钒钛磁铁矿合理经济品位研究分析

第31卷第5期2011年10月

矿冶工程

MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING

Vol．31ɴ5 October 2011

钒钛磁铁矿合理经济品位研究分析

翁庆强

（四川省川威钒钛冶金科技开发有限公司，四川成都610100）

①

摘要：以提高矿山与高炉炼铁的综合效益为目标，从采矿、选矿、烧结、球团、炼铁各个工序着手，得出钒钛磁铁矿合理经济品位为

TFe 品位55．04%。依据矿山状况、炼铁成本等因素，综合确定精矿品位，有助于集团公司实现经济效益最大化。关键词：钒钛磁铁矿；精矿品位；经济品位；选矿成本；炼铁成本中图分类号：TD981

文献标识码：B

文章编号：0253－6099（2011）05－0114－04

Analysis of Reasonable Economic Grade of Vanadium Titanomagnetite

WENG Qing-qiang

（Sichuan Tranvic Prestige Vanadium Titanium Metallurgy Science and Technology Development Limited Company ，Chengdu 610100，Sichuan ，China ）

Abstract ：Aiming at improving comprehensive benefits of the mine and blast furnace iron-smelting ，investigations were made on the procedures such as mining ，dressing ，sintering ，pelletizing and ironmaking．It was concluded that the reasonable economic grade of vanadium titanomagnetite was TFe 55．04%．Determining concentrate grade in light of the mine status and ironmaking cost is helpful to the maximization of economic benefits of the group company．Key words ：vanadium titanomagnetite ；concentrate grade ；economic grade ；beneficiation cost ；ironmaking cost

川威集团拥有白草、秀水河等钒钛磁铁矿山，保证了矿石自给率。在地质-采矿-选矿-烧结（球团）-炼铁系统中，影响矿、冶综合效益因素主要包括矿体的品位采矿损失率、贫化率、入选品位、磨矿粒度、选矿指标、

