国内贫杂难选铁矿石的利用现状研究

随着国内易选铁矿石的大量开采，越来越多的贫铁矿被开采，对于贫铁矿的开采利用成为近年来行业研究的重点。本文就国内贫铁矿资源利用现状进行研究。

我国对贫杂难选铁矿资源难以利用的原因主要有：1）含铁品位低，矿山经济效益差；2）复杂难选，选铁尾矿量大，环境污染，难以处理；3）对于贫杂难选铁矿高能生态化综合利用的工业化技术还不完善。为此，结合国家“十二五”科学和技术发展规划中提出的“矿产资源高能开采、绿色选冶、效率高利用”方针，研究开发高能、生态化的贫杂矿利用技术，强化我国深部、复杂难采选铁矿石和超贫表外矿资源的利用研究，对钢铁工业的可持续发展开发具有重要意义。

我国贫杂铁矿的特点和利用方法

国产资源中，约有97%的铁矿储备品位低于35%，低于世界平均品位11%，属贫矿。矿石类型主要为磁铁矿石、钒钛磁铁矿石、赤铁矿、菱铁矿石、褐铁矿和混合铁矿。磁铁矿石的平均品位为36.25%，钒钛磁铁矿石的平均品位为29.89%，菱铁矿石的平均品位为32.42%。

这些矿石的特点是铁氧化物的晶粒微细，与脉石嵌布紧密，部分褐铁矿呈胶质状，单体解离度低。其中一些不可选或难选铁矿、多金属共生矿，其矿物组成及结构复杂，难以通过常规方法富集，而改变铁矿物的结构（褐铁矿、菱铁矿转化为磁铁矿）的方法工业实施难度大，且一些超低贫矿若通过还原方法生产，其还原产率低、渣量大、有害元素高，难以实现有效分离。

目前贫杂铁矿利用的主要方法包括富选技术，代替铁粉或粘土生产水泥熟料，制备熔融还原铁及微晶玻璃，开发利用选铁尾矿作为参料生产胶凝材料以及生产直接还原铁。其中富选技术对贫杂矿品位的提高能力比较有限，煅烧水泥熟料经济效益不高，熔融还原铁同时制备微晶玻璃法以及进行直接还原铁生产相对较有成效，但这类方法受限于贫铁矿矿物还原性特征限制，而且脉石成分没有得到充分利用。

贫杂难选铁矿高能生态化利用现状

1、高能选矿－深度还原一体化技术

高能选矿－深度还原一体化技术是指在低于熔融还原温度和更强的还原气氛下，将复杂难选铁矿中铁矿物还原为金属铁，使其生长为一定粒度铁颗粒并被筛出的过程。

近年来我国研究人员采用该技术处理低品位复杂难处理铁矿石，且取得了一定成就。如倪文等人利用了深度还原－磁选方法对难选鲕状赤铁矿进行了研究，研究发现还原温度为1200℃、还原时间为2h及碱度为0.2的条件下，用磁选机磁选，可获得品位为91.94%、回收率为95.85%的深度还原铁粉。

2、流态化磁化焙烧

磁化焙烧利用煤、天然气等还原剂将弱磁性铁矿还原成强磁性铁矿，而脉石矿物的磁性变化很小或不变，然后经磁选即可将铁矿石与脉石选别，主要用于处理赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等弱磁性铁矿石。近年来国内外针对复杂难选铁矿石，采用流态化磁化焙烧技术，降低了选矿成本，提升了焙烧效率。

3、低品质难选矿转底炉制粒铁

目前我国许多学者针对低品质难选高磷鲕状赤铁矿进行了转底炉还原研究，研究表明在高磷矿加适量还原剂和脱磷剂压制成球，在转底炉内直接还原，获得了金属化率为85%~92%的直接还原铁，脱磷率在90%以上。对钒钛磁铁精矿含碳球团单层球及多层球转底炉还原过程进行了研究，结果表明，3层球团在还原35min时可以达到约92%的金属化率。

贫杂难选铁矿利用技术优劣对比

贫杂及难选铁矿资源利用技术除了熔融还原和直接还原提铁、生产水泥、微晶玻璃及胶凝材料等外，高能选矿－深度还原一体化技术、流态化磁化焙烧技术以及转底炉直接还原粒铁都是目前比较有效的技术流程。

其中直接还原提铁技术是利用贫铁矿较好的技术之一，其直接还原铁可以供转炉或电炉炼钢使用，但是该方法对矿石的结构及还原性要求高。对于低品质复杂难选铁矿石利用常规的直接还原技术，则铁回收率低于高能成熟的提铁技术，如深度还原技术、转底炉技术等。

相比传统的焙烧技术，流态化磁化焙烧技术有着较大的优势，但该技术对焙烧原料要求较高，细粒物料流态化损失大。高能选矿－深度还原技术对复杂难选铁矿石可以很好地还原选别，但其物料容易与耐火材料粘结，技术要求较高，而且设备投入较大。

转底炉直接还原冶炼技术具有工艺简单、技术成熟、对原料适应性强、资源回收率高等优点。但是，由于转底炉目前面临耐材及铺底料的问题未解决好、粒铁产品硫含量高、转底炉内生成粒状固态生铁需要的冷凝段过长使生产效率太低等难题，使其至今未能实现商业化生产。

综合上述贫杂难选铁矿利用技术各自优劣特征，需要考虑综合利用技术。未来发展的趋势应该不仅利用其中的铁和稀有贵重金属资源，而且还应对脉石成分加以有效利用，减少堆存，以实现资源的高能生态化利用。

利用深度还原技术对贫杂及难选铁矿石可以很好地还原选别的技术特征，选择深度还原作为1个有效的可选技术流程；此外，综合考虑对铁矿脉石的综合利用，在配制还原剂的过程中，加入添加剂，直接生产胶凝材料。该工艺可实现资源优化配置，并减少脉石大量堆存造成的环境问题，不失为实现铁矿资源可持续发展及生态化利用的可行途径。

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