CN104162475B - 一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，利用高压辊磨作为超细碎设备，并由立磨代替球磨。采用的工艺、步骤为：破碎、筛分—干式预选、高压辊磨—中场强湿式磁选、立式粗磨—弱磁粗选、立式细磨—弱磁精选。本发明方法能在入磨前大量抛弃粗粒废石、降低入磨量，且能够有效解决矿物解离时的过磨问题，能够显著降低球磨的钢球和衬板消耗，从而降低整个工艺的运行成本。采用本发明方法，铁矿石经过弱磁干选后，可以提高原矿品位2个百分点以上，辊磨产品的相对可磨度提高30%以上，采用立式搅拌磨代替球磨节约的能耗降低35~50%，选矿作业成本与常规“三段一闭路+二段球磨+二段弱磁选”的常规碎磨工艺相比，单位原矿电耗降低65.37%，钢球与衬板消耗降低59.26%。

Description

一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法

技术领域

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种磁铁矿石的选矿工艺，特别适合中低品位（铁品位≤33%）磁铁矿石的高效节能分选。

背景技术

目前我国已进入了节能型社会，而且能源成本愈来愈高，而矿业是我国能源消耗较大的行业，这就要求矿山企业根据自身不同条件和矿石特点，从细微处入手，找出节能降耗的关键点，在保证选矿技术指标的前提下,综合研究并采用相应的节能技术、设备和工艺,降本增效。

磁铁矿是我国的重要的铁矿资源，铁矿石中绝大部分为磁铁矿，以细粒嵌布为主，脉石矿物主要为石英或角闪石等硅酸盐矿物。由于磁铁矿是一种强磁性矿物，一般采用弱磁选的方法选别，其节能降耗措施主要是采用干式大块磁选机对磁铁矿石进行预选抛尾，以提高入磨矿石品位，降低入磨量来达到节能降耗效果。但由于入选块度大，只能抛除混入到铁矿石中的围岩，抛废产率低，同时也存在尾矿中磁性铁品位高、磁性铁损失大等缺点。如大石河选矿厂、水厂选矿厂、歪头山选矿厂、鲁中选矿厂、金岭选矿厂、金山店选矿厂、峨口选矿厂等。

近年来，国内引进了高压辊磨机，该设备是一种新型的节能粉碎设备，在我国已初步实现了国产化，并在我国金属矿山选厂陆续使用。目前，国内磁铁矿山主要采用了“碎矿产品+高压辊磨筛分全闭路湿式磁选+球磨”技术，如马钢凹山选矿厂、福建鑫阳选矿厂、秦皇首秦岛龙汇选矿厂等，为铁矿石选矿厂的节能降耗发挥了重要作用。《化工矿物与加工》（2012年第10期）刊登了“高压辊磨机在铁矿石加工中的应用”一文，该文指出：当前国内高压辊磨铁矿石工艺发展主要有两种方向。一种是采用一段式高压辊磨工艺，即先进行粗粒筛分，筛上返回，筛下分级脱水后进入下段选别。这种流程适宜于粗粒嵌布的矿石或应当避免形成过磨的磨矿作业，－200目＜60％的铁矿石选矿可采用该流程；另一种是两段式高压辊磨工艺，即先进行一段高压辊磨后湿筛湿选抛尾，粗精矿分级脱水再进行二段高压辊磨，分级脱水的溢流进入下段磨选。这种工艺流程属于全高压辊磨流程，适用于粗颗粒嵌布的磁铁矿磨矿。

为了解决对有用矿物解离时的过磨问题，节约能耗，近年来国内铁矿山选矿厂也开始使用立磨机，如攀钢白马铁矿，其工艺流程为“三段一闭路碎矿工艺+球磨+立磨”；昆钢大红山铁矿，其改造工艺流程为“半自磨+球磨+立磨”；如正在建设中的昆钢镇康海山矿业公司选矿厂采用的是“半自磨+立磨+立磨”工艺。

以上工艺均利用了磁铁矿与脉石矿物的磁性差异或高压辊磨与立磨的本身的技术特性，对节能降耗起到了一定的作用。但总体而言，上述工艺并没有充分结合矿石特性与设备特性，只是局部节能，整个工艺作业能耗仍然高，钢球及衬板消耗大，选矿综合成本高，影响了综合效能的发挥。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，该方法能在入磨前大量抛弃粗粒废石、降低入磨量，且能够有效解决矿物解离时的过磨问题，能够显著降低球磨的钢球和衬板消耗，从而降低整个工艺的运行成本。

