CN102773155A - 可用于微细粒矿石的细磨工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于微细粒矿石的细磨工艺，本发明的细磨工艺依次包括一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿，其中一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿均采用球磨机进行磨矿，且均采用旋流器进行分级，三段磨矿采用的球磨机的长径比为2.5～3.0；三段磨矿中采用的磨矿介质优选为钢段，钢段的充填量为球磨机筒体容积的20%～40%。本发明的工艺具有投资成本较低、占地面积小、生产维护简便、高效低耗、且易于实施和生产操作等优点。

Description

可用于微细粒矿石的细磨工艺

技术领域

本发明涉及一种矿石的磨矿工艺，尤其涉及一种可用于微细粒矿石的磨矿工艺。

背景技术

我国铁矿石的资源特点是贫矿多、细粒嵌布的多、矿石类型复杂，即贫、细、杂。随着我国钢铁行业的快速发展，富铁矿和易选的铁矿石资源越来越少，剩余的铁矿石主要是贫、细、杂的难选铁矿石，而且目前开发利用率低。在这样的背景下，充分开发现有的铁矿石已愈来愈重要。而要开发这部分矿石资源，就必须对矿石进行破碎、细磨，以充分实现有用矿物的单体解离。其中，磨矿工艺是实现有用矿物解离的关键步骤，磨矿方案的设计、磨机的选择、磨矿介质的确定等等因素都将直接影响有用矿物的单体解离度，从而直接影响后续作业如磁选、浮选作业的指标。

在磨矿领域，球磨机仍然是一、二段磨矿的主要选择，但它作为三段磨矿设备，应用于矿石需要细磨才能实现有用矿物充分单体解离的情况时，主要表现出以下不足：1）难以实现微细粒矿物的解离；2）当部分矿物已经解离时，容易泥化，造成有用矿物的流失；3）能耗高。

现在的细磨理论普遍认为，细磨过程应当以研磨为主铺以轻微冲击，而钢球在磨碎矿石时是点接触破碎特征，球对矿石的作用呈随机打击，故而部分矿物磨不碎，部分矿物过粉碎，表现出磨矿产品粒度分布不均匀，这对后续的浮选、磁选等选矿作业的指标都会产生不利的影响。为了提高细磨的效率、降低细磨的能耗，近些年来矿山、科研院所为此开展了大量的工作，进行了大量的探索，方向主要集中在如下两方面：1）开发利用立式搅拌磨机与卧式搅拌磨机，取代球磨机；2）采用其他的磨矿介质，如采用钢棒、钢段等取代钢球。

现有技术方案中常采用立式搅拌磨进行细磨，虽然能实现矿物细磨的目的，但就目前国内外搅拌磨机的发展情况而言，国内搅拌磨机单机处理能力较球磨机要低很多，国外的搅拌磨机虽然处理能力相对较大，但仍然十分有限，而且设备价格要几倍于常规球磨机，故对于生产规模较大、生产场地有限的矿山企业，采用立式搅拌磨并不是一种经济、理想的细磨方案，采用球磨方案往往更加切实可行。

若采用现有常规的球磨方案，则往往会出现球磨机长径比的不合适、研磨介质的不合理、分级设备的不合适等问题，从而导致矿物得不到单体解离，选矿指标（如品位、回收率）不理想。简言之，对嵌布粒度微细、需细磨才能实现有用矿物单体解离的铁矿石资源，现有常规的球磨技术还不能有效解决细磨问题。目前在国内外工业生产中还没有采用球磨机进行细磨能达到-0.025mm占85%以上的生产实践。因此，研究采用合适的磨矿介质及适宜的球磨机长径比，确定低耗可行的细磨方案，对于实现微细粒嵌布的矿石单体解离、为后续选别作业提供原料就显得非常重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种投资成本较低、占地面积小、生产维护简便、高效低耗、且易于实施和生产操作的可用于微细粒矿石的细磨工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述细磨工艺依次包括一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿，所述一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿均采用球磨机进行磨矿（且均优选采用旋流器进行分级），所述三段磨矿采用的球磨机的长径比为2.5～3.0（此范围的长径比在本领域球磨设备中还是首次尝试使用，现有球磨机的长径比都小于2.5）；所述一段磨矿中采用的磨矿介质为钢球（优选充填量在35%～50%），所述二段磨矿和三段磨矿中采用的磨矿介质均优选为钢段，所述钢段的充填量为所述球磨机筒体容积的20%～40%。

本发明的细磨工艺中，磨机的长径比与磨矿介质对于磨矿细度的实现同样关键，合适的长径比能保证磨矿介质与矿物作用的时间，而适宜的磨矿介质则保证了磨矿的效率。单纯的加大长径比或选择合适的磨矿介质都不达到本发明的目的。

