铁矿选矿中存在的问题及优化方法研究

铁矿选矿中存在的问题及优化方法研究

缪沅振

玉溪矿业有限公司，云南玉溪653045

摘要：铁矿选矿是铁矿石加工过程中的关键环节，对提高矿石品位和提取率具有重要意义。然而，铁矿选矿过程中存在一些问题，限制了其效率和经济性。在大红山矿体开采深度持续增加的背景下，矿石性质变得更加复杂，硬度也在不断提升，可磨性变差，严重影响到流程稳定和选矿技术指标提升。本文将分析铁矿选矿中存在的问题及优化方法，结合相关项目简述FX-610型旋流器。

关键词：铁矿选矿；优化方法；矿石品位；经济性

在全球范围内，铁矿矿石的需求量持续增长，因为铁是现代工业的基础材料之一。然而，铁矿选矿过程中存在一些问题，这些问题限制了选矿过程的效率和经济性，同时也影响了最终产品的质量。本论文旨在研究铁矿选矿中存在的问题，并探讨一系列优化方法来改善选矿过程。通过对问题的深入分析和优化方法的应用，我们希望能够提高铁矿选矿的效率和经济性，同时增加最终产品的质量和市场竞争力。

一、铁矿选矿中存在的问题

（一）矿石品位波动问题

1.影响因素

铁矿石的品位波动是铁矿选矿中常见的问题。品位是指矿石中所含有价值矿物的含量。多种因素可以导致矿石品位的波动，包括矿石矿体的异质性、矿床地质条件的变化、采矿方法的不同以及采样和分析误差等。这些因素导致了矿石品位在空间和时间上的不均匀分布，给选矿过程带来了困难。

2.后果和挑战

矿石品位波动给铁矿选矿过程带来了一系列后果和挑战。首先，由于矿石品位的不稳定性，选矿过程中的产量和品位往往难以稳定控制，导致了资源的浪费和能源的过度消耗。其次，矿石品位的波动也增加了选矿工艺的复杂性，使得选矿设备的运行参数和操作条件需要频繁调整，降低了选矿过程的效率和稳定性。此外，矿石品位的不稳定性还会影响到最终产品的质量和市场竞争力【1】。

（二）矿石颗粒大小分布不均匀问题

1.影响因素

铁矿石的颗粒大小分布不均匀也是铁矿选矿过程中的一个重要问题，见图1。矿石颗粒的大小对选矿过程中的矿石分选效果和提取率具有重要影响。影响矿石颗粒大小分布的因素包括矿石矿物成分的差异、矿石破碎和磨矿过程中的不均匀性、选矿设备的不适当以及操作不当等。

图1 铁矿石颗粒大小分布不均匀

2.后果和挑战

矿石颗粒大小分布不均匀给铁矿选矿过程带来了一系列后果和挑战。首先，过大或过小的矿石颗粒会导致选矿设备的运行不稳定，降低了选矿过程的效率和分选效果。其次，矿石颗粒大小分布的不均匀性也增加了选矿过程中的能耗和磨损，进一步增加了生产成本。此外，颗粒大小不均匀还可能导致矿石的堆积和流动问题，影响到选矿过程的工艺控制和操作稳定性。

（三）矿石矿物组成复杂问题

1.影响因素

铁矿石的矿物组成复杂是另一个常见的问题。铁矿石中存在多种矿物，包括铁矿物和非铁矿物。矿石矿物组成的复杂性受到矿石矿床的成因和地质历史的影响。矿石中的各种矿物具有不同的物理和化学特性，对选矿过程中的分离和提取造成了困难。

2.后果和挑战

铁矿石的矿物组成复杂性给选矿过程带来了一系列后果和挑战。首先，不同矿物的物理和化学性质差异使得它们在选矿过程中的分离和提取困难，导致矿石中有价值的矿物未能得到充分提取，同时也限制了杂质的去除效果。其次，矿石中的某些矿物可能会对选矿设备和工艺造成磨损和堵塞，降低设备的寿命和稳定性。此外，矿石矿物组成的复杂性还会对选矿过程的工艺控制和操作稳定性产生负面影响。
二、优化方法

（一）先进的矿石预处理技术

1.磁选技术

磁选技术是一种常用的矿石预处理方法，利用矿石中磁性矿物与非磁性矿物之间的差异进行分离。通过应用高梯度磁选、强磁选等先进的磁选设备，可以有效地去除矿石中的磁性杂质，并提高矿石品位。磁选技术在铁矿选矿中具有广泛的应用，并且不会引入化学污染物，具有环保的优势【2】。

