1、高效節(jié)能減排工藝的應(yīng)用
1.1多破少磨工藝的應(yīng)用
“多碎少磨”是選礦廠系統(tǒng)綜合降低能耗的關(guān)鍵所在。長期以來，鞍鋼礦山采用的破碎設(shè)備大多為國產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備運轉(zhuǎn)效能差，破碎效率低，使得鞍鋼礦山各選廠破碎粒度普遍較大，為后續(xù)磨礦作業(yè)帶來了較大的負(fù)擔(dān)，使得選礦系統(tǒng)碎礦成本較高。為了降低鞍鋼礦山系統(tǒng)碎礦成本，鞍鋼礦山加快了引進(jìn)國外先進(jìn)中細(xì)破碎設(shè)備的步伐。從2001年開始至今，鞍鋼礦山已經(jīng)完成了用進(jìn)口HP系列和H系列取代原國產(chǎn)中細(xì)碎破碎機的進(jìn)程，將所有的47臺中細(xì)破碎設(shè)備全部HP系列和H系列化。其中，47臺中細(xì)破碎設(shè)備中HP系列15臺，H系列32臺。鞍鋼礦山各選廠破碎設(shè)備應(yīng)用情況見表1。
由于進(jìn)口HP系列和H系列中細(xì)碎破碎機具有進(jìn)料粒度大、排礦粒度小而均勻、經(jīng)久耐用、性能穩(wěn)定襯板使用壽命長、易于維護(hù)和維修成本低、使用可靈活調(diào)整等優(yōu)點，使得進(jìn)口HP系列和H系列中細(xì)碎破碎機在使用過程中效率很高，推進(jìn)了HP系列和H系列中細(xì)碎破碎機在鞍鋼礦山的應(yīng)用。同時，在引進(jìn)進(jìn)口HP系列和H系列中細(xì)碎破碎機，鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠（既原鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠，以下同）還在粗破作業(yè)也引進(jìn)了進(jìn)口破碎機。目前，鞍鋼各選廠依靠進(jìn)口HP系列和H系列破碎機為依托，通過采用三段一閉路工藝流程，使得破碎產(chǎn)品粒度普遍降至12 mm以下，實現(xiàn)“多破少磨”，選礦廠系統(tǒng)碎礦成本大大降低。
1.2階段磨礦工藝的應(yīng)用
在2000年以前，鞍鋼礦山所屬選礦廠除齊大山選礦廠一選車間與二選車間一部分、大孤山選礦廠一選二選車間外，齊大山鐵礦選礦分廠、東鞍山燒結(jié)廠、齊大山選礦廠=選車間一部分、大孤山選礦廠三選車間大多采用連續(xù)磨礦工藝。
連續(xù)磨礦工藝與階段磨礦工藝相比，存在著一下兩個明顯不足：一是連續(xù)磨礦工藝成本高。實踐證明：對于鞍鋼所屬礦山的鐵礦石而言，在一次磨礦后，在較粗的粒度下實現(xiàn)分級入選，一般情況下可提取60%左右的粗粒級合格精礦及尾礦。因此。采用階段磨礦工藝能大大地減輕了進(jìn)入二次磨礦的量，有利于降低成本。同時，應(yīng)用階段磨礦工藝后，鐵精礦的綜合粒度比較粗，有利于選礦廠后續(xù)的過濾作業(yè)。二是連續(xù)磨礦工藝因礦石過磨嚴(yán)重易造成金屬流失使得選礦技術(shù)指標(biāo)降低。對于東鞍山燒結(jié)廠而言，連續(xù)磨礦粒度在- 200目占77.5%的情況下，-10um含量高達(dá)26.2%。對于齊大山鐵礦選礦分廠而言，強磁尾礦占總尾礦量的三分之一，而其中-10um流失的金屬量占強磁尾礦中總流失金屬量的50010以上，有時高達(dá)70%�？梢姡B續(xù)磨礦工藝造成的過磨和金屬流失現(xiàn)象都是十分重要的。
