CN103752403A - 一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法 - Google Patents
一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法，采用的是洗矿—分级—干式强磁预选—磨矿—弱磁—中磁流程。洗矿作业获得的沉砂通过筛分作业进行筛分分级，筛分作业的尺寸为6mm，筛上部分给入磁场强度为700-900kA/m的干式强磁预选作业获得强磁块精矿；干式强磁预选作业尾矿与筛下部分合并给入磨矿，磨矿作业产品分别经过弱磁作业、中磁扫选作业获得细粒粉精矿。本发明可以提前获得强磁块精矿，节能降耗，并为高炉实现合理炉料结构奠定了原料基础。本发明在原矿铁品位50±2%的情况下，可以获得产率约50%、铁品位≥59%的强磁块精矿，并获得产率约10%、铁品位≥64.5%。工艺流程结构简单、流程短，操作维护方便，有利于保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种高品位混合铁矿石的选矿方法，特别适用于原矿铁品位为48.0—55.0%、Al2O3含量≥7.0%且铁矿物为褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿共生、含泥量较高、泥化现象严重的高品位复合铁矿石的选矿方法。
背景技术
当前，铁矿石选矿的工艺主要有针对红铁矿矿石选矿工艺、针对磁铁矿矿石的选矿工艺。多年来，我国围绕提高红铁矿选矿技术水平， 开展了大量的研究工作，取得了重大的进展。如《金属矿山》2009年第1期发表的“我国铁矿石选矿技术发展特点及展望”中介绍了红铁矿选矿工艺流程，包括：连续磨矿、弱磁选- 高梯度强磁选- 阴离子反浮选工艺，阶段磨矿、粗细分选、重选- 磁选- 阴离子反浮选工艺，阶段磨矿、粗细分选、磁选-重选- 阴离子反浮选工艺3个流程最具有代表性；磁铁矿矿石的选矿工艺主要有单一磁选工艺，磁选- 重选工艺，弱磁选- 阴、阳离子反浮选工艺。但我国大多铁矿石中都含有两种以上的铁矿物，种类越多其可选性越差。该类铁矿石中以共生有赤铁矿、镜铁矿、针铁矿、菱铁矿、褐铁矿等弱磁性铁矿物者较为难选。常规的选矿工艺均可用于分选该类铁矿石，但当矿石中含菱铁矿或褐铁矿较多时，其铁精矿品位和回收率均难以提高。为此，近几年开展了大量的相关研究工作，较突出的研究成果是弱磁- 强磁- 浮选和磁化焙烧- 反浮选等联合工艺。例如，国内某研究院对酒钢铁矿石(含镜铁矿、菱铁矿及褐铁矿等)粉矿( - 15 mm )采用强磁- 正浮选工艺的研究结果表明，与现场采用的单一强磁选工艺相比，在铁精矿品位提高2 个百分点( 达到49%以上, 烧后达到58% 以上)的同时, 铁金属回收率提高12个百分点以上(达到74% 以上)。另外，紧密结合酒钢焙烧精矿性质特点, 避免多段磁选方法和剩磁影响, 用再磨- 反浮选和再磨- 弱磁- 反浮选流程进行了降低焙烧磁选精矿中的杂质含量的试验。在入选粒度82% - 75μm的条件下， 取得了SiO2 + A l2O3 的杂质含量由11% 以上降到了6% 以下，精矿铁品位由55% 提高到59% 以上(烧损后铁品位达60% 以上)，降杂作业回收率达94% 的良好指标。但上述选矿工艺，主要针对低铁、高硅铁矿石的选矿，大多采用细磨、深选、长流程选矿工艺，工艺流程长、能耗高，选矿成本高，难以适应原矿铁品位为48.0—55.0%、Al2O3含量≥7.0%且铁矿物为褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿共生、含泥量较高、泥化现象严重的高品位复合铁矿石的选矿。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法，用该选矿方法对原矿铁品位为48.0—55.0%、Al2O3含量≥7.0%且铁矿物为褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿共生、含泥量较高、泥化现象严重的高品位复合铁矿石进行选矿，具有流程短、能耗低、选矿技术指标高、适应性强的显著优点。