针对于特定的矿石，合适的长径比往往需要经过反复的计算与试验才能确定，长径比太小达不到细磨的目的，太大则可能过粉碎，还增加了能耗。通过我们的计算、试验，矿石经本发明的三段磨矿技术在工业应用领域能取得良好的磨矿效果，达到磨矿的细度要求。本发明的技术方案可解决我国微细粒嵌布的矿石资源的细磨问题，解除细磨工艺制约开发微细粒铁矿石资源的瓶颈。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述一段磨矿的具体操作步骤优选包括：将破碎后的矿石产品送入一段球磨机中进行一次磨矿，所述一次磨矿后的排料给入一段旋流器进行一段分级，一段分级后的底流返回至一段球磨机重新进行所述的一次磨矿，一段分级后的溢流进入后续的二段磨矿（参见图2）。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述破碎后一段磨矿的给矿粒度优选为-10mm。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述二段磨矿的具体操作步骤优选包括：将所述一段分级后的溢流给入二段旋流器进行二段分级（二段旋流器的直径小于一段旋流器），二段分级后的底流进入二段球磨机进行二次磨矿，二次磨矿后的排矿全部返回进行二段分级，二段分级后的溢流进行弱磁选和强磁选抛尾，得到粗精矿，粗精矿进入后续的三段磨矿（参见图2）。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述三段磨矿的具体操作步骤优选包括：将所述粗精矿给入三段旋流器进行三段分级（三段旋流器的直径小于二段旋流器），三段分级后的底流进入三段球磨机进行三次磨矿，三次磨矿后的排料返回至所述三段旋流器进行三段分级，三段分级后的溢流进入后续选别作业进行选别（参见图2）。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述钢段优选为双平面圆台型钢段，所述钢段的直径（较大底面的直径）优选为20mm～45mm。更优选的，所述二段磨矿中不同尺寸的磨矿介质的质量比为Φ45×50∶Φ30×35∶Φ20×25（底圆直径×圆柱高度）=3.5～4.5∶3.5～4.5∶1～3。更优选的，所述三段磨矿中不同尺寸的磨矿介质的质量比为Φ30×35∶Φ20×25=7～9∶1～3。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述一段磨矿的排矿细度优选控制-0.074mm占75%～80%。所述二段磨矿的排矿细度优选控制-0.048mm占85%以上。所述三段磨矿优选采用Φ150mm的旋流器进行分级，三段磨矿后的排矿细度优选控制-0.025mm占85%以上。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺中，各段的旋流分级应当选用不同规格和型号的旋流器，旋流器的规格和型号可由本领域技术人员根据压力、浓度与流量等参数进行确定。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述微细粒矿石优选是以磁铁矿和赤铁矿为主的混合矿，所述微细粒铁矿的嵌布粒度优选为2μm～30μm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1. 本发明以球磨机-旋流器组合成的闭路磨矿分级系统为基础（以球磨机作细磨设备），采用了三段磨矿式的工艺方案，逐段磨矿、逐段控制排矿粒度，最终达到了产品粒度-0.025mm占85%以上的磨矿指标，充分实现了微细粒嵌布的有用矿物的单体解离，为后续作业提供了合格的原料。

2. 多数微细粒低品位难选铁矿均需磨至-0.037mm，甚至-0.025mm粒级才能实现矿石的单体解离，本发明的三段磨矿通过采用长径比为2.5～3.0的球磨机，且以双平面圆台型钢段作为磨矿介质，用Φ150mm的旋流器组实现细粒分级，这种优化后的工艺条件满足了矿物粒度达到-0.037mm、-0.025mm粒级的磨矿、分级要求。

总的来说，本发明针对我国储量丰富的微细粒难选贫铁矿石资源需要细磨才能实现有用矿物充分解离的现实情况，提出了一种能获得高品位铁精矿的细磨工艺方案，本发明的技术方案具有投资成本较低、占地面积小、生产维护简便等优点，通过确定合适的长径比，选择合适的研磨介质和分级设备，真正以一种高效低耗、易于实施和生产操作的细磨工艺方案实现了对有用矿物的充分解离，具有良好的工业推广前景。

附图说明

图1为本发明实施例中用于微细粒铁矿的细磨工艺的工艺流程图。

图2为本发明优选的细磨工艺的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例：

一种如图1所示本发明的用于微细粒铁矿的细磨工艺，包括以下步骤：

（1）一段磨矿：首先将经过破碎后的某微细粒铁矿（假设生产规模230万t/a，该微细粒铁矿主要由磁铁矿、赤铁矿以及少量假象赤铁矿组成，且以磁铁矿为主，原矿品位在28%左右，嵌布粒度大多在2μm～30μm），破碎后一段磨矿的给矿粒度为-10mm，一段磨矿主要用“一段旋流器组（Φ500×6）＋一段溢流型球磨机（Φ4.5×9m）”组成的闭路磨矿系统进行一段磨矿，具体步骤是先将破碎后的铁矿石产品送入一段溢流型球磨机（钢球添加量为42%。）中进行一次磨矿，一次磨矿后的排料给入一段旋流器组进行一段分级，一段分级后的底流返回至一段溢流型球磨机重新进行一次磨矿，一段分级后的排矿细度控制-0.074mm占76%（实际控制76%以上均可），溢流排矿进入后续的二段磨矿；

