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        磁鐵礦雙介質(zhì),細(xì)篩—塔磨—高效磁選新工藝技術(shù)研究

        2020-04-21 05:48:58張叢香
        礦業(yè)工程 2020年1期
        關(guān)鍵詞:輥磨磁選機(jī)原礦

        張叢香 鐘 剛

        (1.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,遼寧 鞍山 114002;2.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司動力廠,遼寧 鞍山 114002)

        0 引言

        磁鐵礦通常采用“三段破碎作業(yè),階段磨礦,細(xì)篩—再磨—單一磁選”工藝流程選別,流程中采用粗破、中破、細(xì)破三段破碎作業(yè),一次磨礦、二次磨礦、三次磨礦作業(yè),兩段細(xì)篩作業(yè)選別,一段細(xì)篩篩上再磨后,粒度達(dá)到-0.074mm含量約90%,經(jīng)過磁選—二段細(xì)篩工藝選別,二段細(xì)篩篩上產(chǎn)品返至三次球磨機(jī)再磨,形成中礦循環(huán)。流程中存在破碎和磨礦作業(yè)段數(shù)多、成本高、工藝復(fù)雜等弊端。

        如果采用“磁鐵礦雙介質(zhì),細(xì)篩—塔磨—磁選”工藝,礦石經(jīng)過粗破、中破,在中破后的產(chǎn)品粒度達(dá)到-25mm含量90%以上時(shí),通過“高壓輥磨—風(fēng)力分級”(風(fēng)介質(zhì))系統(tǒng),使礦石粒度達(dá)

        到-0.074mm含量55%~60%,風(fēng)力分級后的產(chǎn)品經(jīng)過“磁選—細(xì)篩—塔磨(水介質(zhì))—高效磁選”工藝選別,可獲得高品位精礦,節(jié)省了細(xì)破作業(yè)和一段磨礦作業(yè),取消了二段細(xì)篩再磨作業(yè),實(shí)現(xiàn)了“風(fēng)介質(zhì)和水介質(zhì)”的雙介質(zhì)、短流程選別。新設(shè)備與新技術(shù)的研究應(yīng)用,可大幅度降低選礦成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。

        1 礦石性質(zhì)分析

        1.1 原礦物相及化學(xué)多元素分析

        試驗(yàn)礦樣取自某鐵礦井下采出的磁鐵礦石,經(jīng)粗破、中破、細(xì)破后,粒度達(dá)到0~2mm,混勻縮分,取代表性礦樣進(jìn)行原礦物相、化學(xué)多元素分析,結(jié)果見表1、2。

        表1 原礦物相分析結(jié)果(%)

        表2 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(%)

        從原礦物相、化學(xué)多元素分析結(jié)果看,試驗(yàn)礦樣全鐵品位29.52%,亞鐵含量15.52%,磁性鐵含量25.25%、占全鐵含量的85.54%,硅酸鐵、碳酸鐵含量分別為3.00%、1.25%,分別占全鐵含量的10.16%、4.23%,礦石中硫、磷的含量都較低,該礦石為硅酸鐵含量較高的低硫、磷貧磁鐵礦石。

        1.2 礦石相對可磨度測定

        圖1 礦石相對可磨度曲線

        將試驗(yàn)礦石與大孤山礦石進(jìn)行可磨度測定,從圖1相對可磨度曲線看,試驗(yàn)礦石與大孤山礦石可磨度相近。

        1.3 原礦不同磨礦粒度磁選管選別試驗(yàn)

        將原礦磨至不同粒度(-0.074mm含量61%、71%、80%、90%、96%),分別進(jìn)行磁選管選別試驗(yàn),磁選管磁場強(qiáng)度96kA/m,選別結(jié)果見表3。

        表3 原礦不同磨礦粒度產(chǎn)品磁選管選別試驗(yàn)結(jié)果

        由表3可見,磨礦粒度達(dá)到-0.074mm 為60%時(shí),磁選管精礦品位53.19%,產(chǎn)率47.90%,可拋掉產(chǎn)率52.10%、品位7.76%的合格尾礦。該礦石可采用階段磨礦,粗粒拋尾的方法選別,減少后續(xù)作業(yè)磨礦量,降低選礦成本。當(dāng)磨礦粒度達(dá)到-0.074mm為96%時(shí),磁選管精礦品位65.12%,礦石在細(xì)磨的條件下可獲得高品位精礦。

        2 試驗(yàn)礦石“高壓輥磨—風(fēng)力分級”試驗(yàn)

        2.1 “高壓輥磨—風(fēng)力分級”工藝流程試驗(yàn)

        “高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)簡介,原礦給入高壓輥磨,輥壓后的料餅經(jīng)提升機(jī)喂入打散機(jī),經(jīng)打散后的物料進(jìn)入風(fēng)力分級系統(tǒng)進(jìn)行分級,產(chǎn)出細(xì)粒級產(chǎn)品,粗粒級物料進(jìn)入輥壓磨進(jìn)行輥壓,輥壓后的料餅與原礦混合再經(jīng)提升機(jī)喂入打散機(jī),構(gòu)成閉路循環(huán)。該系統(tǒng)主要由高壓輥磨和打散機(jī)、風(fēng)力分級形成的一套自動控制系統(tǒng)。

