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内蒙古地区的铁矿采矿和选矿技术
作者:佚名    社会博览来源:内蒙古自治区志•科学技术志    点击数:797    更新时间:2017-4-5    

 

一、采矿

现代铁矿山开发始于1954年白云鄂博铁矿。1958年全国大炼钢铁带动了中小型铁矿的建设。到1987年底全区除白鄂博铁矿外,尚有小余太铁矿、小耗赖铁矿、犁子山铁矿等小型矿山,生产铁精矿不足10万吨。

1954年,苏联列宁格勒黑色冶金矿山设计院为白云鄂博铁矿编制初步设计。采掘方式为冲击钻穿孔,爆破后用4立方米电铲装运,80150吨电机车运输。设计年产矿石主矿720万吨、东矿480万吨,合计1200万吨。其中采出富矿380万吨,磁铁矿300万吨,中贫氧化矿520万吨。开采顺序为先采东矿,三年后再采主矿。包头钢铁厂(简称包钢)建设初期一度打乱了建设程序,先开采了主矿,采富堆贫,造成采剥比例严重失调。

1970年,包钢与鞍山黑色冶金矿山设计院共同制定了白云鄂博铁矿开采设计方案,年产矿石900万吨。

1980年,包钢与中国科学院地质研究所签定白云鄂博铁矿露天边坡角稳定性研究协议。1981年以工程地质勘探为主要工作,并对各区段进行了稳定性评价,提出了最大封闭境界。

19841985年,包钢矿山研究所对东矿深部开拓方式进行研究,提出铁路、公路联合运输方案。即深部公路运输,外部铁路运输,用潜孔钻和牙轮钻穿孔,810立方米电铲装矿,公路用108吨电动轮汽车运输。1986年通过评审。

1959年,剥采掘设备由建矿初期的凿岩机更换为冲击钻。1975年后引进潜孔钻,1978年改用牙轮钻。采装矿石由平装电铲改为10立方米长臂电铲及国产108吨自卸电动轮汽车。

1.爆破器材研究

1965年,包钢矿山研究所研制成用粉碎的硝酸氨做氧化剂,以柴油做燃烧剂的按油炸药替代2号岩石炸药,应用于白云鄂博铁矿。此后又用沥清、石蜡代替柴油生产出按沥蜡炸药,在包钢各矿山全面推广。

1972年,包钢矿山研究所、包头钢铁学院、白云鄂博铁矿共同研制具备良好抗冻性能的浆状炸药。1974年采用皂角胶作胶结剂取得成功,取名白云一号抗冻浆状炸药,在-20-25℃条件下,仍保持必要的塑性、抗水性、贮水性和爆炸性能。

由于植物胶来源不足,工业胶抗冻浆状炸药试验组经反复筛选,选定以聚丙烯酰胺为絮凝剂代替皂角胶,加入三氯化铁、梯恩梯炸药、硝酸氨、水硝酸钠等成份,再加上其它辅助措施,取得了低温下更为良好的感度和爆速。新的炸药取名为白云二号抗冻浆状炸药。

1983年包钢研制可泵送乳化炸药。先由炸药加工厂制成乳脉基体,分为两部分储存,具有良好的流动性、安全性和可泵送性,免除了人工装药的大量手工操作,加快工作速度。

1994年以包钢矿山研究所完成了由多孔粒硝酸氨与柴油混合生产出适用于小矿山的多孔粒状铵油炸药。制作简单、使用安全、价格低廉。应用于包钢公益明铁矿和杂怀沟硬质粘土矿。

2.矿用器材

1960年,研制成功东风型微差起爆仪和反修1号单项继爆管。

1975年,开始研究提高潜孔钻寿命,在钻头形状和加工工艺方面获得突破。1978年每支钻头寿命由80米提高到300米。

1980年包钢矿山研究所研制成功导爆管,具有安全、经济的特点。1982年研制成功与导爆管配套使用的传联器。

1983年,矿研所在白云鄂博铁矿主矿采场供电线路安装ZD-4型小电流接地保护装置,进行零序电流功率方向保护试验。经1985年全年考核,可靠率达到95%,使全年供电系统故障时间降到历年平均值的6%。

二、选矿

白云鄂博矿是举世罕见的多金属共生矿床,选矿困难。铁、稀土选矿工艺的研究。大体经历三个阶段:

1.以回收铁为主要内容的研究阶段

1953年,中国科学院金属研究所(今长沙矿冶研究院)对白云鄂博矿石,先后进行了重选、浮选、磁选、焙烧磁选等工艺方面的22次试验。到1956年共提出6份研究报告。

19551957年,苏联有色冶金部矿物机械处理设计研究院又进行了补充试验,提出了5份试验报告。提出了3种选矿流程,但均为单一的选铁流程,没有对稀土、铌和萤石等进行综合回收。

