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1、当今世界深海采矿技术的发展世纪之交，国际海底区域活动及其科技、经济、政治及法律环境都发生了深刻的变化。其主要特点是：当今“区域”活动由单一多金属结核资源向多种资源（富钴结壳、热液硫化物、多金属软泥、天然气水合物、生物基因资源等）发展和出现“区域”多种资源的第二轮竞争的严峻形势。70年代初，西方发达国家就开始进行深海多金属结核资源采矿技术和装备的研究开发。以美国公司为主的四大财团研究开发的集矿机和管道提升采矿系统，于70年代末在太平洋CC区首先进行了每小时3040t的海上中间性试验。该系统配套的设备是：拖曳式水力和机械式动力集矿机；气力和水力提升管道，以及24.5万t级宽体双底采矿船。80年代，
2、法国研制成PKA26000号深海多金属结核采矿系统，可从6000m的深海底进行快速采矿，日产可达15002000t，然后按自控程序返回海面。英国也正在研制一种气力提升采矿系统，日产量可高达10000t。专家普遍认为日产千吨级以上的采矿系统将成为21世纪最有前途的第一代深海商业开采系统。包括日本在内的西方发达国家目前在深海开采技术方面已经拥有了足够的技术储备，正在等待商业开采时机的到来。我国自90年代以来开展“海底多金属结核资源开采技术”的研究开发，现已研制出两套集矿原理机水力式集矿机和复合式集矿机的模型机，具有结构简单、作业可靠、采收率高的特点，其室内集矿效率达到85以上；建成了一套高30m、
3、管径100cm的实验室扬矿系统。研制单位较系统地进行了水力（矿浆泵、清水泵、射流泵）和气力扬矿方法的实验室研究，以及配套的遥测遥控技术。但是这套系统仅局限在试验室不足5m水深的水池内，距离五、六千米水深采矿的技术要求相差甚远。大洋协会计划2000年将对这套改进的采矿系统进行水深120130m的湖试，为下个世纪初进入海试作技术准备。世界深海高新技术的发展趋势是朝着多功能、自动化、智能化和遥测遥控的方向发展，主要技术及装备有：深海（6000m）载人深潜器（HOV）和无人自治深潜器（AUV）；高精度定位技术、水声技术和水下目标跟踪技术；多种资源的勘查技术系列，包括高精度、高分辨率的探测、浅部深部地层
4、剖面探测，采样、化探、资源评价技术，环境监测与评价技术；包括水力、气力、机械动力的集矿与扬矿，遥测遥控、水面支持的日产千吨级万吨级的深海采矿系统。当今国际海底区域活动竞争的焦点是资源，而获得资源的手段又是深海高新技术。因此，发展深海高新技术，是高效勘查和占有高质量的矿区、从“区域”中获得资源优先权的一把钥匙，而且还可以技术的优势通过合作来获得更多的资源和经济利益。铁矿选矿技术概述我国铁矿由于贫矿多（占总储量的97.5）和伴(共)生有其他组分的综合矿多（占总储量的13），所以在冶炼前绝大部分需要进行选矿处理。1996年全国入选铁矿石21497万t，占全国产铁矿石原矿25228万t的85.2。入选
5、铁矿石生产铁精矿粉8585.7万t，其中重点选矿厂处理原矿10961万t，生产铁精矿粉4158万t，占全国铁精矿粉产量的48.4。 （一）矿石破碎我国选矿厂一般采用粗破、中破和细破三段破碎流程破碎铁矿石。粗破多用1.2或1.5旋回式破碎机，中破使用2.1或2.2标准型圆锥式破碎机，细破采用2.1或2.2短头型圆锥式破碎机。通过粗破的矿石，其块度不大于1，然后经过中、细破碎，筛分成矿石粒度小于12的最终产品送磨矿槽。（二）磨矿工艺我国铁矿磨矿工艺，大多数采用两段磨矿流程，中小型选矿厂多采用一段磨矿流程。由于采用细筛再磨新工艺，近年来一些选矿厂已由两段磨矿改为三段磨矿。采用的磨矿设备一般比较小，最