為了解決連續(xù)磨礦工藝的上述不足，近些年鞍鋼各礦山進(jìn)行了大量的研究工作。目前，齊大山選礦廠、大孤山選礦廠、齊大山鐵礦選礦分廠、東鞍山燒結(jié)廠、鞍千礦業(yè)選礦分廠都基本上采用階段磨礦工藝，節(jié)能效果明顯，鐵礦物得到進(jìn)一步回收。
1.3單一磁選工藝的應(yīng)用
近些年來，國內(nèi)許多磁鐵礦選礦廠采用浮選的方法進(jìn)行了提鐵降硅工藝改造。在使鐵精礦指標(biāo)得到大幅度提高的同時，整個工藝也存在以下不足：一是容易污染環(huán)境。在浮選的過程中，藥劑本身是一種化學(xué)試劑，它的使用勢必會對環(huán)境造成或輕或重的污染。二是藥劑種類多配制困難浪費能源。特別是在陰離子反浮選工藝中，有4種藥劑同時使用，并且多數(shù)藥劑在配制過程中需要加熱，既浪費能源，又增加了配制過程的管理環(huán)節(jié)和工作量。三是淀粉等物資的使用消耗大量的糧食。在國內(nèi)一些磁鐵礦選礦廠提鐵降硅工藝中，陰離子反浮選使用的抑制劑——淀粉原料主要來源于糧食，是國民經(jīng)濟的重要戰(zhàn)略物資。在世界糧價日益上漲的今天，減少淀粉的使用顯得十分重要。
針對國內(nèi)一些磁鐵礦選礦廠采用浮選方法存在的上述不足，鞍鋼磁鐵礦選礦廠在進(jìn)行了大量試驗研究的基礎(chǔ)上，提出并實施了單一磁選工藝。與國內(nèi)一些磁鐵礦選礦廠采用浮選方法進(jìn)行工藝流程改造相比，鞍鋼磁鐵礦選礦廠采用單一磁選工藝流程改造的特點是：第一，工藝流程比較單一。在單一磁選工藝中，由于采用的選礦設(shè)備主要為磁選機，使得設(shè)備相對單一，這使得管理更加容易，也更易提高操作的熟練程度和實現(xiàn)崗位替換。第二，有利于節(jié)約能源成本。與磁選一重選工藝相比，單一磁選工藝節(jié)水效果更加明顯，表明該流程更適宜缺水地區(qū)；與弱磁選一陰、陽離子反浮選工藝相比，單一磁選工藝既因為不用配制藥劑而節(jié)約能源，又因為不使用藥劑而成本較低。
1.4粗細(xì)分選工藝的應(yīng)用
粗細(xì)分選工藝的應(yīng)用，是鞍鋼目前選礦實踐的一個重要特點。與粗細(xì)粒級混選相比，具有以下特點：第一，選別的針對性強。礦物在磨礦過程中解離是隨機的，這種過程使得磨礦粒度不等的礦物顆粒均存在解離的條件，這是粗細(xì)分級人選工藝具有較強生命力的重要基礎(chǔ)之一。在粗細(xì)分選工藝中，一般采用簡單的工藝選別粗粒礦物，采用比較復(fù)雜的工藝選別相對難選細(xì)粒級。粗粒級和細(xì)粒級選礦方法的有效組合使得粗細(xì)分選工藝具有經(jīng)濟上合理，技術(shù)上先進(jìn)的雙重特點。第二，實現(xiàn)了窄級別入選的合理過程。在礦物的選別過程中，礦物的可選程度既與礦物本身特性有關(guān)，也與礦物顆粒比表面積大小有關(guān)，這種作用在浮選過程中表現(xiàn)的更為突出。因為在浮選過程中，浮選力藥劑和礦物以及藥劑與氣泡間作用力的最小值有關(guān)，與礦物比表面積大小有關(guān)，與藥劑跟礦物作用面積的比率有關(guān)。這使得影響礦物可浮性的因素是雙重的，容易導(dǎo)致比表面積大而相對難浮的礦物與比表面積小而相對易浮的礦物具有相對一致的可浮性，有時前者甚至具有更好的可浮性。實現(xiàn)窄級別人選的選礦過程，能在較大程度上杜絕上述容易導(dǎo)致浮選過程混亂度的現(xiàn)象的發(fā)生，提高了選礦效率。
