为了改善高炉的技术经济指标，提高铁矿资源有效利用率和自产矿石的竞争力，最终实现钢铁企业整体效益最大化，促使铁矿石选矿技术向着提铁降杂的方向发展。本文通过入炉铁精矿品位对高炉炼铁效益影响的分析，阐述了提高入炉铁精矿品位对提高钢铁产业链效益的重要性，介绍了近年来选矿厂围绕提高铁精矿质量降低选矿生产成本所采取的措施，综述了我国在高效分选新工艺新设备和新型药剂等研发方面的技术步，指出了未来的发展方向。
2002年提出了对铁精矿采用提铁降杂技术进行铁前降硅(杂)，形成钢铁企业/集团利益最大化的理论，促进了我国铁矿石选矿技术和钢铁工业的快速发展。
当时国内的炼铁工业形势是国产铁精矿不仅铁品位低，更重要的是SiO2含量高。我国磁铁矿精矿一般含铁62%-66%，含Si02 7%-10%；氧化铁矿石铁精矿一般含铁55%-63%，含Si02 8%-12%。而进口国外铁精矿：巴西粉矿铁品位65%-66%、块矿铁品位66%-67%，其SiO2含量仅0.5%-1.5%；澳大利亚粉矿铁品位63%，块矿64%-65%，其SiO2含量只有3%-4%。由于国产铁精矿质量低，导致我国高炉入炉铁品位低，消耗矿石、煤和焦炭量大，高炉利用系数低、效益低；而国外成品铁矿石则由于品位高、Si02含量低，从而使高炉利用系数高、效益高。国内炼铁企业为了获取高炉炼铁的最大效益，都愿意多“吃”优质进口铁矿石，并逐步减少国内铁矿山自产铁精矿的使用比例。
为改变国产铁精矿不受国内钢铁公司欢迎的这种不利局面，国内铁矿山选矿厂转化思路，彻底抛弃从前只在选矿厂内部讨论“合理铁精矿品位和回收率”框框的束缚，把铁精矿质量高低扩展到选矿 - 炼铁的大范围来研究和讨论，以追求选矿-炼铁效益最大化为自标。从而为我国铁矿选矿工业发展开启了新的研究方向。
1选矿厂提高铁精矿质量、降低生产成本的措施
提铁降硅（杂）思想提出后，国内选矿厂从追求合理铁精矿品位和回收率，逐渐转变为以追求提高铁精矿质量、节能减排、增加经济效益为中心，开发了适合各种类型铁矿提质降杂、降本增效的新技术、新工艺、新设备和新药剂，现已取得了显著的成效。
1.1采用预选工艺
预选是指矿石在进入磨矿作业之前，用适宜的选矿方法预先分离出部分尾矿的选别作业。由于冶金工业的快速发展，对铁矿石的需求量越来越多，加之采矿工业的发展，采用先进的采矿方法和大型的采掘设备，使采出的矿石品位下降，贫化率增加。为了提高人磨矿石品位，降低选厂能耗，减少磨矿量，近年国内外磁选厂广泛采用预选工艺。
本钢歪头山铁矿选矿厂，在粗碎之后人自磨前，对0-350mm 的矿石采用CTDG1516型大块矿石永磁干式磁选机预选，抛废产率12%-13%，使入磨矿石品位提高3.62个百分点，磁性铁回收率99%以上，年经济效益达1000万元以上。鞍钢弓长岭选矿厂一选车间，采用CTDG-1220N型大块矿石永磁干式磁选机对0-75mm的中碎产品预选，原矿品位31.61%，精矿品位33.68%，尾矿产率8.73%、品位9.97%，铁回收率97.04%，年经济效益4350万元。首钢水厂选矿厂对0-12mm的细碎产品采用C80型永磁磁滑轮，一粗一扫工艺干式预选，可丢弃产率8%-9%，品位10.50%合格尾矿，入磨矿石品位提高1-1.5个百分点。所丢弃尾矿量基本等于增加一个系统的磨矿量，为多产精矿提高精矿质量创造了有利条件。
