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          突破選礦技術(shù)瓶頸 實現(xiàn)鐵礦高效利用

          發(fā)布日期:2024-03-19 來源:科技日報 作者:本站

          近日,甘肅省強(qiáng)科技行動工作推進(jìn)會暨科學(xué)技術(shù)(專利)獎勵大會召開,酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡稱酒鋼)的“難選氧化鐵礦石懸浮磁化焙燒關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用”項目獲甘肅省科技進(jìn)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(dá)39.3%。難選氧化鐵礦資源開發(fā)難度大,這使得國內(nèi)鋼鐵企業(yè)鐵礦資源使用受到限制。針對此問題,酒鋼立足國內(nèi)資源,持續(xù)幾十年對難選氧化鐵礦石相關(guān)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),最終實現(xiàn)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(chǎn)后,從鏡鐵山開采的鐵礦石能進(jìn)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(shù)和成熟的裝備而無法利用,只能堆積在冶金廠區(qū)。經(jīng)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(yè)也是連年虧損?!本其撛x礦工程師孫忠信回憶,“技術(shù)人員圍繞沸騰爐、粉礦豎爐、回轉(zhuǎn)窯、斜坡爐等進(jìn)行了大量試驗探索與研究,但都以失敗告終。”20世紀(jì)70年代,酒鋼不斷開展強(qiáng)磁選技術(shù)攻關(guān),先是自行設(shè)計制造出SHP-1000型仿瓊斯型平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī),使得酒鋼鏡鐵山粉礦處理試驗取得成功。后為滿足生產(chǎn)需求,技術(shù)人員又研制出SHP-3200型強(qiáng)磁選機(jī)。


          1985年,酒鋼已經(jīng)有6臺SHP-3200型強(qiáng)磁選機(jī)用于生產(chǎn)。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(xiàn)扭虧為盈。


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


          為進(jìn)一步提高弱磁鐵精礦質(zhì)量,選礦技術(shù)團(tuán)隊分析了酒鋼鏡鐵山礦石性質(zhì)和水質(zhì)特點,研發(fā)了“陽離子反浮選技術(shù)”,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(guān)鍵技術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用”項目負(fù)責(zé)人陳毅琳說,陽離子反浮選技術(shù)的應(yīng)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(zhì)量仍處于行業(yè)較低水平?!疤岣叻鄣V選礦指標(biāo),把鐵礦石資源吃干榨盡,成為酒鋼選礦技術(shù)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(shù)的發(fā)展動態(tài)。于是他帶領(lǐng)團(tuán)隊不斷跟蹤、學(xué)習(xí)、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(xué)針對酒鋼粉礦開展系統(tǒng)的懸浮磁化焙燒小試、中試。2016年,酒鋼委托東北大學(xué)開展擴(kuò)大連續(xù)試驗,試驗結(jié)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(shù)基礎(chǔ)。


          基于東北大學(xué)懸浮磁化焙燒技術(shù)試驗成果,2016年6月24日,酒鋼產(chǎn)能165萬噸/年的懸浮磁化焙燒選礦改造工程啟動建設(shè);2017年底完成所有工程建設(shè)內(nèi)容及單體試車;2018年3月進(jìn)入熱負(fù)荷試車;2018年11月至2019年3月,項目進(jìn)行第一階段連續(xù)試生產(chǎn)。但因為試生產(chǎn)中出現(xiàn)的多重問題,懸浮磁化焙燒技術(shù)在酒鋼未順利落地。2019年3月,酒鋼決定項目停機(jī)改造。


          項目實現(xiàn)全面達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)


          “萬事開頭難,但我們沒想到會這么難。原本工業(yè)試驗中已經(jīng)很完善的工藝,進(jìn)入試生產(chǎn)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(zé)任工程師李景濤說。


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


          “余熱鍋爐系統(tǒng)流化床堵料問題,是項目最大的攔路虎。經(jīng)過4次改造,堵料問題還是無法解決?!崩罹皾榻B,技術(shù)團(tuán)隊經(jīng)過討論,決定暫時剝離余熱回收系統(tǒng),單獨運行懸浮磁化焙燒爐。由此,團(tuán)隊出現(xiàn)了兩種聲音:一種認(rèn)為余熱回收給項目帶來的風(fēng)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(fù)荷維持生產(chǎn);另一種主張繼續(xù)優(yōu)化改造,實現(xiàn)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(rèn)為,余熱回收是這個項目節(jié)能降碳的關(guān)鍵因素,是整個懸浮焙燒工藝能否大規(guī)模推廣應(yīng)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(tuán)隊白天組織生產(chǎn)調(diào)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(tǒng)流化床堵料問題,并實現(xiàn)余熱回收。設(shè)備每小時蒸汽產(chǎn)量可達(dá)到22噸。


          項目于2020年11月實現(xiàn)了全面達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。根據(jù)年度生產(chǎn)統(tǒng)計,鐵精礦品位達(dá)到55.3%,金屬回收率達(dá)到89.4%。與原強(qiáng)磁選工藝相比,懸浮磁化焙燒系統(tǒng)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(jīng)濟(jì)效益十分顯著。


          2021年11月26日,甘肅省金屬學(xué)會主持召開了“難選氧化鐵礦石懸浮磁化焙燒關(guān)鍵技術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用”科技成果評價會。與會專家認(rèn)為,這項科技成果整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,建議加快推廣應(yīng)用。

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