海濱重砂礦選冶設(shè)備：海濱重砂礦冶煉與精煉設(shè)備

先說答案

海濱重砂礦的冶煉與精煉設(shè)備，跟選礦設(shè)備完全是兩碼事。選礦是物理分選，把不同礦物從砂子里挑出來(lái)。冶煉是化學(xué)和高溫處理，把礦物中的金屬元素提取出來(lái)變成可用的金屬或氧化物產(chǎn)品。鈦鐵礦精礦走火法路線，回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原加電爐熔煉，產(chǎn)出鈦渣和生鐵。獨(dú)居石精礦走濕法路線，堿分解加溶劑萃取，產(chǎn)出單一稀土氧化物。鋯英石精礦如果要做成鋯化學(xué)制品，還需要堿熔或氯化焙燒。選礦設(shè)備把砂變成精礦，冶煉設(shè)備把精礦變成產(chǎn)品，兩段銜接才構(gòu)成完整的選冶流程。

Q1：海濱重砂礦選礦出來(lái)有哪些精礦？分別進(jìn)什么冶煉設(shè)備？

海濱重砂礦選礦段產(chǎn)出幾種精礦產(chǎn)品，每種精礦的冶煉路線和核心設(shè)備都不同。

鈦鐵礦精礦是產(chǎn)量最大的，TiO?品位百分之四十八以上。它走火法冶煉路線，核心設(shè)備是回轉(zhuǎn)窯加電爐。先經(jīng)回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原，再進(jìn)電爐深還原熔煉，產(chǎn)出鈦渣和生鐵。鈦渣TiO?含量百分之七十到八十五，是鈦白粉和海綿鈦的上游原料。

獨(dú)居石精礦REO品位不低于百分之六十，但含有釷和鈾，屬于放射性物料。它走濕法冶煉路線，核心設(shè)備包括堿分解反應(yīng)器、壓濾機(jī)、萃取槽、沉淀槽和焙燒窯。精礦先堿分解把稀土從礦物晶格里解放出來(lái)，然后溶劑萃取把十幾個(gè)稀土元素逐一分開，最后沉淀焙燒得到單一稀土氧化物產(chǎn)品。

鋯英石精礦Zr(Hf)O?品位百分之六十五以上，如果直接賣精礦就不需要冶煉。但如果要做成鋯化學(xué)制品，比如氧氯化鋯、氧化鋯等，需要堿熔或氯化焙燒，核心設(shè)備是堿熔爐或氯化爐。

Q2：鈦鐵礦精礦怎么煉？回轉(zhuǎn)窯和電爐怎么配合？

鈦鐵礦精礦的冶煉走回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原加電爐熔煉路線，這是處理鈦鐵礦的主流火法工藝。

具體流程是：鈦鐵礦精礦配入煤粉或焦炭做還原劑，從回轉(zhuǎn)窯的第一進(jìn)料口加入。回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度四十到九十五米，處理能力從每天幾百噸到上萬(wàn)噸。燒嘴向窯內(nèi)噴射火焰，物料在窯內(nèi)翻滾前進(jìn)，在高溫下完成預(yù)還原反應(yīng)，把鐵氧化物部分還原成金屬鐵。出來(lái)的焙砂溫度很高，通過熱料輸送裝置直接送入電爐。

電爐做深度還原熔煉。焙砂在電爐里進(jìn)一步還原，鐵被還原成金屬鐵水從放鐵口放出，鈦留在渣相里成為鈦渣從放渣口排出。鈦渣TiO?含量越高越好，優(yōu)質(zhì)的鈦渣TiO?能做到百分之八十五以上，直接賣給鈦白粉廠做原料。

另一種路線是懸浮焙燒。海濱砂礦重選精礦磨細(xì)到零點(diǎn)零三八毫米以下，先在弱磁選去掉強(qiáng)磁性鐵礦物，再通入懸浮焙燒爐。懸浮焙燒爐里溫度七百五到九百五十度，在氣流中讓物料處于懸浮狀態(tài)進(jìn)行還原反應(yīng)，最后再弱磁選分選出鐵精礦和鈦精礦。懸浮焙燒比回轉(zhuǎn)窯更節(jié)能，設(shè)備處理量也大，但對(duì)物料粒度要求嚴(yán)。

Q3：獨(dú)居石精礦怎么冶煉？設(shè)備配置什么樣？

獨(dú)居石精礦含釷和鈾，整個(gè)冶煉過程必須按放射性工作場(chǎng)所管理。

冶煉首先從精礦的分解開始。獨(dú)居石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，強(qiáng)酸強(qiáng)堿都不太容易啃動(dòng)。工業(yè)上普遍采用氫氧化鈉堿分解法，獨(dú)居石精礦在堿分解反應(yīng)器里與濃堿液反應(yīng)，把稀土磷酸鹽轉(zhuǎn)化成稀土氫氧化物，同時(shí)磷酸根以磷酸鈉的形式進(jìn)入溶液。堿分解反應(yīng)器是帶攪拌的密閉容器，材質(zhì)要耐堿和耐溫。