为达到上述目的，本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法采用以下工艺、步骤：
（1）将铁品位为48.0-55.0%、Al2O3含量≥7.0%且铁矿物为褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿共生的高品位复合铁矿石原矿破碎至40-0mm。由于这种含有褐铁矿的复合铁矿石含泥量高，采用螺旋洗矿机对40-0mm的矿石进行洗矿作业处理，获得沉砂、矿泥，控制矿泥中-0.030mm粒级含量≥80%，其中控制矿泥中-0.030mm粒级含量≥90%为优。
（2）上述矿泥粒度细，铁矿物已经基本单体解离，可以直接对上述矿泥采用弱磁选作业进行磁选，弱磁选作业的磁场强度为140-170 kA/m，抛出尾矿，获得弱磁精矿；
对上述洗矿作业获得的沉砂通过筛分作业进行筛分分级，筛分作业的尺寸为6mm，筛上部分给入磁场强度为700-900 kA/m的干式强磁预选作业获得强磁块精矿。干式强磁预选作业的磁场强度在750-850 kA/m范围为佳。
在此作业中，之所以选出强磁块精矿，一是为了提前得精矿，减少后续磨矿、选矿作业量，减少能源消耗；同时，块矿尤其高品位的块矿是高炉使用的重要含铁原料之一，炉料中配入适当比例的高品位块矿，增加块矿配比，对高炉的强化和指标的改善均及降低炼铁原料的成本有一定的好处。
（3）上述干式强磁预选作业尾矿与筛下部分合并给入磨矿作业，磨矿作业的磨矿粒度为-0.076mm=51%-70%，其中以-0.076mm=53%-60%为优；
（4）上述磨矿作业产品分别经过弱磁作业、中磁扫选作业获得细粒粉精矿，所述弱磁选作业的磁场强度为140-170 kA/m，所述中磁扫选作业的磁场强度为300-350 kA/m，以310-330 kA/m为宜；
（5）上述细粒粉精矿与矿泥弱磁选作业获得的弱磁精矿合并为最终铁精矿，矿泥弱磁选作业抛出的尾矿与中磁扫选作业抛出的尾矿合并得总尾矿。
上述第（2）、（4）步作业中弱磁选作业的磁场强度为155-165kA/m。
所述的高品位复合铁矿石原矿中的铁品位为50.0-53.0%、Al2O3含量为9.0-10.0%、-0.030mm粒级含量为10.0-15.0%的情况下，最适合采用本发明工艺、步骤进行分选。特别适合于原矿中铁矿物以假象赤铁矿、褐铁矿为主并与磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿共生的情况。
本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法采用以上技术方案后具有以下优点：
1）将矿石破碎到40-0mm，采用螺旋洗矿机进行洗矿脱泥，脱出产率10—12%的细泥，从而改善沉砂部分的后续筛分分级及选矿作业环境；对矿泥采用弱磁选作业进行磁选，可以提前获得少量弱磁精矿，实现提前获得精矿的目的。
2）对洗矿沉砂部分通过6mm尺寸的筛分作业进行筛分分级，对筛上部分进行干式强磁预选作业，可以提前获得强磁块精矿，节能降耗，并为高炉实现合理炉料结构奠定了原料基础。
3）对于褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿共生且铝含量高、含泥量高的难选铁矿石，整个工艺流程中，仅仅采用一段粗磨，再通过弱磁、中磁作业，就可以获得高品位的细粒粉精矿，节能效果明显，未有先例。
4）通过本发明提供的选矿工艺流程，在原矿铁品位50±2%的情况下，可以获得产率约50%、铁品位≥59%的强磁块精矿，并获得产率约10%、铁品位≥64.5%的最终铁精矿。
5）整个工艺流程结构简单、流程短，是典型的短流程节能选矿工艺，操作维护方便；而且未采用浮选、焙烧等可能对环境产生污染的选矿作业，有利于保护环境。
附图说明
图1是本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法的选矿原则流程图；
图2是本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法的数质量流程图。
具体实施方式