        原礦(粒度0~300mm),經(jīng)粗破、中破后,產(chǎn)品粒度達(dá)到-25mm含量91%,給入高壓輥磨機(jī)進(jìn)行輥壓,經(jīng)打散后進(jìn)行風(fēng)力分級,分選出細(xì)粉,粗粒返回高壓輥磨機(jī)再磨。經(jīng)“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)處理后,產(chǎn)品粒度直接達(dá)到-0.074mm為56%。

        2.2 “高壓輥磨—風(fēng)力分級”后產(chǎn)品粒度分析及單體解離度測定

        對高壓輥磨-風(fēng)力分級后的產(chǎn)品進(jìn)行了粒度分析及單體解離度測定,從測定結(jié)果看,產(chǎn)品的粒度-0.074mm含量56.59%,鐵礦物單體解離度66.13%,脈石解離度63.15%。

        同時(shí)將原礦采用球磨機(jī)磨至粒度-0.074mm含量56.5%,進(jìn)行了產(chǎn)品粒度分析及單體解離度測定,從測定結(jié)果看,鐵礦物單體解離度60.50%,脈石解離度59.14%。

        從兩種不同磨礦方式相同粒度的產(chǎn)品的單體解離度測定結(jié)果看,高壓輥磨—風(fēng)力分級產(chǎn)品單體解離度比球磨機(jī)的單體解離度略高些,說明原礦經(jīng)過粗破、中破、高壓輥磨—風(fēng)力分級系統(tǒng)處理后的礦石與原礦經(jīng)過粗破、中破、細(xì)破、一段磨礦處理后的礦石達(dá)到相同粒度時(shí)相比,風(fēng)力分級獲得的產(chǎn)品鐵礦物單體解離度高5.63個(gè)百分點(diǎn),脈石的單體解離度高4.01個(gè)百分點(diǎn),有利于后續(xù)選別指標(biāo)的提高。

        3 選礦工藝流程試驗(yàn)

        3.1 一段磁選機(jī)拋尾試驗(yàn)

        “高壓輥磨—風(fēng)力分級”后產(chǎn)品粒度-0.074mm含量56.59%,進(jìn)行一段磁選機(jī)選別試驗(yàn),磁選機(jī)磁場強(qiáng)度144kA/m,獲得一段磁選機(jī)精礦品位47.51%,產(chǎn)率55.45%,尾礦品位7.13%,產(chǎn)率44.55%的選別指標(biāo)。該礦石在粗粒度條件下,經(jīng)過一段磁選機(jī)選別即可拋掉產(chǎn)率約45%、品位7.13%的粗粒合格尾礦,可采用階段磨礦—粗粒拋尾的方法選別。

        3.2 一段磁選精礦磨至粒度-0.074mm含量90%的磁選-細(xì)篩選別試驗(yàn)

        風(fēng)力分級后的產(chǎn)品經(jīng)一段磁選機(jī)選別后,一段磁選粗精礦品位47.51%,將一段磁選粗精礦磨至粒度-0.074mm含量90%,經(jīng)過二段磁選機(jī)選別,拋掉作業(yè)產(chǎn)率27.23%,品位6.55%的部分合格品位尾礦;二段磁選機(jī)精品位62.84%,將二段磁選精礦給入細(xì)篩作業(yè),篩孔尺寸0.09mm×0.09mm,細(xì)篩篩下品位66.45%、作業(yè)產(chǎn)率30.67%,篩上品位60.21%、作業(yè)產(chǎn)率42.10%,篩上產(chǎn)品需要進(jìn)一步再磨再選。一磁精磨礦后的磁選—細(xì)篩選別數(shù)質(zhì)量流程見圖2。

        3.3 篩上產(chǎn)品塔磨至不同粒度磁選機(jī)選別試驗(yàn)

        一段細(xì)篩篩上產(chǎn)品為60.21%,粒度-0.074mm含量76.25%,經(jīng)塔磨機(jī)分別磨至粒度-0.045mm含量90%、95%,經(jīng)第三段磁選機(jī)選別,獲得三段磁選機(jī)精礦,根據(jù)塔磨—磁選后的選別結(jié)果,確定篩上產(chǎn)品的最佳磨礦粒度,選別結(jié)果見表4。

