鞍山地区铁矿资源利用现状及建议
2012-11-13 14:04:19   来源： ()　   评论：0 点击：

 0  引言

    近些年来，我国国民经济持续、快速增长。2000～2005年国内钢产量由1．28亿t增长到3．45亿t，平均年增长幅度达到33．91％。而同时期的国内成品铁矿石仅由2．23亿t增长到3．19亿t，平均年增长幅度8．6％，远低于钢铁生产增长速度，已不能满足国内钢铁工业发展的需要，只有通过大幅度增加进口铁矿石，来满足国内钢铁企业的需求。进口铁矿石由2000年的不足0．9亿t增长到2005年的2．75亿t，年均增长速度达到41．11％。由于国内对进口铁精矿的强劲需求，在一定程度上引发了进口铁矿石价格的上涨，2005年的铁矿石价格比2003年上涨90．1％。铁矿资源已成为制约我国钢铁业健康发展的瓶颈。因此，利用好自有铁矿山已成为我国钢铁工业经济、安全、稳定运行的重要前提条件。鞍山地区拥有我国最丰富的铁矿石资源，为了更好地保护、开发、利用鞍山地区铁矿资源，近几年广大科技人员综合资源、采矿和选矿因素，对鞍山地区铁矿资源综合保护、开发、利用进行了大量的工作，通过依靠数字化矿山技术实现精确采矿、应用先进技术提高矿石回收率、充分发挥间断-连续开拓工艺的优势、优化选矿工艺流程及降低尾矿品位等工作，取得了较、

2铁矿石资源开采的综合技术研究

2．1  依靠数字化矿山技术实现精确采矿

为了改善矿山生产过程的粗放现象，引进了澳大利亚的Surpac一大型矿山工程软件。该软件可服务于地质勘探、矿山开采和生产计划，以及闭坑复垦等整个矿山的循环过程。目前东鞍山铁矿已应用该软件，采用勘探和生产数据相结合的赋值方法，精确地建立了资源模型(实体模型、块模型)和地质数据库，可以掌握精确到3m×3m×3．5m块体的各种数据。并在此基础上，通过在效益最大化目标函数的控制条件下，编制科学合理的采掘进度计划以指导日常的矿山生产作业，从而实现矿产资源的优化配置，使资源得到充分利用。同时建立 GPS定位系统，利用其高精度的定位功能，除了能够对采场的移动设备进行实时跟踪调度外，将其与矿山工程软件相结合，实现钻机钻孔的精确定位和挖掘机的定位采掘，使原本因某些因素导致矿岩交接部位的矿石未被回采的现象得到避免或大幅度减少。

2．2应用先进技术提高矿石回收率

    采用Exel导爆管雷管有效地完成分穿分爆工作。该产品具有延时精度高(误差是国内普通导爆雷管的1／10)、机械强度大及使用简便和安全可靠等特点。利用其延时精度高的特性可以在规模较大的爆区实现逐孔起爆，在获得理想爆破质量的同时，可准确控制矿岩的抛移方向，利用该特点在矿岩交界处采取控制爆破，使爆破后矿岩的接触线依然清晰，为矿岩分装、分运创造了条件，进一步降低了矿石的损失贫化，提高了矿石的回收率。该技术在弓长岭、齐大山和大孤山铁矿等已普遍推广。同时推广应用磁性矿干选技术，将混入待排弃岩石内的具有一定磁性矿石再回收。在大孤山铁矿现有的胶带排岩系统应用该项技术，每年可回收矿石20万t左右，不但提高了矿石回收率，还可增加销售收入约1200万元／a。该技术投资并不高，一次性投资仅200余万元。

2．3  充分发挥间断-连续开拓工艺的优势

    间断-连续开拓运输工艺是当前世界比较先进的工艺，它的主要优势体现在：提高运输效率、缩短运输距离、降低运输成本及加大露天采矿深度等方面。大孤山铁矿早在20世纪80年代就建成了当时国内首套半固定式间断-连续开拓运输系统，经过两次下延服务了近20年。齐大山铁矿的间断-连续开拓运输系统建于1997年，主体设备及与其配套设备为国外进口。这两座矿山的间断-连续生产工艺无论是装备水平及使用效果在国内都是比较先进的。大孤山铁矿由于该生产工艺的运用，使露天开采深度达到-414m，比单一汽运或铁运及两者的联合运输方式可多下降100m以上，这意味着露天开采资源利用率高的优势得以继续发挥。3选矿技术研究