2、高效節(jié)能減排設(shè)備的應(yīng)用
2.1大型化球磨機的應(yīng)用
磨礦設(shè)備大型化不僅是鞍鋼礦山等國內(nèi)大企業(yè)的發(fā)展趨勢，更是世界知名企業(yè)不斷探索追求的發(fā)展趨勢。磨礦設(shè)備大型化具有生產(chǎn)效率更高，能耗更低，自動控制更容易實現(xiàn)，經(jīng)濟效益更加顯著等諸多優(yōu)點。在鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠建成前(1997年投產(chǎn))，鞍鋼所屬選礦廠除齊大山選礦廠二選車間外，其它選礦廠（包括齊大山選礦廠一選車間）的磨礦設(shè)備直徑均在3.2 m以下。自從鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠引進(jìn)∮5490 mm x8 830姍球磨機后，大磨機安裝簡單、維護(hù)方便、節(jié)省電耗和磨礦產(chǎn)品粒度均勻的優(yōu)勢在鞍鋼礦山逐漸顯現(xiàn)出來。2004年以來，鞍鋼大孤山選礦廠、鞍千礦業(yè)選礦分廠、齊大山選礦廠、東鞍山燒結(jié)廠相繼完成了大型磨機的升級改造。目前，除齊大山選礦廠一選車間和大孤山選礦廠三選車間外，鞍鋼礦山其余磨礦設(shè)備直徑均達(dá)到3.6 m以上，3.6 m以上大型磨機產(chǎn)能已占總產(chǎn)能的94%。鞍鋼礦山各選礦廠磨礦設(shè)備情況見表2。
應(yīng)該看到：近些年鞍鋼礦山在磨礦設(shè)備大型化上取得了很大進(jìn)展。但是，從世界發(fā)展的趨勢看：鞍鋼礦山在磨礦設(shè)備大型化還有潛力可挖。目前世界上球磨機最大直徑已達(dá)到7.92 m，遠(yuǎn)高于鞍鋼礦山最大的齊大山鐵礦選礦分廠5.49 m的磨機。
2.2新型節(jié)能耐磨材料的研究應(yīng)用
新型節(jié)能耐磨材料的應(yīng)用，是降低生產(chǎn)成本、提高設(shè)備作業(yè)率、節(jié)約能源的有效途徑。鞍鋼在破碎設(shè)備、磨礦設(shè)備的襯板，球磨機的鋼球及漿體介質(zhì)輸送所用的耐磨管道等方面做了大量的研究和應(yīng)用工作。
鞍鋼礦山應(yīng)用的金屬磁性襯板，經(jīng)過20年不斷探索完善與技術(shù)更新，在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、磁路設(shè)計等方面進(jìn)行了全方位更新?lián)Q代。特別是在球磨機端蓋磁性襯板研究和大型設(shè)備應(yīng)用技術(shù)上實現(xiàn)了成功的突破。鞍鋼礦機廠生產(chǎn)的專利產(chǎn)品新型金屬磁性襯板使球磨機襯板實現(xiàn)使用壽命長壽化，開發(fā)研制的破碎機襯板已廣泛應(yīng)用于鞍鋼礦山各選廠，襯板性能及使用壽命達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。
耐磨鋼球的應(yīng)用是節(jié)能降耗關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。據(jù)統(tǒng)計，磨機鋼球的消耗成本約占磨礦成本的20%。鞍鋼礦山通過采用鞍山市東泰耐磨材料有限公司采用特殊處理工藝生產(chǎn)出的低鉻、高鉻耐磨鑄鐵鋼球，磨球磨耗降低了10%。
