CN104399578B - 一种低品位含赤铁矿废石的预选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低品位含赤铁矿废石的预选方法，将铁品位18～23％的低品位含赤铁矿废石原矿经粗碎、中碎作业破碎至40～0mm，采用永磁干式强磁选机进行预选，永磁干式强磁选机的筒体表面磁场强度0.8～1.0T，控制筒体表面线速度、分离隔板距离、料层厚度，抛出铁品位<14.0％的粗粒尾矿；获得的永磁干式强磁选粗精矿经高压辊磨至10～0mm，进入电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机进行预选，再抛出铁品位≤11％的细粒尾矿，获得的粗精矿给入主厂房磨选工艺进行选别。本发明在磨矿前通过磁选预选抛出大量尾矿，减少入球磨矿量，提高入球磨品位，降低了磨矿能耗，具有结构简单、流程短、能耗低、适应性强、选矿技术指标高的优点，可在赤铁矿选厂广泛应用，特别适用于处理低品位含赤铁矿废石的预选。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁矿石的预选方法，尤其是涉及一种含赤铁矿废石的预选方法，也可以用于赤铁矿石，可在赤铁矿选厂广泛应用，适用于处理铁品位18％-23％的低品位含赤铁矿废石的预选，特别适合对原矿铁品位为18.0～22.0％且铁矿物主要为赤褐铁矿的低品位含赤铁矿废石进行预选。
背景技术
根据资料调查，国外铁矿资源丰富的国家如巴西、澳大利亚、南非、印度等，是我国铁矿石的主要进口国，主要开采易采选富矿，选矿工艺技术较简单，几乎未开发利用铁品位≤40％的铁矿石，更未开发利用过铁品位≤23％的低品位赤铁矿资源。
目前，由于受矿石赋存状态、选矿技术水平及产品经济价值的制约，我国大型铁矿山采矿场每年都要剥离堆存或抛弃数亿吨计的含赤铁矿废石，尤其是磁性率低的赤铁矿矿山的废石铁品位通常都在23％以下，远高于磁铁矿山的废石含铁品位。
长期以来，我国冶金矿山企业高度重视含磁铁矿废石的综合利用工作，比如：鞍钢大孤山铁矿、首钢大石河矿业、马钢南山铁矿均从排土场废石中回收磁铁矿，矿石回收边界品位从15％下降到10％以下，提高资源利用率10％以上。如中国专利ZL200910116431公开了一种低品位磁铁矿石的预选方法，磁铁矿石原矿经粗、中、细碎作业破碎后，输送到超细碎作业，经高压辊磨机压碎后，压碎产品给入湿式圆筒筛打散；圆筒筛筛上部分由皮带输送到振动筛进行湿式分级；振动筛筛上部分由皮带输送到干式磁选机进行抛废，干式磁选机的精矿返回高压辊磨机进行再压碎；振动筛筛下部分、圆筒筛筛下部分给入湿式粗粒中场强磁选机进行磁选抛尾；中场强磁选机的粗精矿给入磨选工艺进行选别。该发明具有在磨矿前通过湿式磁选抛出大量合格尾矿，减少入磨量、降低磨矿能耗，系统处理能力高等优点，可在磁铁矿选厂广泛应用，特别适用于处理铁品位≤22％的低品位磁铁矿的预选。但该低品位磁铁矿石的预选方法不适合低品位含赤铁矿废石的预选。
目前国内矿山的排土场废石回收仅限于回收易选的磁铁矿，含赤铁矿废石由于磁性弱、可选性差一直未能充分利用。
我国河北钢铁集团公司司家营铁矿、鞍钢千鞍矿区、太钢袁家村矿区是我国主要的铁矿原料基地，也是主要的赤铁矿区，含赤铁矿废石堆存总量已达10亿吨以上，表层磁铁矿回收已到技术经济允许的极限，但表面剥离的含赤铁矿废石均未综合利用，国内其他中小矿山同样存在含赤铁矿废石的资源化利用问题，如：马钢姑山铁矿、海南矿业有限公司等等，中小型矿山该类废石总量也在1亿吨以上。
含赤铁矿废石的资源化利用问题一直是我国矿山企业的技术瓶颈。按照目前各相关选矿厂的技术装备水平，在铁精矿价格处于高位时，含赤铁矿废石仅通过适当降低采矿的边界品位得以少量利用，但大部分矿石只能作为围岩处理，不但造成资源浪费、占用土地，而且污染了环境。含赤铁矿废石资源化利用的瓶颈难题是：一方面由于缺乏低品位含赤铁矿废石的高效预选技术与装备，如废石直接入选使选矿厂的选矿比高达5～6，造成了能源、材料、选矿药剂的大量浪费，生产成本高，企业无法承受；另一方面选矿加工过程又二次产生大量细粒尾矿，进一步加重了环保和安全的压力。此外，低品位含赤铁矿废石铁矿物嵌布粒度细，与围岩性质差异小，预富集难度大，研究的预选方法要求适应性强。
