼对高磷铁水脱磷，同时回收钢渣磷肥。 为进一步降低钢产品中磷含量，提高钢种规格和质量，也为减轻转炉炼钢负担、缩短转炉冶炼周期、提高转炉产量、减少转炉渣量、节省转炉造渣成本，在前述高炉冶炼高磷铁矿—转炉顶(底或顶底复)吹脱磷工艺的基础上，日本、美国和韩国等一些冶金技术比较先进的国家，相继开发和实施了铁水三脱预处理技术。即高炉冶炼出来的高磷铁水在进入转炉炼钢之前，在铁水沟、罐、铁水包或专用冶金炉进行脱硅、脱硫和脱磷预处理。
中国于20世纪60年代中后期，在涟源钢铁厂82 m3高炉上进行了高磷铁矿原矿全块矿、配矿和全烧结矿冶炼高磷生铁试验，均取得了成功。同时在中科院化工冶金所进行了氧气顶吹转炉冶炼含磷4%高磷铁水试验，获得成功;在唐山钢厂进行了转炉纯氧顶吹冶炼高磷生
铁的炼钢工业试验，先后吹炼含磷1.4% ～1.7%的涟源高磷生铁1 010 t，含磷2% ～2.5%的长阳高磷生铁 1 000 t，生产出 08 镇、16Mn、25MnSi、及 5号钢等普碳钢和低合金钢;1971年在马钢8 t卡尔多转炉上冶炼含磷2.4% ～3.35%高磷生铁，成功地炼出了电机硅钢、40Cr合金结构钢、60Si2Mn弹簧钢、T9碳类工具钢等钢种;1974—1976年在马钢二炼厂8号LD转炉上采用氧气顶吹法及12 t转炉上采用氧气底吹法进行了高磷生铁炼钢工业试验，用含磷1.6%～2.0%的高磷生铁成功炼出了多型钢材。