2.3 SLon強磁選機的應(yīng)用
SLon立環(huán)脈動高梯度強磁機在鞍鋼礦山得到應(yīng)用前，鞍鋼紅鐵礦選礦技術(shù)指標(biāo)不高。從2001年開始，鞍鋼礦山在齊大山選礦廠展開了“提鐵降硅”工藝流程改造，開始在細(xì)粒拋尾部分大規(guī)模采用Slon立環(huán)脈動高梯度強磁機。由于SLon立環(huán)脈動高梯度強磁選機具有獨特的磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，不易堵塞；依靠有效的脈動能使顆粒在選分過程中始終保持松散狀態(tài)，有效地消除非磁性顆粒的機械夾雜；能有效地調(diào)整液位、沖程、沖次、激磁電流等可操作性強的特點，使SLon立環(huán)脈動高梯度強磁機在選別鞍山式赤鐵礦時選礦效果很好。在完成Slon立環(huán)脈動高梯度強磁機在在齊大山選礦廠后，SLon立環(huán)脈動高梯度強磁機很快在齊大山鐵礦選礦分廠、東鞍山燒結(jié)廠、鞍千礦業(yè)選礦分廠細(xì)粒拋尾部分得到應(yīng)有。從2004年開始，鞍鋼礦山開始了用Slon立環(huán)脈動高梯度中磁機控制螺旋流程尾礦品位的試驗工作，效果很好。最終在齊大山選礦廠、齊大山鐵礦選礦分廠、東鞍山燒結(jié)廠、鞍千礦業(yè)選礦分廠完成用SIron立環(huán)脈動高梯度中磁機控制螺旋流程尾礦品位工業(yè)應(yīng)用工作。目前，鞍鋼礦山共應(yīng)用49臺SLon立環(huán)脈動高梯度強磁機，49臺Slon立環(huán)脈動高梯度中磁機。
2.4 MVS高效振網(wǎng)篩的應(yīng)用
長期以來，鞍鋼鐵礦山選礦一直應(yīng)用尼龍（高頻）細(xì)篩。由于尼龍（高頻）細(xì)篩存在篩分效率低、再磨機循環(huán)量大、容易造成不必要的過磨、金屬流失嚴(yán)重、存在提高精礦品位與提高篩分效率不可調(diào)和的矛盾、開孔率低等問題，應(yīng)用效果一直不十分理想。2003年以后，大孤山選礦廠、齊大山鐵礦開始了引進(jìn)MVS高效振網(wǎng)篩的工作。由于MVS高效振網(wǎng)篩具有篩分效率高、能有效控制篩下產(chǎn)物粒度組成、能降低二次磨礦循環(huán)量、開孔率高、節(jié)能易于操作等特點，大孤山選礦廠應(yīng)用MVS高效振網(wǎng)篩在給礦粒度-0. 074um占91. 78%的情況下，取得了篩下產(chǎn)率84. 09%，分級效率74. 91%的指標(biāo)；齊大山鐵礦應(yīng)用MVS高效振網(wǎng)篩在給礦粒度-0. 074um占60. 83%的情況下，取得了篩下產(chǎn)率85.06%，分級效率27. 49qo的指標(biāo)。實踐證明，MVS高效振網(wǎng)篩篩分效率高、提質(zhì)效果好、節(jié)能效果明顯。
3、高效浮選藥劑的研究應(yīng)用
3.1 RA -315藥劑的研究應(yīng)用
RA -315陰離子反浮選捕收劑是長沙礦冶研究院為完成國家“七五”攻關(guān)項目——“齊大山鐵礦合理選礦工藝的研究”而開發(fā)的陰離子反浮選捕收劑，也是我國第一個大規(guī)模用于陰離子反浮選作業(yè)的捕收劑。在“齊大山鐵礦合理選礦工藝的研究”項目開發(fā)中，各大科研單位在進(jìn)行大量基礎(chǔ)研究的同時，最終選取了長沙礦冶研究院開發(fā)的連續(xù)磨礦、弱磁選一強磁選一陰離子反浮選工藝、馬鞍山礦山研究院開發(fā)的連續(xù)磨礦、弱磁選一強磁選一酸性正浮選工藝、鞍鋼礦業(yè)公司開發(fā)的階段磨礦、重選一磁選一酸性正浮選和連續(xù)磨礦、弱磁選一強磁選一陽離子反浮選工藝進(jìn)行對比工業(yè)試驗，試驗結(jié)果見表3。