堿分解后的礦漿進(jìn)入壓濾機(jī)固液分離。壓濾機(jī)選用隔膜壓濾機(jī)，過濾面積五十到一百平方米。濾餅是稀土氫氧化物粗產(chǎn)品，進(jìn)入后續(xù)溶解工序。用鹽酸把稀土氫氧化物溶解成氯化稀土溶液，溶液進(jìn)入溶劑萃取段。

溶劑萃取是獨(dú)居石冶煉里分離單一稀土元素的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。萃取槽采用箱式混合澄清槽或離心萃取器，用P507-煤油-鹽酸萃取體系把鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪等十幾個(gè)稀土元素逐一分開。萃取段需要幾十到上百級(jí)萃取槽串聯(lián)，設(shè)備投資占獨(dú)居石冶煉廠的大頭。

分離開的單一稀土溶液用草酸或碳酸氫銨沉淀，沉淀物進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯焙燒。稀土回轉(zhuǎn)窯溫度八百到一千攝氏度，把稀土草酸鹽或碳酸鹽焙燒成稀土氧化物產(chǎn)品。氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠釹這些粉末就是最終產(chǎn)品。

Q4：冶煉段在整條選冶線里怎么跟選礦銜接？

選礦和冶煉之間不是簡(jiǎn)單的精礦運(yùn)過去就行，需要考慮物料形態(tài)和儲(chǔ)運(yùn)的銜接。

選礦段產(chǎn)出的鈦鐵礦精礦是濕的，含水率百分之十到十五。回轉(zhuǎn)窯要求給料含水率低于百分之五，所以中間要加脫水工序。濃縮機(jī)加過濾機(jī)把含水率降到百分之八以下，再進(jìn)干燥機(jī)烘干到含水率百分之一到三。

獨(dú)居石精礦的儲(chǔ)運(yùn)更復(fù)雜。獨(dú)居石精礦屬于放射性物料，必須儲(chǔ)存在專用的獨(dú)居石暫存庫(kù)中，倉(cāng)庫(kù)要防雨、防洪、防滲漏，實(shí)行雙人雙鎖制度。出廠要辦理放射性物品運(yùn)輸手續(xù)，包裝和車輛要符合放射性物品運(yùn)輸安全標(biāo)準(zhǔn)。這些是選礦段和冶煉段銜接中繞不開的合規(guī)成本。

江蘇某五十萬(wàn)噸每年海濱砂選礦項(xiàng)目的產(chǎn)品方案提供了參考：鈦鐵精礦兩萬(wàn)七千噸、鋯英砂十三萬(wàn)六千二百五十噸、金紅石兩萬(wàn)二千九百零五噸、獨(dú)居石兩萬(wàn)五千五百噸、磷釔礦兩千二百五十噸。獨(dú)居石在廠區(qū)內(nèi)暫存后作為后續(xù)氯化稀土生產(chǎn)的原料。

Q5：冶煉設(shè)備的投資和周期大概什么規(guī)模？

冶煉設(shè)備的投資比重選段高得多，建設(shè)周期也更長(zhǎng)。

鈦鐵礦電爐熔煉系統(tǒng)，包含回轉(zhuǎn)窯、電爐、熱料輸送裝置和除塵系統(tǒng)，設(shè)備投資通常在五千萬(wàn)到一億元級(jí)別，建設(shè)周期十二到十八個(gè)月。

獨(dú)居石濕法冶煉廠，包含堿分解系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)、溶劑萃取系統(tǒng)、沉淀焙燒系統(tǒng)和放射性防護(hù)設(shè)施，投資通常過億。湖南某獨(dú)居石生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目，設(shè)備清單涵蓋多功能濃鹽酸反應(yīng)器、全溶液蒸餾槽、板框進(jìn)料泵、壓濾機(jī)、萃取槽等數(shù)十臺(tái)設(shè)備，整個(gè)冶煉車間的投資和建設(shè)周期都明顯長(zhǎng)于選礦段。

鋯英石深加工的投資相對(duì)靈活，從幾百萬(wàn)的堿熔小線到幾千萬(wàn)的氯化法生產(chǎn)線都有，取決于最終產(chǎn)品定位。

追問環(huán)節(jié)：客戶最常追著問的兩個(gè)細(xì)節(jié)

選礦精礦品位對(duì)冶煉影響大嗎？
非常大。鈦鐵礦精礦TiO?每低一個(gè)百分點(diǎn)，鈦渣品位就掉一個(gè)多點(diǎn)，售價(jià)差出去一截。獨(dú)居石精礦REO每低五個(gè)百分點(diǎn)，堿消耗量和渣量都明顯增加，運(yùn)營(yíng)成本直線上升。所以選礦段把精礦品位做高，冶煉段才好做。

交鑰匙工程能覆蓋冶煉段嗎？
能，但比純選礦的交鑰匙工程復(fù)雜得多。選冶聯(lián)合交鑰匙工程包含選礦段和冶煉段兩個(gè)部分，選礦段是物理分選，冶煉段是化學(xué)和高溫處理。總包方需要同時(shí)具備選礦和冶金兩種技術(shù)能力，合同里分別約定選礦精礦指標(biāo)和冶煉產(chǎn)品指標(biāo)，兩段分別考核。建設(shè)周期通常二十到二十八個(gè)月，比純選礦廠長(zhǎng)得多。