6、大球磨机3.66，最大棒磨机3.24.5，最大自磨机5.51.8，砾磨机2.73.6。磨矿后的分级基本上使用的是螺旋分级机。为了提高效率，部分选矿厂用水力旋流器取代二次螺旋分级机。（三）选别技术.磁铁矿选矿主要用来选别低品位的“鞍山式”磁铁矿。由于矿石磁性强、好磨好选，国内磁选厂均采用阶段磨矿和多阶段磨矿流程，对于粗粒嵌布的磁铁矿采用前者（一段磨矿），细粒、微细粒嵌布的磁铁矿采用后者（二段或三段磨矿）（图3.2.23）。我国自己研制的系列化的永磁化，使磁选机实现了永磁化。70年代以后，由于在全国磁铁矿选矿厂推广了细筛再磨新技术，使精矿品位由62提高到了66左右，实现了冶金工业部提出精矿品位达到
7、65的要求。.弱磁性铁矿选矿主要用来选别赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿或混合矿，也就是所谓的“红矿”。这类矿石品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂，选别困难。80年代后，选矿技术方面对焙烧磁选、湿式强磁选、弱磁性浮选和重选等工艺流程、装备和新品种药剂的研究不断改进，使精矿品位、金属回收率不断提高。如鞍钢齐大山选矿厂采用弱磁强磁浮选的新工艺流程(图3.2.24)，获得令人鼓舞的成就。.多金属共（伴）生矿选矿这类矿石成分复杂、类型多样，因此采用的方法、设备和流程也各不相同，如白云鄂博铁矿采用反浮选多梯度磁选、絮凝浮选、弱磁反浮选强磁选、弱磁正浮选、焙烧磁选等不同的工艺流程，以提高铁的回收率
8、，并综合回收稀土氧化物。攀枝花铁矿通过磁选获得TF53左右的钒铁精矿，磁选后的尾矿通过弱磁扫选强磁选重选浮选干燥电选，获得钛精矿和硫钴精矿，回收钛和钴。大冶铁矿采用弱磁强磁和浮选，综合回收铁、铜和钴、硫等元素。（四）烧结球团技术烧结技术是我国人造富矿的主要手段。1996年共生产人造富矿16095.6万t，其中重点企业9485.9万t，占58.9%，地方国营企业6133.7万t，占38.1%。我国在细精矿烧结的技术上已达到相当水平。鞍钢早在50年代初就在烧结机上成功地把酸性烧结矿制作方法改为碱性烧结矿制作方法，在世界上第一个用消石灰或生石灰作熔剂解决了细精矿烧结问题。烧结球团的装备水平也有所提高
9、，全国共有烧结机419台，总面积155222，其中：1302级以上的烧结机有22台，合计面积41072；241292的烧结机197台，合计面积93872；小于242的烧结机200台，合计面积20282。1994年2月24日在马鞍山钢铁厂投产的3002烧结机，是我国除宝钢外自行设计、制造和建设的规模最大的现代化烧结机。全国1995年烧结的主要技术经济指标为：利用系数1.36(2)，烧结矿品位53.00，烧结机日历作业率80.94，烧结矿合格率为84.92，工人劳动生产率为2170()。选矿工艺与设备的概论选矿工艺技术与选矿设备的发展是同步的，设备的技术水平不仅是工艺水平的最好体现，其生产技术状态
10、也直接影响着生产过程、产品的质量和数量以及综合经济效益。 1 粉碎工艺与设备 粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程。粉碎是矿物加工过程的重要环节。粉碎可分为四个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎。粉碎过程是高能耗的作业，粉碎过程的基本原则是“多碎少磨”。1.1 破碎流程（1）一段破碎流程。一段破碎流程一般用来为自磨机提供合适的给料，常与自磨机构成系统。该工艺流程简单，设备少，厂房占地面积小。（2）两段破碎流程。该流程多为小型厂采用。(3) 三段破碎流程。该流程的基本形式有三段开路和三段一闭路两种。（4）带洗矿作业的破碎流程。当给料含泥（-3mm)量超过5%10%和含水大于5%8%时，应
11、在破碎流程中增加洗矿作业。1.2 磨矿分级工艺流程（1）球磨、棒磨流程 对选矿而言，采用一段或两段磨矿，便可经济地把矿石磨至选矿所需要的任何粒度。两段以上的磨矿，通常是由进行阶段选别的要求决定的。 一段和两段流程相比较，一段磨矿流程的主要优点是：设备少，投资低，操作简单，不会因一个磨矿段停机影响到另一磨矿段的工作，停工损失少。但磨机的给矿粒度范围宽，合理装球困难，不易得到较细的最终产物，磨矿效益低。当要求最终产物最大粒度为0.20.15mm（即60%79%-200目），一般都采用一段磨矿流程。小型工厂，为简化流程和设备配置，当磨矿细度要求80%200目时，也可用一段磨矿流程。 两段磨矿的突出优