低品位含赤铁矿废石必须在综合利用前采用高效的破碎、选别设备，寻求更好的预选抛尾效果，大幅度提高入磨原矿品位，采用更彻底的“多破少磨”方法提升选矿经济效益。因此，实现含赤铁矿废石资源化的关键是是如何实现含赤铁矿铁废石的高效预选，使得在降低边界品位、扩大资源储量的同时，不降低选矿的入选品位，不提高选矿的生产成本，不增加细粒尾矿排放量。为此，科学技术部批准立项了“十二五”国家科技支撑计划项目“铁矿山含赤铁矿废石资源化利用关键技术与装备研究”(项目编号：2012BAB22G01)，该项目由本发明申请单位——中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司承担。
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，而提供一种可在磨矿前通过干式、湿式强磁选抛出大量合格尾矿，从而大幅度提高入磨矿石铁品位，减少入磨量、降低磨矿能耗，系统处理能力高的低品位含赤铁矿废石的预选方法。采用该预选方法对原矿铁品位为18.0～22.0％且铁矿物主要为赤褐铁矿的低品位含赤铁矿废石进行预选，可获得产率38.0～47.0％、铁品位≥29％的入磨粗精矿，具有流程短、能耗低、选矿技术指标高、适应性强的显著优点。
为达上述目的，本发明一种低品位含赤铁矿废石的预选方法采用以下技术方案：
本发明一种低品位含赤铁矿废石的预选方法，采用以下工艺：将铁品位18～23％的低品位含赤铁矿废石原矿经粗碎、中碎作业破碎至40～0mm，采用永磁干式强磁选机进行预选，所述的永磁干式强磁选机的筒体表面磁场强度0.8～1.0T，控制筒体表面线速度、分离隔板距离、料层厚度，抛出铁品位<14.0％的粗粒尾矿；获得的永磁干式强磁选粗精矿经高压辊磨至10～0mm，进入电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机进行预选，再抛出铁品位≤11％的细粒尾矿；电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机获得的粗精矿给入主厂房磨选工艺进行选别。
所述的永磁干式强磁选机的筒体表面线速度1.2～3.0m/s；高压辊磨机的对辊间隙为6±1mm；所述的电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机的磁场强度为0.6～0.8T，脉动冲次为500～600次/min，转环线速度为1.8～2.2转/min。
上述作业的最佳工艺参数为：永磁干式强磁选机的的磁场强度为0.8～1.0T，分离隔板距离为295mm，筒体表面线速度1.28m/s；高压辊磨机的对辊间隙为6mm；湿式粗粒强磁机的磁场强度为0.6～0.8T，脉动冲次为552次/min，转环线速度为2.04转/min。
所述的含赤铁矿废石原矿中铁品位为18.0～22.0％，矿石中铁矿物主要为赤褐铁矿，赤褐铁矿铁分布率为40～60％，40～0mm粒级中-1mm粒级含量为10.0～15.0％。
上述40～0mm含赤铁矿废石采用永磁干式强磁选机的抛尾产率为30～40％，电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机的抛尾产率为15～25％，电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机获得的粗精矿的铁品位≥29％。
