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        突破選礦技術瓶頸 實現鐵礦高效利用

        發布日期:2024-03-19 來源:科技日報 作者:本站

        近日,甘肅省強科技行動工作推進會暨科學技術(專利)獎勵大會召開,酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司(以下簡稱酒鋼)的“難選氧化鐵礦石懸浮磁化焙燒關鍵技術開發與工業應用”項目獲甘肅省科技進步獎特等獎。


        中國鐵礦石資源豐富,其中難選氧化鐵礦資源占比高達39.3%。難選氧化鐵礦資源開發難度大,這使得國內鋼鐵企業鐵礦資源使用受到限制。針對此問題,酒鋼立足國內資源,持續幾十年對難選氧化鐵礦石相關技術進行攻關,最終實現了對鐵礦石資源的高效利用。


        把鐵礦石資源“吃干榨盡”


        酒鋼所用的鐵礦石,來自祁連山中的鏡鐵山礦。1970年酒鋼高爐投產后,從鏡鐵山開采的鐵礦石能進入磁選工序的只占原礦的一半。另一半篩下來的粉礦因為沒有合適的技術和成熟的裝備而無法利用,只能堆積在冶金廠區。經過長期堆積,超過千萬噸的粉礦形成了一座山。


        “這座粉礦山壓得酒鋼人喘不過氣,直不起腰,企業也是連年虧損?!本其撛x礦工程師孫忠信回憶,“技術人員圍繞沸騰爐、粉礦豎爐、回轉窯、斜坡爐等進行了大量試驗探索與研究,但都以失敗告終?!?0世紀70年代,酒鋼不斷開展強磁選技術攻關,先是自行設計制造出SHP-1000型仿瓊斯型平環強磁選機,使得酒鋼鏡鐵山粉礦處理試驗取得成功。后為滿足生產需求,技術人員又研制出SHP-3200型強磁選機。


        1985年,酒鋼已經有6臺SHP-3200型強磁選機用于生產。至此,鏡鐵山開采出的粉礦不再堆積,原來堆積的粉礦山逐漸得到“消化”,酒鋼實現扭虧為盈。


        酒鋼塊礦采用豎爐焙燒—弱磁選技術。這種技術提高了難選氧化鐵礦石的回收率,但導致精礦品位較低、雜質含量高。


        為進一步提高弱磁鐵精礦質量,選礦技術團隊分析了酒鋼鏡鐵山礦石性質和水質特點,研發了“陽離子反浮選技術”,使得弱磁鐵精礦的品位提高了4個百分點,雜物含量明顯降低。


        “難選氧化鐵礦石懸浮磁化焙燒關鍵技術研究與工業應用”項目負責人陳毅琳說,陽離子反浮選技術的應用,使酒鋼塊礦焙燒后鐵精礦品位大幅度提高,但粉礦的金屬回收率、精礦質量仍處于行業較低水平?!疤岣叻鄣V選礦指標,把鐵礦石資源吃干榨盡,成為酒鋼選礦技術人員的夢想,也成為我們不懈的追求?!标愐懔照f。


        2015年,陳毅琳捕捉到懸浮焙燒技術的發展動態。于是他帶領團隊不斷跟蹤、學習、考察,開始探索鐵礦粉礦懸浮磁化焙燒工藝。


        同年,酒鋼委托東北大學針對酒鋼粉礦開展系統的懸浮磁化焙燒小試、中試。2016年,酒鋼委托東北大學開展擴大連續試驗,試驗結果顯示鐵精礦品位58.67%、回收率87.82%,為酒鋼粉礦的高效化利用奠定了技術基礎。


        基于東北大學懸浮磁化焙燒技術試驗成果,2016年6月24日,酒鋼產能165萬噸/年的懸浮磁化焙燒選礦改造工程啟動建設;2017年底完成所有工程建設內容及單體試車;2018年3月進入熱負荷試車;2018年11月至2019年3月,項目進行第一階段連續試生產。但因為試生產中出現的多重問題,懸浮磁化焙燒技術在酒鋼未順利落地。2019年3月,酒鋼決定項目停機改造。


        項目實現全面達產達標


        “萬事開頭難,但我們沒想到會這么難。原本工業試驗中已經很完善的工藝,進入試生產后各種問題層出不窮?!睍r任酒鋼懸浮爐分項工程主管項目部熱能責任工程師李景濤說。


        在試生產調試過程中,項目團隊先后組織進行了43次改造和53次生產調試,先后攻克了懸浮焙燒爐干燥段落料、冷卻產品過氧化、懸浮床落料、個別設備壽命短的問題,以及余熱鍋爐冷卻效果差等多項生產難題。


        “余熱鍋爐系統流化床堵料問題,是項目最大的攔路虎。經過4次改造,堵料問題還是無法解決?!崩罹皾榻B,技術團隊經過討論,決定暫時剝離余熱回收系統,單獨運行懸浮磁化焙燒爐。由此,團隊出現了兩種聲音:一種認為余熱回收給項目帶來的風險太大,建議拋開余熱回收,單獨運行懸浮磁化焙燒爐短流程滿負荷維持生產;另一種主張繼續優化改造,實現余熱充分回收,消除高溫礦漿對磁選過程的不利影響,同時降低懸浮焙燒能耗成本。


        陳毅琳認為,余熱回收是這個項目節能降碳的關鍵因素,是整個懸浮焙燒工藝能否大規模推廣應用的核心所在。即使有再大的困難,他們也要迎難而上,堅決啃下這塊硬骨頭。


        在陳毅琳的堅持下,項目團隊白天組織生產調試,夜晚加班查閱資料完善改造方案。最終解決了余熱鍋爐系統流化床堵料問題,并實現余熱回收。設備每小時蒸汽產量可達到22噸。


        項目于2020年11月實現了全面達產達標。根據年度生產統計,鐵精礦品位達到55.3%,金屬回收率達到89.4%。與原強磁選工藝相比,懸浮磁化焙燒系統精礦鐵品位提高12個百分點,金屬回收率提高26個百分點,經濟效益十分顯著。


        2021年11月26日,甘肅省金屬學會主持召開了“難選氧化鐵礦石懸浮磁化焙燒關鍵技術研究與工業應用”科技成果評價會。與會專家認為,這項科技成果整體技術達到國際領先水平,建議加快推廣應用。

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