    鞍山地区的铁矿具有贫、细、杂的特点，属于难磨难选的贫铁矿石，主要脉石矿物是石英。针对其工艺矿物学特点，经过广大技术人员多年的攻关，研究开发了适应该地区特点的选矿新工艺、新药剂及新设备，打破了铁精矿品位长期徘徊不前的局面，使鞍山地区铁精矿品位平均提高近3个百分点。以前对经济合理精矿品位的评价仅局限于选矿工序，其评价标准是以精矿品位、金属实收率及选矿成本在本工序为最佳，现将炼铁、选矿作为一个完整的系统通盘考虑，进行系统研究，确保实现炼铁、选矿效益最佳。

    研究开发拥有自主知识产权的选矿新工艺，其核心技术可概括：1)早收早弃工艺技术，通过阶段磨矿与重、磁、反浮选作业段的合理分配及工艺的有机结合，实现3个阶段抛尾、生产两种精矿，最后进入反浮选工序的矿量仅占总矿量的1／3，使总选矿作业流程缩短，减少了磨矿量和药剂消耗量，达到了利用重选降成本和浮选提质量的高质低耗的目的；2)开发出高效、无毒环保的新型选矿药剂。该类型药剂的特点是：原料来源广泛、价格低廉，对提高精矿品位、保证金属回收率、降低药剂消耗起到了重要作用。近几年来，在选矿药剂的研究上不断地推出新产品，对提高产品质量作出突出贡献；3)针对赤铁矿选矿工艺的特点，研究开发了用于反浮选作业前脱泥工序的脉动立环强磁选机，对回收细粒级弱磁性矿物效果十分明显。上述三项核心技术使选矿成果达到世界领先水平，并得到广泛推广应用。鞍山地区应用选矿提铁降硅新技术先后完成了对齐选厂、弓选厂和东烧厂的工艺技术改造，新建了弓长岭选厂三选车间和胡家庙子选厂；国内其它矿山企业也应用此项技术开发利用其矿产资源，如河北的司家营铁矿等。

    在进行整体工艺研究的基础上，还努力进行优化选矿工艺流程、降低尾矿品位工作。其主要工作有：优化磨矿结构；实现一扫精自返的研究使浮选作业段的能耗与药耗进一步降低，仅此一项在齐选厂推广年获效益550万元；研究开发出SLon-1500立环脉动中磁机替代筒式中磁机处理扫螺尾矿，由于该选矿设备的场强可调，对于矿石性质变化的适应性增强，仅此一项年可降低综合尾矿铁品位0．60个百分点，年创效益1230万元；此外，还进行了捕收剂研究开发，从RA-315、MZ-21、RA-515到RA-715，已经发展到第四代了，确保了精矿品位由65．5％提高到67．5％以上。

    除了优化流程外，并进行简化流程的探讨，如研究复合选矿药剂替代复杂的多种药剂；研究应用大直径螺旋流槽；进行絮凝脱泥工艺的研讨等。

选矿工艺技术进步带来了十分显著的效果，至2004年末，鞍山地区矿山应用提铁降硅新技术已全部完成了对老选厂的工艺流程改造，2004年矿山供炼铁的综合精矿品位达到67．50％，比2000年提高了3．06个百分点，SiO2含量4．05％，比2000年下降了2．97个百分点，高炉入炉品位达到60％。通过提铁降硅新技术的全面应用，铁前系统年均获经济效益约7亿元；自产的铁精矿以其低 S、P，高品位的优异品质达到世界先进水平，综合入炉品位的提高和铁前成本的降低极大地提升了铁精矿的市场竞争力。

4鞍山地区铁矿资源利用建议

4．1  加快矿山采掘和运输设备大型化步伐

目前，国际上的矿山企业加快整合、重组，大型化、数字化矿山建设步伐明显加快。总结世界商品矿主要生产公司的巴西淡水河谷(CVRD)、澳大利亚里奥·廷托(Rio Tinto)和必和必拓(BHP Billiton)三大公司建设工作，加快大型化设备应用步伐是其共同特点。从采掘设备上看：国外电铲的斗容多在16m3以上，常用机型有 P&H2800XPA  (20m3)、P&H2800XPB(26．8m3)和P8LH2300XPB(21．4m3)等。许多矿山的电铲正逐步被液压铲所替代，机型有 RHl20(13m3)、RH200(26m3)和Cat5230(16．06m3)等。随着大型机械设备制造技术日臻完善，采掘设备的大型化必将成为潮流，但国内与之相比差距很大，必须加快采掘设备更新步伐。从运输设备上看：目前国外大型矿用运输的载重量基本在150 t以上，哈默斯利主力车型是Unit Rig Mt4000型(218t电动轮)；卡拉加斯(Carajas)铁矿主力车型为Huaiparkl70D(154t电动轮)、 Huaipark Dresser850E(218 t电动轮)和Cat793B(218 t机械传动)。运输设备大型化应该是优先考虑的问题之一。

