CN102239014A - 硅灰石矿的干法选矿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及矿物沉积物的选矿方法，该方法可以用于硅灰石矿的选矿。本发明用于硅灰石矿的干法选矿方法包括初次和二次粉碎矿石，对材料进行干燥，X-射线荧光分离经粉碎的材料，根据粒度等级对所述材料分类，在带式传输机上磁力分离，在辊-型分离器上磁力分离，以去除不同粒度的硅灰石精矿中的杂质，研磨，以及提取材料中的粉末颗粒，所述对材料的干燥在初次粉碎阶段和二次粉碎阶段之间进行，所述X-射线荧光分离在二次粉碎之后进行，所述根据粒度等级的分类在X-射线荧光分离之后立刻进行，随后进行冲击破碎，在带式传送机上磁力分离，空气精整，接着在辊-型分离器上磁力分离；所述提取材料中的粉末颗粒在初次粉碎阶段和二次粉碎阶段和冲击破碎矿石的过程中进行，其中所有提取的粉末颗粒供应至辊-型磁力分离器的一个辊中；可以对一种或多种粒度的硅灰石精矿进行干燥，接着对干燥的精矿进行静电分离以去除其中的杂质，接着对静电分离后得到的产品进行空气精整从而将其分成不同粒度的各部分；可以对一种或多种产品部分进行额外的研磨，接着去除静电荷。废弃的硅灰石量得以减少并且最终产品的质量得以改进。

Description

硅灰石矿的干法选矿方法
技术领域
本发明涉及矿物沉积物的选矿方法，该方法能用于硅灰石矿的选矿。
背景技术
已知的硅灰石矿选矿方法包括在类似于“飞行叶(Aerofol)”的惯性圆锥粉碎机或自磨机中将矿进行干式粉碎和空气精整(air sizing)将其按1.0和0.071mm分类：等级为+1.0mm的送去进行再粉碎，选取等级为-0.071mm的作为最终硅灰石产品，等级为-1.0+0.071mm的送去进行磁力分离，得到石榴石精矿。在提取硅灰石精矿之前，非磁性产品经历摩擦起电，在管式电炉中加热至150-170℃，然后在振动给料机的盘上冷却至100-110℃。设定电场密度为3.5·105-3.9·105V/m，通过静电分离提取硅灰石精矿和同时提取方解石精矿和石英产品，参见俄罗斯专利RU 2002513 C1。
该已知方法的缺点是它很复杂，需要在严格特定的温度条件下对低质量的可销售产品进行热处理，得到的可销售产品为两种硅灰石精矿。第一种通过空气精整从粉碎的原始矿中选出小于0.071mm的材料，得到的精矿中方解石和石榴石的含量高，污染了硅灰石产品。此外，用于分离材料的摩擦起电方法和第二种提取精矿的方法无法获得高质量的可销售产品。
另一个已知的硅灰石矿的干法选矿法包括干式粉碎所述矿，X-射线荧光分离粉碎的材料，研磨并根据粒度对精料分类，随后进行磁力分离和静电分离来除去杂质，再研磨所得的硅灰石精矿。
该已知方法中，在用惯性圆锥破碎机或研磨机“飞行叶”研磨所述矿之前，将所述矿进行粒度分级筛选，等级为+50mm的送去再粉碎，等级为-10mm的送去研磨，等级为20+10mm和-50+20mm的送去X-射线荧光分离；将低含量的硅灰石片移出至尾矿，精选的矿和粒度等级为-10mm的矿在惯性圆锥破碎机中研磨直至得到的粒度为-3mm，再通过空气精整选取-0.1mm粒度等级的矿，从而得到硅灰石含量为85％的第一硅灰石精矿，粒度等级为-3+0.1mm的一类送入磁力分离器，产生石榴石-辉石精矿，将非-磁力产品送至旋转高速研磨机，使用研磨材料通过空气精整选取粒度等级为-0.063mm的矿，得到硅灰石含量至少为90％的第二硅灰石精矿，粒度等级为-0.5+0.063mm的一类进行磁力分离，提取在进一步研磨过程中被打开(opened)的石榴石和辉石颗粒，以及加工铁(tooliron)，同时以方解石、石英石和硅灰石形式存在的非磁性材料在二-级静电分离器中干燥和分离，其中针状硅灰石趋向高-电压电极，而形状较圆并轻微伸长的混合物远离高-电压电极，成为石英-硅灰石精矿。伸长的针状硅灰石颗粒供应到粉碎机中研磨至粒度等级为-0.040mm，从而得到硅灰石含量为90％的第三硅灰石精矿，参见俄罗斯专利RU 2142348 C1。
该已知方法的一个的明显缺点是得到的可销售产品质量低。该已知方法生产得到三种硅灰石精矿。通过空气精整破碎原始矿产品得到的第一硅灰石精矿WCT-1不能被视为硅灰石精矿，这是因为它未经过磁力或静电分离，含有存在于原始矿的所有杂质(石榴石、方解石、辉石和石英石等)。它实际上是将原始矿破碎至粒度等级为-0.1mm的产品。