12、点是能够得到较细的产品，能在不同磨矿段进行粗磨和细磨，特别适用于阶段处理。在大、中型工厂，当要求磨矿细度小于0.15mm(即80%-200目），采用两段磨矿较经济，且产品粒度组成均匀，过粉碎现象少。根据第一段磨机与分级机连接方式不同，两段磨矿流程可分为三种类型：第一段开路；第二段全闭路；第一段局部闭路，第二段总是闭路工作的磨矿流程。（2）自磨流程 自磨工艺有干磨和湿磨两种。选矿厂多采用湿磨。为了解决自磨中的难磨粒子问题，提高磨矿效率，在自磨机中加入少量钢球，这时称为半自磨。 自磨常与细碎、球磨、砾磨等破磨设备联合工作，根据其联结方式可组成很多种工艺流程。1.3 破碎筛分设备 现在工业中应用的破
13、碎设备种类繁多，其分类方法也有多种。破碎设备可按工作原理和结构特征划分为：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机和磨碎机等。(1)颚式破碎机 颚式破碎机破碎工作是靠动颚板周期地压向固定颚板，将夹在两颚板之间的物料压碎。 按照动颚运动的轨迹，可分为简单摆颚式破碎机与复杂摆动颚式破碎机。颚式破碎机俗称老虎口，是历史悠久的破碎机之一，至今仍是破碎硬物料最有效的设备。(2)圆锥破碎机 圆锥破碎机是借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面产品物料受到挤压和弯曲而破碎。它可以分为用于粗碎的旋回破碎机和用于中细碎的圆锥破碎机。（3）辊式破碎机 辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的
14、辊子。辊子表面可以带齿牙，称为齿辊式破碎机。它以劈裂破碎为主兼有挤压的断破碎。按齿辊数目又可分为单齿辊、双齿辊与多齿辊破获碎机。（4）冲击式破碎机 锤式破碎机和反击式破碎机都是冲击式破碎机。这种破碎机，有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤，当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量，高速抛向破碎机壁或特设的硬板而被击碎。（5）磨碎机 磨碎机是一个两端带有中空轴颈的空心圆柱筒，物料从圆筒一端进入，产物从另一端排出。筒内装有磨碎介质（钢球、钢棒或砾石），根据磨碎介质的不同，磨碎机分为球磨机、棒磨机或砾磨机。筒体转动时将介质带到一定高度而下落，对物料产生冲击与磨剥作用，使物料
15、粉碎。 将颗粒大小不同的混合物料，通过单层或多层筛子而分成若干个不同粒度级别的过程称为筛分。筛分设备有固定筛、惯性振动筛、自定中心振动筛、重型振动筛、共振筛、直线振动筛。（1）固定筛 固定筛是由平行排列的钢条或钢棒组成，钢条和钢棒称为格条，格条借横杆联结在一起，格条间的缝隙大小即为筛孔尺寸。固定筛分为格筛和条筛两种。（2）惯性振动筛 振动筛是工业中普遍采用的一种筛子，应用范围广，适用于中、细碎的预先和检查筛分。根据筛框运动轨迹特点，可分为圆运动振动筛和直线振动运动筛两类。前者包括单轴惯性振动筛、自定中心振动筛和重型振动筛；后者包括双轴惯性振动筛和共振筛，按筛网层数还可以分为单层筛和双层筛两类。（3）自定中心振动筛 自定中心振动筛适用于大、中型厂的中、细粒物料筛分。国产自定中心筛的型号为SZZ，根据筛层数不同分为SZZ1（单层）和SZZ2（双层）。一般为吊式筛，但也有座式筛。（4）重型振动筛 重型振动筛的原理与自定中心振动筛相似，但振动器的主轴完全不偏心，而以皮带轮的轴孔偏心来达到运转时自定中心的目的。重型振动筛结构比较坚固，能承受较