4．2加快数字化矿山建设步伐

    矿山生产过程智能化控制的涵义主要是指以提高生产效率为核心，建立在GPS平台上，采用包括计算机、数字通信、信息和无线电局域网技术等在内的现代技术，对矿山工艺过程和设备等进行优化组合及配置的管理系统。总结国际上应用较广的管理系统(如卡特彼勒公司开发的MineStarhe和 Micronine公司推出的PitRAM)，典型的功能有：

    ——钻机和采装设备及推土机等的跟踪、导航及定位；

    ——运输车辆等可移动设备的自动调度；

    ——机况监控；

    ——经营管理，包括矿山计划、实时产量、设备状况、能源动力、财务成本及人力资源等；

    ——实时矿石质量及品位的监测和自动调配。

通过上述生产过程的智能化控制，达到设备、人力资源与生产过程近乎完美的配合，有利于充分发挥各环节的工作和作业效率。我国矿山生产过程智能化控制还处于初级阶段，仅在伊敏河煤矿、德兴铜矿和齐大山铁矿等少数矿山初步建立了GPS卫星定位系统，主要用于设备的跟踪、定位和调度，与真正意义上的智能化管理与控制差距较大。

4．3加快选矿厂设备更新步伐

鞍山地区选矿厂破碎工艺正在逐渐淘汰传统的旋回式破碎机；大型的自磨机代替粗、中破碎机；辊压机代替细破机及一段磨矿，使流程进一步缩短，中间产品粒度组成更加合理，磨选设备呈现大型化、自动化，生产过程控制智能化控制工作正在研究中。如何实现工艺技术参数、指标自动显示和取样、在线检测和信息反馈，以达到技术经济指标最优化已成为优先考虑的目标；针对选矿厂普遍占地面积较大的问题，加快了高效浓缩机的应用步伐；研究应用新型高效过滤机、压滤机，提高单机设备效率，大幅度降低了精矿水分。

4，4提升铁矿山开发强度

    为不断增强鞍山地区自有矿山的综合实力和市场竞争力，要抓住机遇，积极扩大规模，为鞍山地区的发展提供有力的资源支持。

    现在鞍山地区周边拥有齐大山、大孤山、东鞍山、眼前山4大铁矿山，矿石保有储量34．36亿t；拥有调选、齐选、大选、东烧厂4座选厂；在辽阳弓长岭拥有露天和井下铁矿各一座，矿石保有储量16．7亿t，拥有一座选矿厂。同时鞍山地区后备矿山资源丰富，现在已纳入规划的后备资源量达43亿t，其中正在建设的胡家庙子矿探明储量达10亿 t以上，拟建的关宝山矿已探明储量达4．49亿t，砬子山矿预计储量可达2亿t以上。

    根据鞍山地区矿山的资源情况以及鞍钢生产发展的需要，各老选厂分别进行了扩大规模的改造和建设，齐大山选厂由原来的720万t扩大到900万 t；大孤山选厂由原来的不足700万t扩大到900万t以上；弓长岭选厂三选车间建成后，全厂处理能力已由原来的970多万吨增加到1300万t左右，齐大山铁矿的调选分厂拟由900万t扩建到1200万t。

“十一五”期间，鞍山地区矿山铁矿石年产量将达到6000万t，铁精矿产量达到l 984万t；烧结和球团矿产量分别达到360和850万t。以此规模不算后备资源，当前鞍山地区正开采的矿山保有铁矿石储量可保证开采85年，为打造百年矿山提供有力的资源支持。

4．5加快建设节约型矿山企业步伐

    为了减少对环境的破坏，对已造成部分环境破坏的要尽力恢复。鞍山地区矿山现在每年排弃的废石量达9000多万吨，随着产量规模进一步扩大，排弃量将大幅度增加，对环境容易造成严重的破坏；目前鞍山地区矿山每年排放的尾矿量约2400多万吨，不仅浪费大量的土地资源，而且是造成扬尘风沙的重要原因，严重污染环境。根据国家的环保政策要求，加快改善矿山周边的生态环境，对服务结束的排土场和尾矿库进行复垦绿化、植树固沙，昔日寸草不生、沙尘满天的地方已经植被茂盛。

    矿山在开采的过程中，伴随着采场的延深大量的涌水集中到采场底部，需及时排出，过去这部分水全部直接排放，即浪费了宝贵的水资源，又要缴纳为数不低的排污费，现在将其中的一部分应用于绿地灌溉和喷洒路面，大幅降低了水费支出，取得了较好的社会和经济效益。多年来通过深入开展选矿污水的净化处理与循环利用研究，使选厂实现了完全的净化循环利用，选矿水单耗连续几年处于全国同行业领先水平，实现了污水零排放，减少了环境污染。