为实现本发明的上述目的，本发明一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法采用以下技术方案：

本发明利用高压辊磨作为超细碎设备，提高矿石的可磨性及为后续的立磨作业准备合适的入磨粒度，并由立磨代替球磨。其具体工艺、步骤为：

1）破碎、筛分—干式预选：矿石经过二段或三段一闭路破碎工艺，将筛下产品粒度控制在-50mm；对筛下产品进行弱磁干式磁选，抛出干式磁选尾矿，获得干式磁选精矿；所述的弱磁干式磁选的磁场强度为160~320kA/m。

上述筛下产品粒度最好控制在-30mm；上述弱磁干式磁选的磁场强度优选为260~300kA/m。

对于抛出的干式磁选尾矿（粗粒废石），由于粒度较粗、块度较大，可以作为建筑用碎石原料销售。

2）高压辊磨—中场强湿式磁选：干式磁选精矿进入高压辊磨机与振动筛形成闭路湿式筛分系统，振动筛的筛孔直径≤3.15mm，筛上产品返回高压辊磨机再磨，筛下产品进入中场强湿式磁选，抛出中场强磁选尾矿，获得中场强磁选精矿；所述的中场强湿式磁选的磁场强度为199.04~358.28kA/m。

上述振动筛的筛孔直径≤3.0mm为优；所述的中场强湿式磁选的磁场强度优选为280~328kA/m。

由于中场强湿式磁选的给料粒度较粗，上述中场强湿式磁选选用顺流型磁选机为宜。对中场强磁选尾矿采用螺旋分级机捞出粗砂（-3~0.16mm）作为建筑用砂后，细粒度部分送尾矿库堆存。

3）立式粗磨—弱磁粗选：对中场强磁选精矿采用立式搅拌磨机进行粗磨，粗磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm50~65%，以50~60%为佳；对粗磨产品采用一段弱磁选，抛出弱磁选尾矿，获得弱磁选精矿。

4）立式细磨—弱磁精选：对一段弱磁选获得的弱磁选精矿再经过二段立式搅拌磨机进行细磨，细磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm≥85%，对细磨产品再经过二段弱磁粗选、二段弱磁精选，抛出细粒尾矿，获得最终高品位铁精矿。

上述一段弱磁选的磁场强度为140~165kA/m，优选145~160kA/m；所述的二段弱磁粗选的磁场强度为128~145kA/m，优选130~140kA/m；所述的二段弱磁精选的磁场强度为128~145kA/m，优选130~140kA/m。

在立式搅拌磨机粗磨作业添加的钢球介质为12mm。

所述的细磨产品的磨矿细度最好控制在-0.075mm≥90%，其中-0.045mm~0.025mm含量≥80%为佳，在该粒度下，铁矿物已经单体解离，但避免了过磨现象的发生。

所述的立式搅拌磨机可以选择美卓矿机（Metso）的Vertimill立磨、日本艾立许公司的ETM塔磨或Isa塔磨中的任意一种。

本发明一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法采用以上技术方案后，具有以下优点：

（1）本发明综合利用了磁铁矿石的强磁性特性，及高效超细碎及磨矿设备高压辊磨机与立式搅拌磨的联合工艺流程，达到预先抛尾、节约能耗及钢球与衬板消耗的目的。

（2）铁矿石经过弱磁干选后，可以提高原矿品位2个百分点以上，及时抛尾降低了后续工艺的流程量，减少了后续设备的规格及装机功率；

（3）高压辊磨筛分全闭路磁选，不但进一步抛弃尾矿，提高了入磨矿石品位及后续磨矿的矿石量，相对可磨度提高了20%以上，也进一步降低了后续磨矿设备的型号与装机功率。

（4）高压辊磨机筛分全闭路产品，将碎矿粒度降低到-3mm以下，为立式搅拌磨机提供了适应的入磨给矿粒度，充分发挥高压辊磨机与立式搅拌磨的协同作用。高压辊磨机作为超细碎设备，不但为立式搅拌磨准备了合格给矿产品，而且其粉碎的产品产生微裂纹也为发挥立式搅拌磨的搅拌磨矿作业发挥了条件。