根据该已知方法得到的第二种硅灰石精矿WCT-2实际上是方解石-硅灰石精矿，这是由于它是在静电分离之前提取的，该精矿中方解石的含量和其它非磁性杂质大于或等于矿石中杂质的含量，这些杂质对可销售产品的质量有负面影响。
根据所述已知方法，使用空气精整选取粒度等级为-3+0.1mm的材料，再送至磁力和静电分离。已知空气精整方法能有效分离相同或相似密度的颗粒材料。在所述已知方法的条件下进行的实验显示该特定材料包括不同密度的矿物颗粒，因此通过空气精整实际上不可能得到粒度严格符合粒度等级为-3+0.1mm的材料。通常最终产物中包括粒度大于3mm的颗粒，更重要的是，大量的颗粒粒度小于0.1mm。同时磁力和静电分离器不能对这样的硅灰石提供高质量的纯化(去除混合物)：所述硅灰石中材料的粒度范围(-3+0.1mm)宽，还含有大量的小颗粒(小于0.1mm)。
此外，供应至第一级磁力分离的材料的粒度等级上限明显大于提供最大释放的矿物附着体(attachments of minerals)的材料的粒度限。在通入磁力分离器之后，含有大量带有未释放的矿物附着体的颗粒材料进入最终产品并在重新研磨之后污染最终产品，或进入废弃物，降低从矿石中硅灰石的提取。
另一个已知的硅灰石选矿方法包括第一阶段初次粉碎矿石，接着直接进行X-射线荧光分离，分离裸(空白)岩-尾矿。直接经过X-射线荧光分离之后将剩余矿石(不包括尾矿)进行干燥，然后进行二次粉碎。然后将材料进行粒度等级分类，该分类仅涉及筛选所述材料。经筛选之后，粒度等级为+dp的材料送去重新研磨，将粒度等级为1＜最大直径/最小直径≤5的材料先在带式传输机上，然后在辊-型磁性定子(magnetic stator)中进行磁力分离。提取经筛选之后粒度等级为-0.1dp的材料作为空气精整后的最终产品。在磁力分离和提取加工铁、石榴石、辉石等之后，直接进行电分离，参见俄罗斯专利RU 2292963 C1。
这一技术方案是本发明的技术原型。
该原型方法有几个缺点。
由于X-射线荧光分离在初次(第一次)粉碎矿石之后直接进行，排到尾矿中的硅灰石排出量大(约20-25％)。材料的粉末颗粒仅在筛选过程中收集，而在之前的粉碎阶段中不收集，导致含硅灰石材料的损失。
在筛选之后立刻选择材料的粉末颗粒作为最终产品(Voksil M100和VoksilA)，而不经过磁力或静电分离。结果是产品包含大量存在于原始矿中的杂质(石榴石、方解石、辉石和石英石等)。
在静电分离之前对材料不进行额外的干燥导致材料颗粒的团聚；此外，在静电分离过程中湿气的存在阻碍材料颗粒的极化，从而降低分离质量。
还应注意，所述原型方法不包括去除硅灰石颗粒的静电电荷的步骤，所述静电电荷是在静电分离和研磨过程中产生的；由于异性极(opposite pole)的相互作用这会导致颗粒的耦合，并因此降低产品质量。
发明内容
本发明的一个目的是减少废弃的硅灰石量并改进最终产品的质量。
本发明的硅灰石矿干法选矿方法包括初次和二次粉碎矿，干燥材料，X-射线荧光分离经粉碎的材料，根据粒度等级对材料进行分类，在带式传送机上磁力分离，在辊-型分离器上磁力分离，以去除不同粒度的硅灰石精矿中的杂质，研磨，以及提取材料中的粉末颗粒，干燥材料在初次粉碎阶段和二次粉碎阶段之间进行，X-射线荧光分离在二次粉碎之后进行，根据粒度等级的分类在X-射线荧光分离之后立刻进行，随后进行冲击破碎，在带式传送机上磁力分离和空气精整，接着在辊-型分离器上磁力分离；提取材料中的粉末颗粒在初次粉碎阶段和二次粉碎阶段和冲击破碎矿石的过程中进行，其中所有的提取粉末颗粒供应至辊-型磁力分离器的一个辊中；可以对一种或多种粒度的硅灰石精矿进行干燥，接着对干燥的精矿进行静电分离以去除其中的杂质，接着对静电分离后得到的产品进行空气精整从而将产品分成不同粒度的各部分；可以对一种或多种产品部分进行额外的研磨，接着去除静电电荷。
本申请人未发现任何包含与本发明技术方案相同的数据的信息来源，从而可以断定本发明符合新颖性(N)标准。
本发明的一个特征是能显著降低对硅灰石的浪费，这是因为X-射线荧光分离在第二(二次)粉碎之后进行。由于实际上材料中粉末颗粒是在各个粉碎阶段和冲击破碎过程中提取的，而不是像技术原型那样仅在筛选过程中提取，硅灰石的损失也得以降低。此外，实际上材料中粉末颗粒经受磁力或额外的静电分离也能降低产品中的杂质量。在分离之前材料另外经过干燥使得静电分离的质量，进而产品的质量也得以改进，这是由于干燥能降低材料颗粒的团聚。
