低品位菱鎂礦石的高效選礦技術
一、基本情況
菱鎂礦是我國的優勢礦產資源之一,其儲量、產量、出口量均居世界首 位。我國菱鎂礦總儲量約30億噸,占世界總儲量的四分之一以上,菱鎂礦儲量中,含MgO43%以上的一、 二級品占總儲量的53%,其中一級品以上(含特級品)菱鎂礦儲量11.7億噸,占總儲量的37.6%;二級品 儲量4.8億噸,占總儲量的15.4%,而且前國際上最需要的MgO含量大于47%的特級菱鎂礦儲量非常少,其 目前的開采量已不能滿足市場的需求。
目前我國生產與出口的鎂質材料大多為原料初加工產品。2000年遼寧省 鎂制品總產量超過600萬噸,其中高科技、高附加值鎂制品產量為30萬噸,僅占總產量的5%,而初級產品 與高級產品的效益相差十幾倍。
目前國際市場呈現對初級材料的需求逐漸減少,對高檔產品的需求不斷 增加的趨勢。因此,依靠科技進步,調整和優化產品結構,提高資源利用水平,提高鎂質耐火材料的加 工深度,開發生產高檔鎂制品是鎂質材料的發展方向,而生產高檔鎂質材料的基礎是高質量、高純度的 菱鎂礦。因此,研究菱鎂礦的高效選礦技術是關鍵問題。
菱鎂礦的開采和利用中存在的另一個突出問題是資源的浪費嚴重。由于 經濟原因以及缺乏合適的選礦加工技術,很多礦山只采富礦,而丟棄所謂的貧礦,實際上所謂的貧礦中 MgO的品位也在40%以上,而國外的菱鎂礦開采,連MgO品位不到30%的礦石都在開采利用。我國有些礦山 的采出率不足50%,甚至更低,造成資源的極大浪費。據實地考察了解,含MgO47%以上的菱鎂礦石的價格 每噸130元,而含MgO44~46%的菱鎂礦石僅20~30元/噸,而這部分礦石占總儲量的70%以上。
菱鎂礦資源是不可再生的,棄貧采優的開采方法使優質資源越采越少。 因此我國的菱鎂礦資源的前景不容樂觀。據估計,按現在的開采方式和開采速度,再過30年,遼寧的大 部分菱鎂礦區的優質礦石資源將枯竭,這絕不是危言聳聽。因此,必須重新認識和高度重視資源保護問 題。通過礦物加工技術,提高低品位菱鎂礦中MgO的含量,降低雜質含量,充分合理地利用現有的菱鎂礦 資源,是提高資源利用率,保持可持續發展,造福子孫的重大課題,其重要性和緊迫性不言而喻。
二、產業重大技術的現狀
由于我國菱鎂礦石資源相對較好,所以多年來對該類礦石的選礦技術和 理論研究較少。但隨著鎂礦資源開采量的增加,優質資源的數量不斷減少,而另一方面,市場對高純度 的鎂質材料需求卻在迅速增加。同時,目前由于缺乏合適的選礦技術,許多礦山僅開采優質礦石,很多 在我國看來相對較差的鎂礦石都未能利用,造成了資源的極大浪費。
因為國外菱鎂礦石資源較差,所以對菱鎂礦的選礦提純問題非常重視, 研究較多。印度某地的菱鎂礦礦石含14~41.5%的石英和硅酸鹽,經選礦后,石英和硅酸鹽含量減少到3% 以下。奧地利Radex公司菱鎂礦中MgO含量不足30%,經選礦后,MgO含量達到46.5%以上。
國內對菱鎂礦選礦研究較少,目前已知的浮選技術如山東某菱鎂礦廠 1984年建設了浮選試驗廠,采用反浮選工藝,可以得到SiO2<0.1%,MgO含量47.28%的精礦,但回收率僅 32.70%,無法經濟運行。
遼寧某鎂礦浮選廠采用酸性反浮選技術提純菱鎂礦,據考察,其原礦的 MgO品位45%左右,SiO20.6%左右,經選礦后,精礦中SiO2含量降低到0.4%左右,而尾礦中的SiO2富集程 度僅有0.8%左右,選別效率太低。
經過對大石橋地區菱鎂礦的初步試驗表明,菱鎂礦石中的SiO2含量可以 從原礦的1.98%降低到0.4%以下,當得率為70%時甚至可以降低到0.19%,去除率達到90%左右;尾礦中 SiO2含量達到9%以上,做到了對雜質的充分捕收。精礦中MgO含量達47.2%以上時,回收率達80%以上,選 別效果非常明顯。此選礦工藝中特別是SiO2的去除率與富集比達到了國際先進水平,去除率高說明雜質 去除的干凈,富集比高說明選擇性好,回收率高則說明在去除SiO2的同時,MgO的損失很低。
三、技術路線與開發前景
1、研究目標的確定
針對MgO含量為44~46.5%,SiO2含量1~2%的菱鎂礦做為研究對象,查 清其中主要雜質的種類和礦物學存在形式,確定提高MgO品位,去除雜質的浮選藥劑品種和工藝參數,使 所得菱鎂礦精礦品位達到如下指標:
MgO≥47%,SiO2≤0.4%,回收率≥75%;
同時對礦石中含MgO40~44%的菱鎂礦的選礦提純工藝進行探索研究。
在確定工藝參數的基礎上,設計建設一條高效選礦示范線,為全行業的 發展打下基礎。
本研究成果預計達到國際先進水平。
2、工藝路線
采取的工藝路線如下:
選取有代表性的礦樣→詳細研究低品位菱鎂礦的礦物組成,特別是雜質 礦物的存在形式→確定最佳磨礦細度與磨礦工藝→選擇最佳PH值→選擇最佳去除SiO2的捕收劑→礦石脫 鈣試驗→開路流程試驗→閉路流程試驗→優化試驗結果→生產工藝流程設計,設備造型→選礦廠建設與 調試→正式投產→技術經濟評估。
四、問題與思考
1、選礦成本
目前低品位礦與優質礦之間有100元/噸左右的價格,但從發展看,由于 優質礦數量越來越少,而需求越來越大,這個價差將在三到五年后進一步拉大,給選礦技術的采用騰出 有效成本空間。
2、選礦廠的建設
由于選礦廠的投資方是企業,可能是礦主,也可能是鎂制品生產企業, 如果完全靠經濟利益趨動,容易造成集中度不夠,規模偏小,環保投資不足等問題。要解決上述問題, 政府應該在相應政策扶持、資本運作等方面給以引導和支持。
3、技術權益
由于菱鎂礦石的差異,選礦技術一定是系列技術。為了有利于推廣,使 整體工藝技術水平都處于高水平,應該成立相應的技術推廣部門。使其在有償獲得技術權益后,做好部 局、設點、技術推廣、后續研發的管理等工作。