        圖2 一磁精再磨(d:90%-0.074mm)磁選機(jī)—細(xì)篩選別數(shù)質(zhì)量流程

        表4 一段細(xì)篩篩上產(chǎn)品再磨至不同粒度的磁選機(jī)選別指標(biāo)對比

        由表4可見,塔磨粒-0.045mm含量85%時(shí),磁選機(jī)精礦品位為 67.21%,精礦品位較低,沒有達(dá)到67.5%;塔磨粒-0.045mm含量在90%、95%時(shí),磁選精礦品位均較高,分別為67.70%、68.11%,但磨礦粒度達(dá)到-0.045mm含量95%時(shí),將會大幅增加選礦成本,而塔磨粒度達(dá)到-0.045mm含量90%時(shí),精礦品位已達(dá)到67.5%以上。綜合考慮,選擇一段細(xì)篩篩上產(chǎn)品的再磨粒度為-0.045mm含量90%為最佳再磨粒度。

        3.4 細(xì)篩篩下產(chǎn)品的一段磁選機(jī)選別試驗(yàn)

        細(xì)篩篩下品位66.45%,為進(jìn)一步提高精礦質(zhì)量,將篩下產(chǎn)品給入第四段磁選機(jī)選別,獲得第四段磁選機(jī)精礦品位67.92%,尾礦品位14.38%,選別數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

        圖3 細(xì)篩篩下產(chǎn)品一段磁選機(jī)選別數(shù)質(zhì)量流程圖

        3.5 磁鐵礦“雙介質(zhì)、磁選—細(xì)篩—塔磨—磁選”工藝選別結(jié)果

        根據(jù)礦石性質(zhì)分析、一段磁選精礦不同磨礦粒度的優(yōu)化試驗(yàn),細(xì)篩—塔磨—磁選工藝中篩上產(chǎn)品的再磨粒度確定為-0.045mm含量90%。

        原礦經(jīng)過粗破、中破后,粒度達(dá)到 -25mm含量90%以上,該產(chǎn)品經(jīng)“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)處理,獲得粒度-0.074mm含量56.59%的產(chǎn)品,“高壓輥磨—風(fēng)力分級”后的產(chǎn)品經(jīng)一段磁選機(jī)選別,拋掉粗粒合格尾礦,一段磁選機(jī)磁場強(qiáng)度144kA/m;將一段磁選精礦磨至粒度-0.074mm含量90%,給入二段磁選機(jī)選別,拋掉部分合格尾礦;二段磁選機(jī)精礦給入一段細(xì)篩作業(yè),得到篩上和篩下產(chǎn)品;將篩上產(chǎn)品塔磨至粒度-0.045mm含量90%,經(jīng)過第三段磁選機(jī)選別,獲得品位67.70%的精礦;細(xì)篩篩下產(chǎn)品再經(jīng)第四段磁選機(jī)選別,獲得品位67.92%的磁選精礦;三段磁選機(jī)精礦與四段磁選機(jī)精礦合為最終精礦;一段磁選機(jī)尾礦、二段磁選機(jī)尾礦、三段磁選機(jī)尾礦、四段磁選機(jī)尾合為最終尾礦。

        原礦采用“雙介質(zhì)、磁選—細(xì)篩—塔磨—磁選”工藝選別,原礦品位29.52%,獲得了精礦品位67.80%,產(chǎn)率36.88%,尾礦品位7.15%,金屬回收率84.70%的選別指標(biāo)。

        4 結(jié)語

        ——試驗(yàn)礦樣原礦品位29.52%,亞鐵含量15.52%,碳酸鐵含量1.25%、硅酸鐵含量3.00%,磁性鐵含量25.25%,該礦石為低硫磷貧磁鐵礦石。

        ——從礦石的相對可磨度測定結(jié)果看,該礦石與大孤山礦石可磨度相近。

        ——從原礦不同磨礦粒度磁選管選別結(jié)果看,該礦石在粗磨的條件下即可拋掉54%左右合格尾礦。

        ——通過磨礦工藝優(yōu)化研究,確定細(xì)篩篩上產(chǎn)品塔磨的最佳粒度為-0.045mm含量90%。

        ——試驗(yàn)礦樣采用“雙介質(zhì)、磁選-細(xì)篩-塔磨-磁選”工藝流程試驗(yàn),獲得了原礦品位29.52%,精礦品位67.80%,產(chǎn)率36.88%,尾礦品位7.15%,金屬回收率84.70%的選別指標(biāo)。

        ——采用“雙介質(zhì)、磁選-細(xì)篩-塔磨-高效磁選”工藝流程選別磁鐵礦石,通過“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)處理(風(fēng)介質(zhì)),可以直接將-25mm礦石達(dá)到粒度-0.074mm含量 55%的產(chǎn)品,減少一段細(xì)破作業(yè)和一段磨礦作業(yè),細(xì)篩篩上產(chǎn)品采用塔磨機(jī)處理(水介質(zhì)),使產(chǎn)品粒度達(dá)到-0.045mm含量90%,再經(jīng)過一段磁選機(jī)選別,獲得高品位精礦,取消了二段細(xì)篩作業(yè),沒有二段細(xì)篩篩上循環(huán)量,穩(wěn)定了流程結(jié)構(gòu),減少了選別作業(yè)段數(shù),實(shí)現(xiàn)了磁鐵礦雙介質(zhì)、短流程選別。

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