昆钢王家滩菱铁矿采用长沙矿冶研究院研制的磁选机对0-6mm原矿进行粗粒预选，可将菱铁矿品位由31.45%提高到35.18%，预选效果显著。酒钢桦树沟铁矿总储量2.7亿t，主要铁矿物为镜铁矿、菱铁矿、褐铁矿，均属弱磁性铁矿；脉石矿物为碧玉、重晶石、石英。为提高选矿厂入磨矿石的铁品位，桦树沟铁矿完成了年处理量450万t的预选抛尾工程项目，抛尾设备采用美国奥托昆普公司的永磁强磁选机，对15-30mm粒级块矿进行预选，可抛掉产率13.66%、品位10.43%的合格尾矿，入磨矿石铁品位由34.12%提高至37.86%；对0-15mm粒级粉矿进行预选，抛掉的尾矿产率为11.04%、品位为12.13%，入磨矿石铁品位则由31.90%提高到34.35%。降低了铁矿山的出矿品位，减少了运输成本和选矿加工费用。
预选工艺的另一个优点是可以抛出较粗粒级的合格尾矿，将其直接填充至采空区，不仅可以解决尾矿的排放问题，而且降低了充填成本，具有很好的环境效益和经济效益。
1.2 采用多碎少磨工艺
破碎磨矿作业能.耗约占选矿厂总能耗的50%-70%，其中磨矿作业的能耗又占碎磨作业能耗的80%以上，降低磨矿作业能耗的有效途径就是降低入磨矿石粒度，即多碎少磨。主要措施是采用大型化、大破碎比、高效、低耗的新型破碎设备，使入磨矿石粒度降低。近年来，我国选厂通过引进山特维克(Sandvik)、美卓(Metso)等国外公司的高效液压圆锥破碎机，使入磨矿石粒度降至0-12 (10)mm，节能降耗效果明显。如太钢尖山铁矿扩建后的破碎系统通过将6台国产2200型圆锥破碎机(中碎2台、细碎4台）全部更换为生产能力大、破碎效果好的进口美卓HP-500型破碎机和山特维克H-8800型破碎机，使破碎产品粒度-12mm含量达到90%左右，选矿厂整体产能提高8%以上，小时节约电耗128kW。
采用高压辊磨机也是降低入磨矿石粒度的有效措施。高压辊磨机由于利用层压破碎的工作原理，能量利用率高，矿石粉碎能耗一般为0.8-3.0kW • h/t，比常规的破碎设备节能30%左右，系统产量提高25%-30%。目前已在国内铁矿选厂得到推广和应用。
马钢南山铁矿凹山选矿厂通过引进1台德国魁伯恩(Koeppern)公司RP630/17—1400型高压辊磨机将0-18mm细碎产品破碎到0-3mm，使选矿厂的处理能力由550万t/a提高至700 万 t/a。
1.3 应用新技术、新设备
影响磁选精矿品位的主要是磁性铁矿物和石英脉石的连生体，单靠多次磁选无法把连生体分选出去，只有采用反浮选技术，利甩连生体中石英和浮选药剂作用后，石英表面疏水可以粘附在气泡上易于浮选的特性，实现连生体与铁矿物的分选，达到脱硅提高铁精矿质量的目的。
进一步提高国产铁精矿质量的需求，也带动了高效新型选矿设备的研究与发展。2000年以来，国内研制出多种选别磁铁矿石的精选设备，如：磁力和重力结合的磁-重脉动低磁场的磁重选矿机（磁选柱、淘洗磁选机)、磁力和粒度筛分相结合的磁场筛选机、高频振动筛以及多磁极的BX弱磁选机等，这些精选设备可有效地分散物料的磁团聚，排出其中夹杂的贫连生体和脉石矿物’提高铁精矿品位。
对于弱磁性赤(褐）铁矿的分选，除了常用的Slon型立环脉动高梯度强磁选机外，近年国内又研发了用于回收微细粒弱磁性赤(褐）铁矿的新型高效ZH型组合式湿式强磁选机，其具有分选磁场强度高，对细粒级矿物回收效果好、回收率高等优点。该机采用隔粗筛加三道分选盘式结构，前置专门配套的隔粗装置隔除矿浆中的机械夹杂和少量粗颗粒矿渣，分选主体采用梯度高达105高斯的多层感应磁极介质及三盘对应的介质参数，形成上盘0.1-0.3T的弱磁选体系，以回收少量强磁性的磁铁矿和假象赤铁矿，中盘是1-1.5T磁场强度的中磁选体系，用于回收中粗粒级赤铁矿，下盘磁场强度高达1.7-1.8T，对于回收微细粒赤铁矿及易泥化的褐铁矿极其有效。安徽李楼铁矿二段强磁扫选分流对比试验结果表明，在给矿条件相同的情况下，与Slon立环强磁选机相比，ZH型强磁设备分选所得铁精矿品位高出0.3个百分点，尾矿品位低10.09个百分点，磁选作业回收率高26.57个百分点。
1.4 研发新型选矿药剂