從表3可見，采用陰離子反浮選技術(shù)的連續(xù)磨礦、弱磁選一強磁選一陰離子反浮選工藝指標(biāo)最好。最終，按此工藝建設(shè)了齊大山鐵礦選礦分廠，RA -315陰離子反浮選捕收劑也率先在齊大山鐵礦選礦分廠得到應(yīng)有。
3.2 RA515藥劑的研究應(yīng)用
鞍鋼礦山大規(guī)模“提鐵降硅”工藝流程改造后，本著尋找選擇性更好，提質(zhì)效果更明顯的陰離子反浮選捕收劑原則，開展了陰離子反浮選捕收劑RA- 515的研究工作。RA -515與RA - 315在齊大山選礦廠、東鞍山燒結(jié)廠、齊大山鐵礦選礦分廠的對比試驗結(jié)果見表4。
從表4可見，RA -515與RA - 315相比，不論是在齊大山選礦廠、東鞍山燒結(jié)廠，還是在齊大山鐵礦選礦分廠，均取得了精礦品位高、尾礦品位低的理想指標(biāo)。因此，陰離子反浮選捕收劑RA - 515是RA -315的很好代用品，具有較好的捕收效果。
3.3MZ -21藥劑的研究應(yīng)用
MZ -21是中鋼集團馬鞍山礦山研究院開發(fā)的一種主輔原材料來源廣泛，藥劑在浮選過程中選擇性好、捕收能力強、浮選溫度低、有利于節(jié)約抑制劑用量的一種新型陰離子反浮選捕收劑。該藥劑在齊大山選礦廠與RA -315進(jìn)行對比工業(yè)試驗，取得了浮選精礦品位比RA -315提高0.49%，浮選尾礦基本持平的較好指標(biāo)。同時，由于MZ -21能節(jié)約抑制劑用量和實現(xiàn)低溫使用，對生產(chǎn)藥劑和能源消耗考查發(fā)現(xiàn)：應(yīng)用MZ - 21年綜合效益294.9萬元。
3.4 RA -715藥劑的研究應(yīng)用
RA - 715是長沙礦冶研究院針對東鞍山鐵礦石研究的一種高效陰離子反浮選捕收劑。2003年間，東鞍山燒結(jié)廠進(jìn)行了RA - 715與MZ -21的對比工業(yè)試驗，結(jié)果見表5。
從表5可見，陰離子反浮選捕收劑RA715對東鞍山鐵礦石具有較好的選別效果。
3.5 LKY藥劑的研究應(yīng)用
LKY新型捕收劑是齊大山鐵礦選礦分廠為取代RA -315而研究的一種新型捕收劑。工業(yè)對比試驗結(jié)果表明：應(yīng)用LKY新型捕收劑取代RA - 315捕收劑，能使鐵精礦品位提高0.14% ~1.15%，浮尾品位降低0. 31%一0.62%；藥劑單耗：捕收劑降低8. 7%~18, 39%，抑制劑降低29. 85%一46. 160/0。目前，LKY新型捕收劑在齊大山鐵礦選礦分廠得到全面應(yīng)用。
3.6 LKD藥劑的研究
LKD是鞍鋼設(shè)計研究院針對鞍山式赤鐵礦開發(fā)的一種低溫陰離子反浮選捕收劑。目前，完成了小型試驗研究，其結(jié)果見表6。
從表6可見．LKD陰離子反浮選捕收劑應(yīng)用于鞍山式赤鐵礦選礦，具有較好的應(yīng)用前景。
4、選礦節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用