2.以回收铁、稀土、萤石为主要内容的研究阶段

1958年开始,包钢和有关科研单位逐步展开了矿石中稀土、萤石等矿物的选矿研究。1965415日,国家科委、经委、冶金部联合召开的包头矿综合利用和稀土应用工作会议提出以铁为主,综合利用开发白云鄂博矿产资源的方针。

19684月,包钢选矿厂开展电磁强选试验。19705月,安装了20台环式强磁机,采用弱磁强磁流程;

19724月,包钢选矿厂与北京矿冶研究所研制转笼永磁强磁机,以解决环式强磁机存在的球介质丢失严重,损耗大,选别指标低的问题。1977年,包钢选矿厂第五系列全部安装转笼式强磁机。取得指标为原矿含铁32.68%,含稀土5.26%、含氟10.31%、含磷0.91%;铁精矿含铁57.29%、含氟2.6%、含磷0.235%;铁回收率66.3%,铌在铁精矿中的回收率为23.85%。

1976年,包钢制造出筒式多梯度磁选机。19783月对设备进行改造,并对反浮选——多梯度磁选流程初步调整,取得平均指标:原矿含铁33.05%、含稀土5.27%、含氟8.323%、含磷0.78%;铁精矿含铁55.08%、含氟1.49%、含磷0.194%;铁回收率69.87%;稀土精矿品位14.96%,回收率10.2%。

3.以综合回收铁、稀土、铌、锰、磷和氟等元素而开展的选矿最佳流程研究阶段

1978年后,北京矿冶研究总院、包头冶金研究所、广州有色金属研究院、包钢矿山研究所等对综合回收流程都进行了研究试验。1980年,北京矿冶研究总院和包头冶金研究所合作,在包钢有色三厂(今包钢稀土三厂)完成了浮选——选择性絮凝脱泥流程的半工业试验。但因选矿成本高,设备零部件磨损过快,难以保证正常生产,未能在生产中应用。1979年,长沙矿冶研究院提出弱磁强磁浮选综合回收选矿流程。19821984年,先后进行过2次扩大连续试验。磨矿粒度用常规手段即可,能耗、钢耗均低,精矿过滤较易,各项技术指标较好。

白云鄂博矿石的特殊性,引起了国外选矿科研机构的兴趣。继1955年苏联进行研究之后,1979年,日本同和矿业公司、神户制钢所、三井矿业公司、英国钢铁公司、法国的钢铁研究所,都曾对选矿工艺流程进行过试验研究。

1982年,包钢与德国卡哈德公司签订共同进行试验研究的协议。198310月,完成了各项试验研究工作,采用弱磁浮选强磁浮选强磁浸出流程。本流程磨矿粒度要求325目或更细,且流程较复杂,未能进行半工业性试验。

三、环境保护

包钢白云鄂博铁矿含有氟、硫、社等有害元素和放射性。包钢环保科研不但注重防治,更注重化害为利,使三废成为再生资源。

1978年,包头市环保系统及其它环保科研单位合作开展包钢生产过程中氟、硫及放射性钍的分布规律调查研究,白云鄂博矿区氟污染源调查。1981年,开展烧结废气净化过程中氟、硫、粉尘分布规律的研究,包钢尾矿坝含氟水和包钢总排污水对农作物影响的试验,包钢地区废水放射性物质对农作物、土壤及生活用水影响的调查。1982年,开展包钢钢渣的物化性能研究,包钢地区地面大气氟化物测定分析。1983年开展包钢厂区总排水污染源普查。1984年开展工业废渣普查。1985年开展包钢工业污染源调查评价和建档。19821985年,编写了包钢环境报告书,建立了整套环境档案,以及氟、硫、酚、钍在生产中去向,分布规律及危害情况,并对生产岗位的环境作了评价。

包钢烟尘排放量每年约34万吨,主要为平炉等含铁尘泥。包钢收集了高炉瓦斯灰、轧钢污泥、转炉污泥等大量堆积存放。19862号平炉电除尘工程投产,降服了第一条红龙(因烟尘含有大量红色氧化铁得名)。1987年开始组织综合利用含铁尘泥,用作烧结原料,变废为宝。

1978年,对烧结厂烟气采用碱法除氟取得了成功,1988年投入生产。同期,对钢渣应用作了前期调研工作,为1988年以后开发渣山奠定了基础。

废水治理中,主攻焦化含酚废水、高炉煤气洗涤水、烧结选矿和轧钢废水等。焦化水用多种方法脱酚,并用于熄焦。高炉煤气洗涤水等,实现闭45路循环,不但减少了污染,且节约了大量工业用水。

 

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