由于我国贫赤铁矿嵌布粒度微细，细磨过程中泥化严重，因此耐矿泥的阴离子反浮选技术在国内广泛应用，伴随该技术而开发的脉石矿物以石英为主的鞍山式铁矿高效利用的NaOH、苛化淀粉、石灰和脂肪酸类捕收剂四种药剂制度组合也成为经典的药剂制度而沿用至今，虽然各研究院所及企业在阴离子捕收剂种类上推陈出新、百家争鸣，但20多年来始终没有超越该工艺流程.开发之初所确立的原则工艺流程、四种反浮选药剂、30oC以上的浮选温度等关键技术根本。
近年在阴离子浮选药剂研发方面取得的主要成绩是开发出了高效利用太钢袁家村铁矿、安徽李楼铁矿等难选铁矿的阴离子浮选药剂，这类型铁矿的主要特点是脉石矿物除石英外，还有相当部分的角闪石、绿泥石等含铁硅酸盐矿物，新研发的药剂不仅对绿泥石、角闪石有很好的选则性，同时还具有温度适应范围广、耐矿泥的特点。近年一些新研发药剂的工业应用情况列于表1中。
从表1中可以看出，对于安徽李楼铁矿，新药剂与现场原药剂二者在用量相当的条件下，采用新药剂获得的浮选指标有较大提高；对于太钢尖山铁矿和司家营铁矿，在获得浮选指标相近的情况下，采用新药剂浮选的直接效果是药剂用量大幅度减少。与现场原药剂相比，三个矿山采用新药剂后的浮选温度均得到降低，其中以司家营铁矿的浮选温度降幅最大，高达15oC。以司家营铁矿浮选温度降低15oC进行节能减排计算分析可知，可以节省锅炉及供暖设备投资以及带来的运转费用2424万元/年，其他药剂费用节约605.16万元/年；同时温度降低具有显著的环境保护效益，按年处理量300万t选厂计算，每年可以少用6.06万t原煤，按工业锅炉每燃烧一吨标准煤，就产生二氧化碳2.62t，二氧化硫8.5kg，氮氧化物7.4kg计算，一年可以少排二氧化碳15.88万t，二氧化硫515.1t，氮氧化物448.44t。
2未来研究方向及工作重点
进一步提高铁精矿质量、促进高炉炼铁降本增效的研究方向及工作重点应集中在以下两个方面：
选矿作业
1) 加强预选抛尾技术与装备的开发与应用，包括研制高效大型破碎设备、大型粗粒湿式磁选设备、大型干式预选强磁选设备以及粗粒重选抛尾设备等；
2) 研发大处理量超细磨矿设备、选择性磨矿和分级技术；
3) 研发高效复合力场弱磁设备、大处理量高场强强磁设备、微细粒铁矿高效浮选设备；
4) 研发铁矿物与各类型含铁硅酸盐脉石矿物选择性分离的高效环保浮选药剂；高效绿色耐低温的铁矿选矿药剂；微细粒浮选技术(如微泡浮选技术)；
5) 加强选矿过程中清洁生产，包括研发新型环保药剂、减少固体废物排放(如通过尾矿充填实现无尾排放)、尾矿水的清洁循环利用等。加大对矿山固体废弃物的利用领域拓展方面的研发投人。
高炉炼铁作业
(1) 结合原料特点改进炼铁工艺。精矿质量提高以后，精矿中矿物的组成发生了变化，后续高炉炼铁作业也应该根据原料质量提高，研发出适宜矿石性质改变得新工艺。
(2) 研发高效低成本控制粉尘和烟气的新技术与新装备，控制炼铁时从尾气排入大气中的SO2、CO2、粉尘等对环境的影响，实现绿色清洁生产。
3结语
1) 提高铁精矿品位、降低硅、铝等杂质含量是提高高炉炼铁效益的重要途径。
2) 加大国产铁矿选矿技术研发投入、创新驱动矿业技术升级提高铁精矿质量并降低其生产成本是促进钢铁行业可持续发展、提高国际竞争力的关键措施。
3) 在选矿技术、药剂和装备的研发方面，重点强化选择性分离效果以提高产品质量、强化微细粒矿物的回收以提高资源利用率。
4) 着眼高端绿色发展，拓展冶金矿山大宗固体废弃物、钢铁企业冶金渣综合利用领域，研发高炉废气、固体悬浮物处理技术与装备，减少三废排放，是钢铁行业健康发展的需要，也是企业的社责任。
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