（5）铁矿石经过弱磁干选后，可以提高原矿品位2个百分点以上，辊磨产品的相对可磨度提高了30%以上，采用立式搅拌磨代替球磨节约的能耗降低35~50%。经过工业试验验证，采用本发明提供的方法，选矿作业成本与常规“三段一闭路+二段球磨+二段弱磁选”的常规碎磨工艺相比，单位原矿电耗降低65.37%，钢球与衬板消耗59.26%。

附图说明

图1是本发明一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法的原则工艺流程图。

图2是本发明一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新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高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法作进一步详细说明。

本发明的实例中的矿样取自马钢张庄铁矿的岩心样，原矿铁品位29.56%，属于典型的贫磁铁矿。针对该矿样，由图1所示的本发明一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法的原则工艺流程图并结合图2看出，本发明一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法采用的具体工艺、步骤：

1）破碎、筛分—干式预选：矿石经过三段一闭路破碎工艺，将筛下产品粒度控制在-16~0mm；对筛下产品进行弱磁干式磁选，弱磁干式磁选的磁场强度为278.66kA/m，抛出铁品位11.78%、产率17.34%的干式磁选尾矿，获得铁品位33.29%、产率82.66%的干式磁选精矿；

2）高压辊磨—中场强湿式磁选：干式磁选精矿进入高压辊磨机与振动筛形成闭路湿式筛分系统，振动筛的筛孔直径≤3.15mm，筛上产品返回高压辊磨机再磨，筛下产品进入中场强湿式磁选，抛出产率19.40%、铁品位13.76%的中场强磁选尾矿，获得铁品位39.28%、产率63.26%的中场强磁选精矿。采用的中场强湿式磁选机的磁场强度为318.47kA/m；

3）立式粗磨—弱磁粗选：对中场强磁选精矿采用立式搅拌磨机进行粗磨，粗磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm（-200目）50%，对粗磨产品采用一段弱磁选，一段弱磁选的磁场强度为151.2kA/m。抛出弱磁选尾矿，获得产率41.66%、铁品位52.33%的弱磁选精矿；

4）立式细磨—弱磁精选：对一段弱磁选获得的弱磁选精矿再经过二段立式搅拌磨机进行细磨，细磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm90%，对细磨产品再经过二段弱磁粗选、二段弱磁精选，抛出细粒尾矿，获得产率30.65%、铁品位66.78%、铁回收率69,24%的最终高品位铁精矿。二段弱磁粗选、二段弱磁精选的磁场强度皆为135.28kA/m。

详细试验过程和结果如下：

（1）本发明的实例中的矿样取自马钢张庄铁矿的岩心样，其原矿多元素与铁物相分析结果见下表1、表2。

表1原矿试样多元素分析结果

表2原矿试样铁物相分析结果

（2）本发明实例中使用弱磁干选设备为中钢天源的CTDG0606N永磁大块干式磁选机，试验结果表明：

磁场强度为278.66kA/m）、分隔板距离为100mm、圆筒表面线速度1.60m/s的条件下进行干式磁选试验。结果表明：16～0mm矿样经干式磁选可抛去产率17.34%、铁品位11.78%的尾矿，尾矿磁性铁品位为0.43%，磁性铁损失为0.38%，品位提高3.73个百分点，幅度较大，抛废效果明显。试验结果见表3。

表316～0mm矿样干式磁选验证试验结果（%）

（3）高压辊磨机型号为德国魁珀恩生产的60/10-23，辊径1000mm、辊宽230mm。3.15mm的筛分全闭路辊压产品的粒度分布见表4。

表43.15mm筛分全闭路辊压粒度分布

（4）3.15mm高压辊磨筛分全闭路筛下产品湿式磁选结果见表5。结果表明，作业抛尾产率为23.47%，精矿品位提高5.99个百分点。

表516～0mm干磁精矿产品闭路辊压筛下产品磁选结果

（5）-3.15mm粗精矿产品的相对可磨度测试

张庄铁矿原矿辊压产品抛尾粗精矿与草楼入磨原矿难磨程度相比，辊压后的产品相对易磨。当新生成-200目（-0.075mm）级别占50%和85%时，各产品矿样所磨时间如表6所示。