为了抛出合格尾矿，上述电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机由于磁场强度高，其选别粒度范围可达10～0mm。采用防堵塞的电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机，高压辊磨机的对辊间隙可以放宽到7～9mm，如山东华特磁电科技股份有限公司研制的电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机。
本发明一种低品位含赤铁矿废石的预选方法采用以上技术方案后具有以下优点：
(1)将含赤铁矿废石原矿破碎至40～0mm，采用干式强磁选预选，可提前抛出产率35～38％的粗粒合格尾矿，减少了细粒尾矿的排放，延长了尾矿库的使用寿命。
(2)对永磁干式强磁选粗精矿用高压辊磨机进行辊压，辊压产品采用电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机进行预选抛尾，使原矿铁品位从19％左右大幅度提高到29％，入选铁品位在原有基础上提高了约10个百分点，抛出尾矿产率在50～60％，实现了“多碎少磨、降本增效”的选矿理念，解决了含赤铁矿废石加工成本高、尾矿量大的技术难题，是低品位赤铁矿石选矿技术的重大突破之一。
(3)通过本发明提供的预选方法，使目前不可利用、只能堆置的含赤铁矿废石变为可以利用的资源，使我国赤铁矿石经济资源量扩大近10亿吨，对于缓解我国铁矿资源需求矛盾具有重要意义。
(4)整个工艺流程结构简单、流程短、能耗低、适应性强、选矿技术指标高，是典型的短流程节能选矿方法，操作维护方便。
附图说明
图1是本发明一种低品位含赤铁矿废石的预选方法的工艺流程图；
图2是原矿中矿铁品位为18.79％的低品位含赤铁矿废石预选方法的数质量流程图；
图3是原矿中矿铁品位为20.64％的低品位含赤铁矿废石预选方法的数质量流程图。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种低品位含赤铁矿废石的预选方法作进一步详细说明。
本实施例中处理的矿石为河北钢铁集团司家营铁矿排土场堆存的含赤铁矿废石。
对含赤铁矿废石进行多元素分析及铁物相分析，结果见表1、表2。
表1废石多元素分析结果(％)
多元素分析结果表明，铁品位18.67％和20.45％的两种不同含赤铁矿废石中，可供利用的元素为铁，主要杂质是SiO2和Al2O3，S、P含量较低，对铁精矿质量没有影响，而K2O、Na2O含量较高，烧损为1.67％，两样品均为酸性铁矿石。
表2废石铁物相分析结果(％)
铁物相分析结果表明，铁品位18.67％和20.45％的两种不同含赤铁矿废石中，主要有用矿物为赤褐铁矿，赤褐铁矿之铁占43.07％和50.20％，其次为磁铁矿，磁铁矿之铁占21.32％和21.34％，两者合计为64.15％和71.54％，不可回收的硅酸铁含量较高，硅酸铁之铁分别占29.71％和21.64％，矿石中碳酸铁、黄铁矿含量较少，硫对铁精矿质量没有影响。
对铁品位18.67％和20.45％的两种不同含赤铁矿废石进行粒级分析，分析结果见表3、4。
表3铁品位18.67％的含赤铁矿废石粒级分析结果(％)
筛析结果表明：40-30mm粒级铁品位最高，为24.21％，但该粒级产率仅为1.63％，其它粒级铁品位接近，说明废石铁品位嵌布较均匀。
表4铁品位20.45％的含赤铁矿废石粒级分析结果(％)
筛析结果表明：40-30mm粒级铁品位最高，为26.87％，但该粒级产率仅为2.25％，其它粒级铁品位接近，说明废石铁品位嵌布较均匀。
由图1所示的本发明本发明一种低品位含赤铁矿废石的预选方法的工艺流程图看出，采用的是含赤铁矿废石中碎—干式强磁预选—高压辊磨—湿式强磁预选工艺，包括以下工艺、步骤：
(1)将铁品位18～23％的含赤铁矿废石原矿破碎至40～0mm，采用干式强磁预选进行处理，干式强磁预的磁场强度为0.8T，抛出的尾矿产率为36％左右、铁品位为13.5％左右。
(2)将上述干式强磁预选获得的粗精矿进行高压辊磨辊压，辊压粒度为6mm。