前些年，鞍鋼礦山選礦污水沒有實現(xiàn)“零排放”，對環(huán)境形成一定污染。近年來，鞍鋼礦山選礦污水治理力度，實現(xiàn)了“零排放”，效果顯著。目前，齊大山選礦廠、東鞍山燒結(jié)廠、齊大山鐵礦選礦分廠、弓長嶺選廠、鞍千礦業(yè)選礦分廠、大孤山選礦廠均采用了絮凝沉降凈化技術(shù)，添加聚合硫酸鐵、赤鐵鹽或聚丙烯酰胺凈水劑，以機械加速澄清池為主要凈化設(shè)備處理選礦污水，凈化水懸浮物濃度低于300mg/L，滿足回水利用要求，實現(xiàn)了污水的“零排放”及循環(huán)利用，選礦環(huán)水循環(huán)利用率平均達(dá)到90%以上，噸精礦耗水量居國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。困擾東鞍山燒結(jié)廠40多年的“紅水”治理問題得到圓滿解決，消除了對遼河的污染，實現(xiàn)尾礦高濃度輸送及污水的零排放和循環(huán)利用。
5、資源高效利用減排技術(shù)的研究
在大氣污染控制方面，為了減少向大氣中排放的粉塵量，東鞍山燒結(jié)廠在燒結(jié)機尾采用高效電除塵器；在礦石破碎機作業(yè)區(qū)采用了荷電水霧除塵技術(shù)；齊大山選礦廠等在破碎作業(yè)區(qū)設(shè)置布袋、旋風(fēng)等除塵器，均取得了良好的除塵效果。鍋爐系統(tǒng)安裝丁脫硫除塵器，有效的減少了S02和煙塵的排放量。這有效支持了鞍山市區(qū)空氣質(zhì)量的改進(jìn)。2008年，鞍山市區(qū)平均降塵比2000年減少了1/4。
在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)方面，為改善礦山由于長年資源開采，大面積的尾礦庫完全裸露，造成水土大量流失和粉塵污染的嚴(yán)重局面，確立了生態(tài)恢復(fù)、建設(shè)恢復(fù)、養(yǎng)殖恢復(fù)并舉原則，使生產(chǎn)開發(fā)與生態(tài)恢復(fù)同步進(jìn)行，并通過對系統(tǒng)控制，達(dá)到區(qū)域系統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)良性循環(huán)。目前，已完成東鞍山燒結(jié)廠前峪尾礦庫復(fù)墾造林工作，植樹200萬株。到2008年底，鞍鋼礦山用于礦山綠化復(fù)墾的資金已達(dá)1.6億元，共完成綠化造林面積873萬m2，植樹l 200萬株。
在尾礦開發(fā)利用方面。目前，鞍鋼礦山尾礦年排放量在3 000萬t以上。在通過強化尾礦再選回收鐵礦物的同時，鞍鋼礦山積極加強尾礦綜合利用工作。在已經(jīng)開展用尾礦制磚的工業(yè)應(yīng)用的同時，積極開展用尾礦代替河砂等尾礦綜合利用技術(shù)研究工作，形成了技術(shù)儲備。
6、結(jié)論
近些年來，鞍鋼礦山認(rèn)真處理好開發(fā)礦業(yè)與保護(hù)環(huán)境的關(guān)系，堅持走礦山可持續(xù)發(fā)展之路，打造綠色礦山，實現(xiàn)了選礦高效節(jié)能減排技術(shù)的大發(fā)展，取得了很好的效果。今后，面臨著落實科學(xué)發(fā)展觀的更高要求，面對國家更加嚴(yán)格的環(huán)保政策，鞍鋼礦山只有更加重視高效節(jié)能減排選礦技術(shù)的應(yīng)用，才能在激烈的競爭中立于不敗之地，才能更好地實現(xiàn)大企業(yè)的社會責(zé)任。
