低品位菱镁矿石的高效选矿

 

　　一、基本情况

　　菱镁矿是我国的优势矿产资源之一，其储量、产量、出口量均居世界首位。我国菱镁矿总储量约 30亿吨，占世界总储量的四分之一以上，菱镁矿储量中，含MgO43%以上的一、二级品占总储量的53%，其中一级品以上(含特级品)菱镁矿储量11.7 亿吨，占总储量的37.6%;二级品储量4.8亿吨，占总储量的15.4%，而且前国际上最需要的MgO含量大于47%的特级菱镁矿储量非常少，其目前的开采量已不能满足市场的需求。

　　目前我国生产与出口的镁质材料大多为原料初加工产品。2000年辽宁省镁制品总产量超过600万吨，其中高科技、高附加值镁制品产量为30万吨，仅占总产量的5%，而初级产品与高级产品的效益相差十几倍。

　　目前国际市场呈现对初级材料的需求逐渐减少，对高档产品的需求不断增加的趋势。因此，依靠科技进步，调整和优化产品结构，提高资源利用水平，提高镁质耐火材料的加工深度，开发生产高档镁制品是镁质材料的发展方向，而生产高档镁质材料的基础是高质量、高纯度的菱镁矿。因此，研究菱镁矿的高效选矿技术是关键问题。

　　菱镁矿的开采和利用中存在的另一个突出问题是资源的浪费严重。由于经济原因以及缺乏合适的选矿加工技术，很多矿山只采富矿，而丢弃所谓的贫矿，实际上所谓的贫矿中MgO的品位也在40%以上，而国外的菱镁矿开采，连MgO品位不到30%的矿石都在开采利用。我国有些矿山的采出率不足50%，甚至更低，造成资源的极大浪费。据实地考察了解，含MgO47%以上的菱镁矿石的价格每吨130元，而含MgO44～46%的菱镁矿石仅20～30元/吨，而这部分矿石占总储量的70%以上。

　　菱镁矿资源是不可再生的，弃贫采优的开采方法使优质资源越采越少。因此我国的菱镁矿资源的前景不容乐观。据估计，按现在的开采方式和开采速度，再过30年，辽宁的大部分菱镁矿区的优质矿石资源将枯竭，这绝不是危言耸听。因此，必须重新认识和高度重视资源保护问题。通过矿物加工技术，提高低品位菱镁矿中MgO的含量，降低杂质含量，充分合理地利用现有的菱镁矿资源，是提高资源利用率，保持可持续发展，造福子孙的重大课题，其重要性和紧迫性不言而喻。

　　二、产业重大技术的现状

　　由于我国菱镁矿石资源相对较好，所以多年来对该类矿石的选矿技术和理论研究较少。但随着镁矿资源开采量的增加，优质资源的数量不断减少，而另一方面，市场对高纯度的镁质材料需求却在迅速增加。同时，目前由于缺乏合适的选矿技术，许多矿山仅开采优质矿石，很多在我国看来相对较差的镁矿石都未能利用，造成了资源的极大浪费。

　　因为国外菱镁矿石资源较差，所以对菱镁矿的选矿提纯问题非常重视，研究较多。印度某地的菱镁矿矿石含14～41.5%的石英和硅酸盐，经选矿后，石英和硅酸盐含量减少到3%以下。奥地利Radex公司菱镁矿中MgO含量不足30%，经选矿后，MgO含量达到46.5%以上。

　　国内对菱镁矿选矿研究较少，目前已知的浮选技术如山东某菱镁矿厂1984年建设了浮选试验厂，采用反浮选工艺，可以得到SiO2<0.1%，MgO含量47.28%的精矿，但回收率仅32.70%，无法经济运行。

　　辽宁某镁矿浮选厂采用酸性反浮选技术提纯菱镁矿，据考察，其原矿的MgO品位45%左右，SiO20.6%左右，经选矿后，精矿中SiO2含量降低到0.4%左右，而尾矿中的SiO2富集程度仅有0.8%左右，选别效率太低。

　　经过对大石桥地区菱镁矿的初步试验表明，菱镁矿石中的SiO2含量可以从原矿的1.98%降低到0.4%以下，当得率为70%时甚至可以降低到 0.19%，去除率达到90%左右;尾矿中SiO2含量达到9%以上，做到了对杂质的充分捕收。精矿中MgO含量达47.2%以上时，回收率达80%以上，选别效果非常明显。此选矿工艺中特别是SiO2的去除率与富集比达到了国际先进水平，去除率高说明杂质去除的干净，富集比高说明选择性好，回收率高则说明在去除SiO2的同时，MgO的损失很低。

　　三、技术路线与开发前景

　　1、研究目标的确定

　　针对MgO含量为44～46.5%，SiO2含量1～2%的菱镁矿做为研究对象，查清其中主要杂质的种类和矿物学存在形式，确定提高MgO品位，去除杂质的浮选药剂品种和工艺参数，使所得菱镁矿精矿品位达到如下指标：MgO≥47%，SiO2≤0.4%，回收率≥75%;同时对矿石中含 MgO40～44%的菱镁矿的选矿提纯工艺进行探索研究。在确定工艺参数的基础上，设计建设一条高效选矿示范线，为全行业的发展打下基础。

　　本研究成果预计达到国际先进水平。

　　2、工艺路线

　　采取的工艺路线如下：

　　选取有代表性的矿样→详细研究低品位菱镁矿的矿物组成，特别是杂质矿物的存在形式→确定最佳磨矿细度与磨矿工艺→选择最佳PH值→选择最佳去除SiO2的捕收剂→矿石脱钙试验→开路流程试验→闭路流程试验→优化试验结果→生产工艺流程设计，设备造型→选矿厂建设与调试→正式投产→技术经济评估。

　　四、问题与思考

　　1、选矿成本

　　目前低品位矿与优质矿之间有100元/吨左右的价格，但从发展看，由于优质矿数量越来越少，而需求越来越大，这个价差将在三到五年后进一步拉大，给选矿技术的采用腾出有效成本空间。

　　2、选矿厂的建设

　　由于选矿厂的投资方是企业，可能是矿主，也可能是镁制品生产企业，如果完全靠经济利益趋动，容易造成集中度不够，规模偏小，环保投资不足等问题。要解决上述问题，政府应该在相应政策扶持、资本运作等方面给以引导和支持。

　　3、技术权益

　　由于菱镁矿石的差异，选矿技术一定是系列技术。为了有利于推广，使整体工艺技术水平都处于高水平，应该成立相应的技术推广部门。使其在有偿获得技术权益后，做好部局、设点、技术推广、后续研发的管理等工作。