(3)将辊压后的干式强磁选粗精矿进行湿式预选抛尾，磁场强度为0.6～0.8T，脉动冲次为552次/min，转环线速度为2.04转/min。可获得铁品位29～30％的粗精矿，该粗精矿可直接入磨选车间。
图2所示的是原矿中矿铁品位为18.79％的低品位含赤铁矿废石预选方法的数质量流程图。工艺流程与图1相同，干式强磁预选采用永磁干式强磁选机，其磁场强度为0.8T，分离隔板距离为295mm，筒体表面线速度1.28m/s；高压辊磨机的对辊间隙为6mm；湿式强磁预选采用湿式粗粒强磁机，其磁场强度为0.6T，脉动冲次为552次/min，转环线速度为2.04转/min。最终获得的粗精矿中铁品位为29.25％，抛出产率61.70％、铁品位12.30％的尾矿。
图3是原矿中矿铁品位为20.64％的低品位含赤铁矿废石预选方法的数质量流程图。工艺流程与图1相同，干式强磁预选采用永磁干式强磁选机，其磁场强度为0.8T，分离隔板距离为295mm，筒体表面线速度1.28m/s；高压辊磨机的对辊间隙为6mm；湿式强磁预选采用湿式粗粒强磁机，其磁场强度为0.8T，脉动冲次为552次/min，转环线速度为2.04转/min。最终获得的粗精矿中铁品位为29.75％，抛出产率52.40％、铁品位12.37％的尾矿。
需要说明的是，在实施例中，铁品位18.67％的含赤铁矿废石和铁品位为18.79％的含赤铁矿废石为同一矿样，铁品位20.45％的含赤铁矿废石和铁品位为20.64％的含赤铁矿废石也为同一矿样，前后有所差别的原因是化验误差的结果。
Claims (4)
1.一种低品位含赤铁矿废石的预选方法，其特征在于采用以下工艺：将铁品位18~23%的低品位含赤铁矿废石原矿依次经粗碎、中碎作业破碎至40~0mm，采用永磁干式强磁选机进行预选，所述的永磁干式强磁选机的筒体表面磁场强度为0.8~1.0T，所述的永磁干式强磁选机的筒体表面线速度为1.2~3.0m/s，控制筒体表面线速度、分离隔板距离以及料层厚度，抛出铁品位<14.0%的粗粒尾矿；获得的永磁干式强磁选粗精矿经高压辊磨至10~0mm，进入电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机进行预选，再抛出铁品位≤11%的细粒尾矿，所述的电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机的磁场强度为0.6~0.8T，脉动冲次为500~600次/min，转环线速度为1.8~2.2转/min；电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机获得的粗精矿给入主厂房磨选工艺进行选别。
2.如权利要求1所述的一种低品位含赤铁矿废石的预选方法，其特征在于：所述的永磁干式强磁选机的分离隔板距离为295mm，筒体表面线速度为1.28m/s；高压辊磨机的对辊间隙为6mm；电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机的脉动冲次为552次/min，转环线速度为2.04转/min。
3.如权利要求1或2所述的一种低品位含赤铁矿废石的预选方法，其特征在于：所述的含赤铁矿废石原矿中铁品位为18.0~22.0%，矿石中铁矿物主要为赤褐铁矿，赤褐铁矿铁分布率为40~60%，40~0mm粒级中-1mm粒级含量为10.0~15.0%。
4.如权利要求3所述的一种低品位含赤铁矿废石的预选方法，其特征在于：40~0mm含赤铁矿废石采用永磁干式强磁选机的抛尾产率为30~40%，电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机的抛尾产率为15~25%，电磁脉动高梯度粗粒湿式强磁选机获得的粗精矿的铁品位≥29%。
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