表6-200目占50%和85%时各矿样磨矿时间对照表

由表6所得磨矿时间，当新生成-200目（-0.075mm）级别占50%时，

K₅₀=T_草楼/T_3.15～0mm=7.00/4.91≈1.43

K₈₅=T_草楼/T_3.15～0mm=15.32/12.55≈1.22

可见采用高压辊磨机辊磨后的粗精矿产品一段磨矿的相对可磨度提高了43%，二段磨矿提高了22%。

（6）立磨的单位功耗测定

一段立磨的单位功耗是在球磨Bond功指数的基础上，并根据一段球磨与立磨的对比数据基础上计算所得。100目（0.154mm）邦德功指数是采用统一标准的功指数试验用球磨机进行磨矿试验，研磨介质为285个不同规格的钢球，钢球表面积为839吋²，重量为20.125kg。球磨机除4×8吋装料孔门外，内部全部装有光滑衬板。测得的单位功耗为6.68kW·h/t。

二段立磨的单位功耗是采用METSO的203mmx254mm的JarMill试验装置测得，转速为临界转速的76%，装球重量15.9kg，测得的单位功耗为4.7kW·h/t。

根据以上结果在磨矿采用球磨与立磨条件下选择的磨机型号见表7，磨矿采用立磨节约能耗37.67%，其中一段节约25%，二段节约50%。

表7磨矿系统比较表

（7）一段立磨与二段立矿磁选试验

一段产品-200目50%在151.2kA/m条件下，二段立磨产品-200目85%在135.28kA/m的条件下，试验结果见表8。

表8磨矿磁选结果

（8）在以上条件下，可以获得精矿TFe品位66.78%，精矿回收率69.24%的指标。

Claims (5)

1.一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，其特征在于采用以下工艺、步骤：

1）破碎、筛分—干式预选：矿石经过二段或三段一闭路破碎工艺，将筛下产品粒度控制在-50mm；对筛下产品进行弱磁干式磁选，抛出干式磁选尾矿，获得干式磁选精矿，所述的弱磁干式磁选的磁场强度为160~320kA/m；

2）高压辊磨—中场强湿式磁选：干式磁选精矿进入高压辊磨机与振动筛形成闭路湿式筛分系统，振动筛的筛孔直径≤3.15mm，筛上产品返回高压辊磨机再磨，筛下产品进入中场强湿式磁选，抛出中场强磁选尾矿，获得中场强磁选精矿，所述的中场强湿式磁选的磁场强度为199.04~358.28kA/m；

3）立式粗磨—弱磁粗选：对中场强磁选精矿采用立式搅拌磨机进行粗磨，粗磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm50~65%，对粗磨产品采用一段弱磁选，抛出弱磁选尾矿，获得弱磁选精矿；

4）立式细磨—弱磁精选：对一段弱磁选获得的弱磁选精矿再经过二段立式搅拌磨机进行细磨，细磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm≥85%，对细磨产品再经过二段弱磁粗选、二段弱磁精选，抛出细粒尾矿，获得最终高品位铁精矿。

2.如权利要求1所述的一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，其特征在于：所述的一段弱磁选的磁场强度为140~165kA/m；所述的二段弱磁粗选的磁场强度为128~145kA/m，所述的二段弱磁精选的磁场强度为128~145kA/m。

3.如权利要求2所述的一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，其特征在于：所述的弱磁干式磁选的磁场强度为260~300kA/m范围；所述的中场强湿式磁选的磁场强度为280~328kA/m；所述的一段弱磁选的磁场强度为145~160kA/m；所述的二段弱磁粗选的磁场强度为130~140kA/m，所述的二段弱磁精选的磁场强度为130~140kA/m。

4.如权利要求1、2或3所述的一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，其特征在于：所述的立式搅拌磨机粗磨作业添加的钢球介质为12mm。

5.如权利要求1、2或3所述的一种高效节能的贫磁铁矿石联合碎磨磁选新方法，其特征在于：在1）步作业中，将筛下产品粒度控制在-30mm；在2)步作业中，振动筛的筛孔直径≤3.0mm；在3）步作业中，粗磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm50~60%；在4)步作业中，细磨产品的磨矿细度控制在-0.075mm≥90%，其中-0.045mm~0.025mm含量≥80%。