回收率、精矿品位、选矿比、烧结矿及球团矿的品位和炼铁渣量、焦比、高炉利用系数等碱度、

［1－3］

量之间的选矿数学模型。

1．1．1精矿品位与磨矿粒度的关系模型经过研究

精矿品位与磨矿粒度的关系模型见式（1），关系分析，图见图1。

TFe （精）=55．8689e （L +22）（1）

%；L 为磨矿粒度中式中TFe （精）为铁精矿的铁品位，

－0．074mm 的粒级含量，%

。

－1．4145ˑ 1015

。为此，以

优化矿山-炼铁的钒钛磁铁矿的合理经济品位为对象，

各个工序，将有利于整体效益的提升和矿山的可持续发展。

1

选矿、烧结、球团、炼铁数学模型与技

术经济模型

根据川威集团近年来矿山开采、烧结、球团、炼铁

通过数据统计、线性回归，结合MATLAB 的生产实际，

数学软件，建立起与钒钛磁铁矿合理经济品位相关的［4］

工序模型。1．1

矿山工序模型

图1

精矿品位与磨矿粒度关系

根据选矿试验及生产数据建立了以磨矿粒度为自变量，以精矿品位、选矿比、电耗、钢球消耗为因变量的选矿数学模型；同时建立了精矿品位与精矿中SiO 2含

①

由图1可知，随着磨矿粒度－0．074mm 粒级含量

铁精矿的品位也随之增加，但当－0．074mm 的增加，

03-28收稿日期：2011-作者简介：翁庆强（1976－），男，四川人，工程师，主要从事钒钛磁铁矿综合利用研究工作。

粒级含量超过55%后，铁精矿品位增加趋势减小。1．1．2选矿比与磨矿粒度的关系模型经过研究分析，选矿比K 与磨矿粒度的关系模型见式（2），关系图见图2。

K =3．8005e

－16．6300

G =

1

0．4540－0．0035L

（4）

式中G 为选出1t 铁精矿需要的钢球费用，元/吨

。

（2）

t

。式中K 为选出1吨铁精矿需要的原矿量，

图4钢球成本与磨矿粒度关系

图2选矿比与磨矿粒度关系

由图4可知，随着－0．074mm 粒级含量的增加，磨矿时间就会更长，则要消耗更多的钢球，从而增加磨矿成本。

1．1．5SiO 2与钒钛铁精矿TFe （精）的关系模型经过研究分析，精矿中SiO 2含量与钒钛铁精矿TFe （精）的关关系图见图5。系模型见式（5），

w （SiO 2）=37．1850－0．6223TFe （精）%

。式中w （SiO 2）为铁精矿中的SiO 2含量，

（5）

由图2可知，随着－0．074mm 粒级含量的增加，

选矿比也随之增加。表明要增加铁精矿的铁品位，就这势必要消耗更多的原矿，铁精矿产量得提高选矿比，也会相应减少。1．1．3

电耗与磨矿粒度关系模型经过研究分析，磨

矿所需的电耗费用W 与磨矿粒度的关系模型见式

1

0．065－0．0003L

（3），关系图见图3。

W =

（3）

式中W 为选出1t 铁精矿需要的电力成本，元/吨

。

图5

精矿SiO 2与精矿TFe 的关系

由图5可知，随着铁精矿TFe 增加，脉石含量降

低，SiO 2含量也随之降低。1．2

图3

电耗与磨矿粒度关系

烧结工序数学模型

熔剂消耗与钒钛铁精矿TFe （精）的关系，可根据烧

由图3可知，随着－0．074mm 粒级含量的增加，磨矿所需的电耗费用也随之增加。表明要增加铁精矿的铁品位，就得延长磨矿时间，但磨矿成本将会增加。1．1．4

钢球消耗与磨矿粒度的关系模型

经过研究

分析，磨矿时钢球消耗的成本与磨矿粒度的关系模型关系图见图4。见式（4），

由烧结配料可计算出不同钒钛铁结矿二元碱度要求，

精矿TFe 品位时的熔剂消耗量。烧结工序电耗、煤耗和煤气消耗等与烧结矿品位基本无明显关系。根据多年的生产数据，烧结加工费按60元/吨计。1．3

炼铁工序数学模型

炼铁工序主要按照生产的经验模型来选取，即主“综合入炉铁品位上升1%，焦比下降2%，产量要参考上升3%”的原则。

1）原料成本变化=品位升高后的吨铁矿耗ˑ 品位升高后的铁矿石价格－原吨铁矿耗ˑ 原铁矿石价格（因是自产矿，只考虑用生产成本代替矿石价格）。

2）产量变化对生铁成本影响=（制造费用+工资福利）ˑ （1－原产量/品位升高后的产量）。

3）燃料成本变化=品位升高前后的焦比变化ˑ 焦炭价格。

－0．074mm 粒级占55%左右，钒钛铁精矿品位为55．13%，用于烧结和球团生产，其烧结矿碱度为2．3，球团矿为酸性。据此，将磨矿粒度－0．074mm 粒级含量从40%开始，步长定为5%，直至－0．074mm 粒级共计11个方案。其生产技术经济指标含量达90%，计算后统计见表1。2．3

钒钛精矿品位变化对物流成本的影响

磨矿粒度－0．074mm 粒级含量从40%到90%，精矿产率也会不断变化，导致精矿产量也随之变化。同样，物流运输量也随之发生改变，但单位运输成本不变，指标统计如表2。2．4

钒钛精矿品位变化对集团公司效益的影响

钒钛铁精矿品位的变化，直接影响到高炉入炉品

2

2．1

钒钛资源矿综合利用经济效益测算

钒钛资源矿综合利用经济效益测算原则

川威集团对钒钛资源综合利用的最终效益以炼铁厂为最终环节考虑，而相应子公司仅作为整个钒钛资源综合利用的中间环节（其利润设为零）。以钒钛磁铁矿的原矿选出不同品位钒钛精矿为起点，经烧结、高炉冶炼后，按所得铁水效益最大化为标准，从而推出钒钛磁铁矿合理经济精矿品位。