2.浮选技术

浮选技术是一种基于矿石矿物表面性质的物理处理方法，通过气泡与矿石颗粒的附着和升浮，实现矿物的分离和提取。在铁矿选矿中，浮选技术可以有效地去除矿石中的非铁矿物，并提高铁矿石的品位和提取率。同时，浮选技术还可以应用于复杂矿石的分级处理，进一步提高选矿过程的效果和经济性。3.重选技术

重选技术是利用矿石颗粒的密度差异进行分离的一种方法。通过应用重力选矿、离心选矿等重选设备，可以实现矿石中不同密度的矿物的分离。在铁矿选矿中，重选技术可以用于去除矿石中的轻质杂质，同时提高铁矿石的品位和提取率。重选技术具有操作简单、设备成本低等优势，在实际生产中得到了广泛应用。

（二）引入先进的自动化设备和控制系统

1.自动化设备的应用

引入先进的自动化设备可以提高铁矿选矿过程的自动化水平和生产效率。例如，自动化矿石分选设备可以通过先进的传感器和图像处理技术，实时监测和分析矿石的颗粒大小和品位分布，并自动调整分选参数，以实现最佳的分选效果。此外，自动化输送设备、破碎设备和磨矿设备的应用也可以提高选矿过程的自动化程度和操作稳定性。项目中采用两套磨矿系统，磨矿工艺流程为一段闭路磨矿如图2所示，磨矿及分级设备配置的是2台φ3.6×4.5m溢流型球磨机，平行配置φ600mm×4旋流器（每台渣浆泵对应2台旋流器），分级产品直接进入浮选。

图2 Ⅲ系列磨矿分级流程图

2.控制系统的优化

优化选矿过程的控制系统是提高选矿效果和经济性的关键。通过引入先进的控制算法和优化模型，可以实现选矿过程的实时监控、数据分析和自动调整。例如，采用模型预测控制技术可以根据实时的矿石特性和工艺参数，预测矿石的品位和品质，并自动调整工艺参数以实现最佳的选矿效果。此外，还可以通过优化能耗、降低废弃物排放等措施，实现选矿过程的可持续发展【3】。

通过应用先进的矿石预处理技术、引入自动化设备和优化控制系统，以及优化矿石破碎和磨矿工艺，可以显著提高铁矿选矿过程的效率。首先，先进的矿石预处理技术能够更有效地去除矿石中的杂质和非铁矿物，提高铁矿石的品位和提取率。其次，引入自动化设备和优化控制系统能够实现选矿过程的实时监测、数据分析和自动调整，提高生产过程的自动化水平和操作稳定性。此外，优化矿石破碎和磨矿工艺可以实现矿石的有效破碎、颗粒大小的控制和磨细，进一步提高选矿过程的效果和能耗效率。这些优化方法的应用将显著提高选矿过程的生产效率和产量。

（三）优化矿石破碎和磨矿工艺

1.破碎工艺的优化

破碎是铁矿选矿过程中的关键步骤，对矿石的颗粒大小和矿石中矿物的解离程度具有重要影响。通过优化破碎设备的选择、破碎参数的调整和破碎过程的控制，可以实现矿石的有效破碎和颗粒大小的控制。合理的破碎工艺可以提高选矿过程中的矿石分选效果和能耗效率【4】。

2.磨矿工艺的优化

磨矿是铁矿选矿过程中的另一个关键步骤，对矿石的细度和矿物的解离程度具有重要影响。通过优化磨矿设备的选择、磨矿介质的选用、磨矿参数的调整和磨矿过程的控制，可以实现矿石的有效磨细和矿物的解离。优化的磨矿工艺可以提高选矿过程中的提取率、降低能耗和提高产品的细度。

三、结语

综上所述，本论文对铁矿选矿中存在的问题及优化方法进行了深入研究和探讨。在铁矿选矿过程中，存在着矿石品位波动、矿石颗粒大小分布不均匀和矿石矿物组成复杂等问题，这些问题给选矿过程带来了诸多挑战和难题。通过对铁矿选矿中存在的问题及优化方法的研究，我们可以看到优化方法对于解决选矿过程中的难题具有重要意义。这些方法不仅提高了选矿效率，降低了生产成本，还提升了产品质量和市场竞争力。希望本论文的研究成果能够为铁矿选矿行业的发展和改进提供有益的参考，促进该领域的可持续发展和进步。

参考文献

[1]于忠涛.司家营铁矿氧化矿石选矿流程优化研究[J].现代矿业, 2022, 38(4):4.

[2]刘鑫.钒页岩超极限螺旋溜槽分选过程优化及预富集工艺研究[D].武汉科技大学,2017.

[3]夏忠勇.铁矿选矿工艺设计优化研究[J].中国金属通报, 2021, 000(006):36-37.

[4]刘娟.攀枝花钛资源制备沸腾氯化用富钛原料研究进展[J].中国有色冶金, 2018, 47(06):60-64.