为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法作进一步详细说明。
本实施例中处理的矿石为印尼HARITA铁矿，该铁矿石属于沉积型铁矿床，主要有用铁矿物为褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿，原矿铁品位50%以上，含泥量较高、泥化严重。前期HARITA公司曾委托某设备厂家新建原矿处理量240万吨/年的磁铁矿选矿厂处理该类矿石，由于矿石主要为赤、褐铁矿，造成铁回收率不到55%，尾矿铁品位却高达45%。
对原矿进行多元素分析及铁物相分析，结果见表1、表2。
表1 原矿多元素分析结果（%）
| 元素名称 | TFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | S | P |
| 含 量 | 51.22 | 6.02 | 9.47 | 0.001 | 0.46 | 0.088 | 0.030 |
| 元素名称 | ZnO | Na2O | K2O | MnO | TiO2 | V2O5 | 烧损 |
| 含 量 | 0.058 | 0.011 | 0.067 | 0.20 | 0.36 | 0.036 | 9.32 |
表2-2 原矿铁物相分析结果（%）
分析结果表明，矿石中主要有用矿物为褐铁矿和假象赤铁矿，其次为磁铁矿和赤铁矿，碳酸铁、硅酸铁和黄铁矿含量较少；褐铁矿之铁占31.23%，磁铁矿与假象赤铁矿之铁合计占47.11%。原矿中铝含量为9.47%，原矿铝含量较高将会对铁精矿质量造成影响。有害杂质硫、磷含量均较低，（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.027，为酸性矿石。原矿烧损较高，说明褐铁矿含量较多，不利于获取高品质的铁精矿。
经显微镜下观察及x射线衍射分析（XRD），现已查明矿石主要由以下矿物组成。
金属矿物：磁铁矿、赤铁矿、假象、半假象赤铁矿、褐铁矿（针铁矿）、菱铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿。
脉石矿物：粘土（高岭石、伊利水云母、泥质物）、石英（玉髓）、长石、黑云母、角闪石、磷灰石、绿泥石。
原矿中主要脉石为粘土类矿物，其中包括伊利水云母、高岭石和较多隐晶质及非晶质泥质物，矿石松散易碎。矿石中的块矿主要具块状构造和孔洞状构造，碎矿则为粒状和粉状、土状。
对原矿进行粒度组成分析，分析结果见表3。
表3 原矿粒度组成分析结果（%）
粒度组成分析结果表明，原矿中粗粒级铁品位较高，占有量较多，而细粒级铁品位相对要低，占有量较少；原矿中-0.030mm级占11.81%，铁品位为18.94%，铁分布率为4.38%，这部分细粒级矿泥脱除后，有利于提高铁矿物的入选品位。
原矿矿物含量见表量见表4。
表4 原矿矿物含量统计（wt%）
注：粘土中包括高岭石、伊利水云母和隐晶质、非晶质泥质物。
由图2所示的本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法的数质量流程图并结合图1看出，它采用的是洗矿—分级—干式强磁预选—磨矿（-0.076mm55%）—弱磁—中磁流程，包括以下工艺、步骤：
（1）将铁品位为51.17%的高品位复合铁矿石原矿破碎至40-0mm，采用螺旋洗矿机对40-0mm的矿石进行洗矿作业处理，抛出的矿泥的产率为14.09%，获得的沉砂产率为85.91%、铁品位为55.42%；
（2）由于上述矿泥中的铁品位较高，为25.26%，为进一步降低尾矿中铁品位，采用弱磁选作业进行磁选，弱磁选作业的磁场强度为159.15 kA/m，抛出尾矿，获得产率0.56%、铁品位65.56%的弱磁精矿；
对上述洗矿作业获得的沉砂通过筛分作业进行筛分分级，筛分作业的尺寸为6mm，筛上部分给入磁场强度为795.77 kA/m的干式强磁预选作业获得产率50.11%、铁品位59.14的高品位强磁块精矿；
（3）上述干式强磁预选作业尾矿与筛下部分合并给入磨矿作业，磨矿作业的磨矿粒度为-0.076mm=55%；