2．2钒钛铁精矿品位变化对选矿成本的影响

目前钒钛磁铁矿生产技术经济指标为：磨矿粒度

表1

位。考虑到钒钛铁精矿是川威集团自给矿，其采购成本的增加在此次钒钛精矿品位评价中不作考虑。经研不同精矿品位给集团公司创造的效益具体究计算后，

情况（以炼铁效益来反应和表示）详见表3和图6。

磨矿粒度对铁精矿品位及选矿成本的影响

吨精矿期间吨精矿期间单位成本磨矿粒度提高

费用费用增加额增加额合计成本增加额

－1－1－1/（·t ）/（·t ）/（元精矿元精矿元·t 精矿－1）/（元·吨）

130．47

4．538．4912．0212．6813．3413．9814．6226．5929．3632．24

136．64141．78146．13149．86153．09155．92158．41160．62162．59164．37

6．1711．3115．6619．3922．6225．4527．9430．1532．1233．90

10．7019．8027．6832．0835．9639．4342．5556．7461．4866．14

－0．074mm 铁精矿TFe 品位铁精矿产率选矿比精矿产量精矿生产成本

/%/%/倍/万吨/（元·吨－1）粒级含量/%

[***********]8590

50．3353．0454．3755．0455．4055．5955．7055．7755．8055．8355．84

39．8838．0836．6935．6034．7233．9833．3732．8432．3932．0031．65

2．512．632．732．812．882．943．003．043．093．133．16

23．9322．8522．0221．3620．8320．3920．0219．7119．4419．2018．99

169．53174．06178．02181．55182．22182．87183．52184．15196．12198．89201．77

表2

－0．074mm

粒级含量/%40．0045．0050．0055．0060．0065．0070．0075．0080．0085．0090．00

铁精矿TFe 品位

/%

50．3353．0454．3755．0455．4055．5955．7055．7755．8055．8355．84

磨矿粒度对铁精矿产量及物流成本影响的统计

铁精矿产量/万吨23．9322．8522．0221．3620．8320．3920．0219．7119．4419．2018．99

物流成本/（元·吨－1）157．00157．00157．00157．00157．00157．00157．00157．00157．00157．00157．00

物流成本总额

/万元3756．333586．763456．633353．673270．233201．243143．273093．883051．303014．222981．63

－169．58－299．71－402．66－486．11－555．09－613．06－662．45－705．03－742．12－774．70物流成本增减额

/万元

表3

焦比－0．074mm 精矿TFe 精矿产量铁水产量

/万吨/万吨/（kg ·t 铁－1）粒级含量/%品位/%

[***********]8590

50．3353．0454．3755．0455．455．5955．755．7755．855．8355．84

23．9322．8522．0221．3620．8320．3920．0219．7119．4419．218．99

12．0412．1211．9711．7611．5411．3411．1510．9910．8510．7210．6

643．11610．93593．92584．96580．15577．51576．01575．13574．61574．29574．09

铁精矿品位变化对集团效益的影响

成本/（元·t －1）

燃料707．42672．02653．31643．46638．17635．26633．61632．65632．07631．72631．5

制造费用+

工资福利144．51144．45144．56144．72144．87145．02145．16145．28145．38145．48145．56

原料988．86908．75875．54862．1857．62857．45859．43862．56866．38870．67875．41

铁水1840．791725．231673．421650．271640．671637．731638．191640．481643．831647．871652．46

铁水成本总额/万元22164．720904．5120031．5119403．9718932．3318564．3318269．0818027．6217827．8217661．717524．03

铁水售价铁水利润铁水利润

/万元/（元·t －1）/（元·t －1）[***********][***********]23002300

459．21574．77626．58649．73659．33662．27661．81659．52656．17652．13647．54

5529．216964．527500．477639．577608．337507．167380．467247．557116．376989．546867．04

注：高炉钒钛磁铁矿加入比例均为50%

。

图6精矿品位与总利润关系

铁水单位成本降低，对炼铁是有利的。但同时选比增

精矿产量降低，这对炼铁前总经济效益是不利的。大、

综合炼铁前后两个因素来看，它们相互制约此消彼长，这势必存在一个合理经济的钒钛铁精矿品位，使集团公司的效益达到最大化。从本次研究可知：

1）对钒钛铁精矿品位的要求不能只考虑烧结、炼铁的效益，应综合考虑采矿、选矿、烧结、炼铁等工序的整体效益。

2）各矿山条件不同，应有不同的合理铁精矿品位，进行优化研究可取得显著效益。

3）在目前市场条件下，川威集团确定钒钛矿精矿品位为55．13%是经济合理的。参考文献：

［1］石云良，——铁精矿品位优化的新方法［C ］//中麦笑宇．成本法—

国金属学会2003年中国钢铁年会论文集（2）．2003：284－288．［2］朱俊士．钒钛磁铁矿选矿及综合利用［J ］．金属矿山，2000（1）：1

－5．

［3］朱俊士．攀枝花-西昌地区钒钛磁铁矿的选矿特征［J ］．矿冶工

1997（1）：20－24．程，［4］冯津赤，李

燕．烧结矿品位与经济效益的关系［J ］．河北冶金，

1999（6）：25－27．

由表3、图6可知，当钒钛铁精矿品位为55．04%

时，铁水利润为7639．57万元，利润达到最大值。由此可见，目前矿山钒钛精矿品位为55．13%，此定位是科学合理的。从采矿、选矿、烧结到炼铁全过程确定的合理精矿品位，不仅对矿山有益，对炼铁和转炉提钒也是有利的。

3结论

通过系统分析表明，随着钒钛铁精矿品位的提高，