（2）二段磨矿：二段磨矿主要采用“二段旋流器组（Φ350×10）＋二段溢流型球磨机（Φ4.5×9m）”组成的闭路磨矿系统进行二段磨矿，具体步骤是先将一段磨矿后的排矿给入二段旋流器组进行二段分级，二段分级后的底流进入二段溢流型球磨机进行二次磨矿，二段溢流型球磨机中的磨矿介质为双平面圆台型钢段（Φ45×50∶Φ30×35∶Φ20×25=4∶4∶2），充填量为35%，二次磨矿后的排料返回至二段旋流器组再次进行二段分级，再次二段分级后的溢流进行弱磁和强磁抛尾（更具体的说是进行弱磁+浓缩+隔渣+强磁抛尾），得到粗精矿，二段分级细度控制-0.048mm占90%（实际控制90%以上均可），该粗精矿进入后续的三段磨矿；

（3）三段磨矿：三段磨矿主要采用“三段旋流器组（Φ150×50）+三段溢流型球磨机（ΦΦ3.8×11m，长径比为2.89）”组成的闭路磨矿系统进行三段磨矿，具体步骤是将粗精矿给入三段旋流器组进行三段分级，三段分级后的底流进入三段溢流型球磨机进行三次磨矿，三段溢流型球磨机中的磨矿介质为双平面圆台型钢段Φ30×35∶Φ20×25=8∶2，充填量为30%，三次磨矿后的排料返回至三段旋流器进行三段分级，三段分级后的溢流进入后续选别作业进行选别，最终磨矿细度达到-0.025mm占90%（实际控制90%以上均可）。

三段分级后的溢流再经过磁选、反浮选等作业，最终获得铁精矿品位64%、回收率64%的良好选矿指标。

Claims (8)

1.一种可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述细磨工艺依次包括一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿，其特征在于：所述一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿均采用球磨机进行磨矿，所述三段磨矿采用的球磨机的长径比为2.5～3.0；所述一段磨矿中采用的磨矿介质为钢球，所述二段磨矿和三段磨矿中采用的磨矿介质均为钢段，所述钢段的充填量为所述球磨机筒体容积的20%～40%。

2.根据权利要求1所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于，所述一段磨矿的具体操作步骤包括：将破碎后的矿石产品送入一段球磨机中进行一次磨矿，所述一次磨矿后的排料给入一段旋流器进行一段分级，一段分级后的底流返回至一段球磨机重新进行所述的一次磨矿，一段分级后的溢流进入后续的二段磨矿。

3.根据权利要求2所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于，所述一段磨矿的给矿粒度为-10mm。

4.根据权利要求1所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于，所述二段磨矿的具体操作步骤包括：将所述一段分级后的溢流给入二段旋流器进行二段分级，二段分级后的底流进入二段球磨机进行二次磨矿，二次磨矿后的排矿全部返回进行二段分级，二段分级后的溢流进行弱磁选和强磁选抛尾，得到粗精矿，粗精矿进入后续的三段磨矿。

5.根据权利要求1所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于，所述三段磨矿的具体操作步骤包括：将所述粗精矿给入三段旋流器进行三段分级，三段分级后的底流进入三段球磨机进行三次磨矿，三次磨矿后的排料返回至所述三段旋流器进行三段分级，三段分级后的溢流进入后续选别作业进行选别。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于：所述钢段为双平面圆台型钢段，所述钢段的直径为20mm～45mm；所述二段磨矿中不同尺寸的钢段的质量比为Φ45×50∶Φ30×35∶Φ20×25= 3.5～4.5∶3.5～4.5∶1～3；所述三段磨矿中不同尺寸的钢段的质量比为Φ30×35∶Φ20×25=7～9∶1～3。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于：所述一段磨矿的排矿细度控制-0.074mm占75%～80%；所述二段磨矿的排矿细度控制-0.048mm占85%以上；所述三段磨矿采用Φ150mm的旋流器进行分级，三段磨矿后的排矿细度控制-0.025mm占85%以上。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，其特征在于，所述微细粒矿石是以磁铁矿和赤铁矿为主的混合矿，所述微细粒铁矿的嵌布粒度为2μm～30μm。

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