本申请人未发现任何包含揭示本发明的特征对其所取得的技术效果产生影响的数据的信息来源，从而可以断定本发明符合创造性(IS)标准。
附图简要说明
将结合附图进一步示例性地解释本发明，附图示出本方法的流程图，其中：
1-矿石；
2-初级粉碎；
3-干燥；
4-二级粉碎；
5-X-射线荧光分离；
6-尾矿(tailings)；
7-研磨(冲击)；
8-磁力分离(带式传送机)；
9-加工铁(tool iron)和强磁性混合物；
10-空气精整(air sizing)；
11-磁力分离(辊-型分离器)；
12-第一辊；
13-第二辊；
14-旋流器(cyclone)；
15-石榴石-辉石精矿(GPC)；
16-硅灰石精矿(WCT1)；
17-石榴石-辉石精矿(GPC)；
18-硅灰石精矿(WCT1)；
19-干燥；
20-静电分离；
21-石英-方解石精矿(QCC)；
22-空气精整；
23，24，24-硅灰石精矿(WCT2)；
26-在粉碎机中研磨；
27-去除静电电荷；
28-硅灰石精矿(WCT3)。
优选的实施方式
本发明方法用以下方法实施：
使用购自Kain-Suu沉积物公司(Kain-Suu deposit)(吉尔吉斯斯坦共和国)的硅灰石含量为60-71％的硅灰石矿作为原料。在颚式破碎机中将矿石进行初次(第一次)粉碎至粒度为100-120mm。然后在容器干燥器中用热空气干燥所述材料。干燥之后，在振动破碎机中将材料进行二次粉碎至粒度为30-40mm。对所述材料再进行X-射线荧光分离，将低含量(小于10％)的硅灰石矿石片移出至尾矿，选出的矿石送至粒度等级分类，先在旋转高速研磨机中冲击破碎，接着在具有磁轮的带式传输机上进行磁力分离，这个过程中加工铁和强磁性混合物得以分离；剩余的材料通过空气精整分为不同的粒度等级。
然后在辊-型磁力分离器上进行磁力分离。在本具体实施例中使用二-辊分离器。作为材料的粉末颗粒，较大的材料送其中一个辊，较小的材料送至另一个辊，所述材料在初次和二次粉碎阶段以及冲击破碎矿石的过程中用“旋流器”装置提取。
较大的弱-磁性混合物，例如石榴石-辉石精矿(GPC)，以及粒度较大的硅灰石精矿(WCT1)从磁力分离器的第一个辊中去除。WCT1中的硅灰石含量至少为92质量％，硅灰石颗粒长度与其直径的平均比(L/D)至少为10。
从第二个辊中提取GPC和粒度较小的WCT1。WCT1可以作为最终产品，可以认为已完成根据权利要求1所述的方法。副产品GPT可以用作研磨材料。
WCT1可以在管式干燥炉中进行额外的干燥，然后对干燥的硅灰石精矿进行静电分离，从中分离混合物石英-方解石精矿(QCC)，这是一种副产品，具体地可以在制浆和造纸工业中使用。静电分离之后得到的各种粒度的硅灰石精矿(WCT2)中硅灰石含量不低于96％，平均比L/D不低于15。
WCT2可以在粉碎机中进行额外的研磨，然后在能产生水平电磁场的设备中从硅灰石晶体中去除静电荷。该设备的主要元件是板状电极，施加的DC电压为25kV。
工业实用性
本发明可以用常规工厂设备进行实施。申请人认为，因此能断定本发明符合“工业实用性”(IA)标准。

Claims (3)

1.一种硅灰石矿的干法选矿方法，所述方法包括初次和二次粉碎矿石，对材料进行干燥，X-射线荧光分离经粉碎的材料，根据粒度等级对所述材料分类，在带式传送机上磁力分离，在辊-型分离器上磁力分离，以去除不同粒度的硅灰石精矿中的杂质，研磨，以及提取材料中的粉末颗粒，其特征在于，所述对材料的干燥在初次粉碎阶段和二次粉碎阶段之间进行，所述X-射线荧光分离在二次粉碎之后进行，所述根据粒度等级的分类在X-射线荧光分离之后立刻进行，随后进行冲击破碎，在带式传送机上磁力分离，空气精整，接着在辊-型分离器上磁力分离，以及所述提取材料中的粉末颗粒在初次粉碎阶段和二次粉碎阶段和冲击破碎矿石的过程中进行，其中所有提取的粉末颗粒供应至辊-型磁力分离器的一个辊中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对一种或多种粒度的硅灰石精矿进行干燥，接着对干燥的精矿进行静电分离以去除其中的杂质，接着对静电分离后得到的产品进行空气精整，从而将产品分成不同粒度的各部分。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对一种或多种产品部分进行额外的研磨并去除静电荷。
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