（4）上述磨矿作业产品分别经过弱磁作业、中磁扫选作业获得产率9.41%、铁品位64.82%的细粒粉精矿，所述弱磁选作业的磁场强度为159.15 kA/m，所述中磁扫选作业的磁场强度为318.31 kA/m；
（5）上述细粒粉精矿与矿泥弱磁选作业获得的弱磁精矿合并为最终铁精矿，最终铁精矿的产率为9.97%、铁品位为64.89%，Al2O3含量降到2%以下。矿泥弱磁选作业抛出的尾矿与中磁扫选作业抛出的尾矿合并得总尾矿。
上述强磁块精矿+最终铁精矿的综合产率为50.11%+9.97%，总计高达60.08%。
由图2所示的本发明一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法的数质量流程图还可以看出，总尾矿的产率为39.92%，铁品位为37.73%，仍然较高，由于总尾矿的粒度极细，且多为难以回收的褐铁矿、菱铁矿，如果采用常规的再磨、再选（磁选、重选或浮选）工艺无法获得高品位的铁精矿，回收率也极低；如果采用磁化焙烧、再磨再选（磁选）工艺，则能耗极高，成本也很高，且对环境造成不利影响。经过实验室的大量研究和工业验证，该总尾矿可以作为水泥厂的配料，是非常好的水泥厂铁质矫正剂，深受水泥厂欢迎，可以全部销售给水泥厂，最终做到无尾矿排放，经济效益、环境效益、社会效益极为显著。
试验还进行了原矿—洗矿—分级—干式强磁预选—磨矿—弱磁—强磁选流程，磨矿粒度为-0.076mm 55%，强磁选采用的设备是脉动高梯度强磁选机，尽管该流程可以将总尾矿中的铁品位降低到32.84%（小于本发明总尾矿铁品位37.73%），但获得的最终铁精矿的铁品位降低到61.41%，比本发明选矿方法获得的终铁精矿铁品位64.89%低3.48个百分点，不适应市场要求铁精矿铁品位≥64.5%的要求。
Claims (4)
1.一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法，其特征在于采用以下工艺、步骤：（1）将铁品位为48.0-55.0%、Al2O3含量≥7.0%且铁矿物为褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿共生的高品位复合铁矿石原矿破碎至40-0mm，采用螺旋洗矿机对40-0mm的矿石进行洗矿作业处理，获得沉砂、矿泥，控制矿泥中-0.030mm粒级含量≥80%；
（2）对上述矿泥采用弱磁选作业进行磁选，弱磁选作业的磁场强度为140-170 kA/m，抛出尾矿，获得弱磁精矿；
对上述洗矿作业获得的沉砂通过筛分作业进行筛分分级，筛分作业的尺寸为6mm，筛上部分给入磁场强度为700-900 kA/m的干式强磁预选作业获得强磁块精矿；
（3）上述干式强磁预选作业尾矿与筛下部分合并给入磨矿作业，磨矿作业的磨矿粒度为-0.076mm=51%-70%；
（4）上述磨矿作业产品分别经过弱磁作业、中磁扫选作业获得细粒粉精矿，所述弱磁选作业的磁场强度为140-170 kA/m，所述中磁扫选作业的磁场强度为300-350 kA/m；
（5）上述细粒粉精矿与矿泥弱磁选作业获得的弱磁精矿合并为最终铁精矿，矿泥弱磁选作业抛出的尾矿与中磁扫选作业抛出的尾矿合并得总尾矿。
2.如权利要求1所述的一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法，其特征在于：所述第（1）步作业的矿泥中-0.030mm粒级含量≥90%，第（2）、（4）步作业中弱磁选作业的磁场强度为155-165kA/m，第（2）步干式强磁预选作业的磁场强度为750-850 kA/m，第（4）步中磁扫选作业的磁场强度为310-330 kA/m。
3.如权利要求2所述的一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法，其特征在于：在第（3）步中磨矿作业的磨矿粒度控制在53%-60%范围。
4.如权利要求1、2或3所述的一种适于高铝、高泥、高品位复合铁矿石的选矿方法，其特征在于：所述的高品位复合铁矿石原矿中的铁品位为50.0-53.0%，Al2O3含量为9.0-10.0%，-0.030mm粒级含量为10.0-15.0%。
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