CN105772218A - 一种铁矿循环分级选矿方法及应用于该方法的干选机 - Google Patents

Abstract

一种铁矿循环分级选矿方法，先将粒径为0～50mm原矿输入高压辊磨机进行辊压，辊压指数达标后，步骤1辊压产品输送至干式磁选机进行干式分选，分选得到精矿、中矿、尾矿三种产品；步骤2将上述中矿返回高压辊磨机给料仓，和新的原矿形成混料继续辊压，重复上述步骤1，并形成闭路；步骤3由步骤1和步骤2所得的分选精矿与尾矿分别由受料皮带运送至精矿堆场与尾矿堆场，完成选矿。本发明分选的精矿品位高、尾矿品位低，且回收率高，并且大大节省了成本。

Description

一种铁矿循环分级选矿方法及应用于该方法的干选机

技术领域

本发明涉及选矿领域，具体涉及一种铁矿循环分级选矿方法及应用于该方法的干选机。

背景技术

目前国内外最新的磁铁矿破碎干选系统，是在原两段破碎闭路破碎或三段闭路破碎后，加一段高压辊磨超细碎。高压辊磨机与筛分分级或风力分级系统构成闭路破碎，高压辊磨机辊压的产品进入筛分分级或风力分级系统进行粒度分级，分为粗粒和细粒两种产品。粗粒级物料返回高压辊磨机再次破碎，细粒级产品进行一段或多段干式磁选机选别，选别得到精矿和尾矿两种产品。选别精矿作为下一段作业的原料，尾矿在固定地点进行堆存。高压辊磨破碎目的是降低破碎产品粒度，提高矿石解离度，从而提高矿石可选性，提高破碎产品干式磁选效果，提高破碎产品磁选精矿的品位，增加磁选尾矿的产率。破碎产品粒度越细，物料解离度越高，选别效果越好，但高压辊磨机一次性破碎出来的产品，粒级含量是一定的，要想得到的产品粒度越细，分级系统分级出的粗粒级含量越多，高压辊磨机的循环负荷（即分级得到的粗粒级返回高压辊磨的量与高压辊磨新给矿量之比）也增大，系统需要配置的处理能力和能耗都大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁矿循环分级选矿方法及应用于该方法的干选机，其分选的精矿品位高、尾矿品位低，且回收率高，并且大大节省了成本。

本发明的技术方案是：

一种铁矿循环分级选矿方法，包含如下步骤：

步骤1：将粒径为0～50mm原矿输入高压辊磨机进行辊压，辊压指数达标后，将辊压产品输送至干式磁选机进行干式分选，分选得到精矿、中矿、尾矿三种产品；

步骤2：将上述中矿返回高压辊磨机给料仓，和新的原矿形成混料继续辊压，重复上述步骤1，并形成闭路；

步骤3：由步骤1和步骤2所得的分选精矿与尾矿分别由受料皮带运送至精矿堆场与尾矿堆场，完成选矿。

上述干式磁选机分选是指利用铁矿石颗粒解离度不同，其矿石颗粒在磁力、重力、离心力的复合力场中所受合力的大小与方向不同，调整三种力场的强弱与方向，使不同解离度的矿石进入不同的物料通道，实现分离；

所述复合力场包括重力、磁力、离心力以及摩擦力，所述矿石颗粒所处的背景磁场强度在0～1.5T，所述干式磁选机的运转速率为0～20m/s。

一种实现上述铁矿循环分级选矿方法的多辊式干选机，包含壳体A2，设置于壳体A2内的一组磁辊筒，所述一组磁辊筒包括上下设置的初选磁辊筒A11和再选磁辊筒A10，所述初选磁辊筒A11的侧面设有内部布料器A3，所述内部布料器A3固连于所述壳体A2内部，所述内部布料器A3包含与初选磁辊筒A11匹配的弧形布料面；

所述初选磁辊筒A11轴的一端依次连接皮带轮传动系统A9、摆线减速机A8及电机；另一端依次连接滑动轴承座A7和调节磁场位置装置A6；所述初选磁辊筒A11轴的一端与再选磁辊筒A10轴的一端通过皮带轮传动系统A9连接，所述再选磁辊筒A10轴的另一端依次连接滑动轴承座A7和调节磁场位置装置A6；

所述初选磁辊筒A11上部设有延伸到壳体A2外部的布料口A1，所述再选磁辊筒A10的底部设有由调节中矿板磁场板A4和调节精矿板磁场板A5分隔的尾矿收集口A12、中矿收集口A13以及精矿收集口A14；所述初选磁辊筒A11的辊筒转动线速度为0～20m/s。

上述磁辊筒至少包含两组上述所述一组磁辊筒。

上述再选磁辊筒A10位于与初选磁辊筒A11相错偏右的位置。

一种实现上述铁矿循环分级选矿方法的皮带式干选机，包括机架B6，位于机架B6上左、右两侧的梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2，所述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2通过主皮带B1连接，所述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2之间的机架B6上设有梯度磁系B10，所述位于电动辊筒B2上侧的主皮带B1上设有给料装置B7，所述梯度磁辊筒B3外侧的主皮带B1上设有料物分布板B8；

位于机架B6下左、右两侧的辊筒B4和电动辊筒B2，所述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2通过运送物料皮带B5连接，所述辊筒B4与梯度磁辊筒B3位置相应，同时另一侧上、下两个电动辊筒B2位置相应，所述电动辊筒B2外侧的运送物料皮带B5上设有分布板B9；所述皮带式干选机的皮带的带速为0～15m/s。

上述位置相应是指正下方偏左位置。

上述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2及辊筒B4和电动辊筒B2均为一组以上。

上述物料分布板B8和分布板B9均倾斜于梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2转动方向设置。

本发明的有益效果是：

1、采用本方法分选的精矿品位高。

2、采用本方法分选的尾矿品位低，回收率高。

3、在与传统高压辊磨配备分级系统相比，本方法分选的精矿品位与回收率相同的情况下，本工艺系统，高压辊磨机循环负荷更低，系统能力利用率更高，成本低、效果好。

4、在不需要分级系统的条件下，控制精矿粒度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为发明多辊式干选机结构示意图；

图3为发明多辊式干选机A-A向结构示意图；

图4为发明皮带式干选机结构示意图；

附图标号说明：

A1—布料口，A2—壳体，A3—内部布料器，A4—调节中矿板磁场板，A5—调节精矿板磁场板，A6—调节磁场位置装置，A7—滑动轴承座，A8—摆线减速机，A9—皮带轮传动系统，A10—再选磁辊筒，A11—初选磁辊筒，A12—尾矿收集口，A13—中矿收集口，A14—精矿收集口；

B1—主皮带，B2—电动辊筒，B3—梯度磁辊筒，B4—辊筒，B5—运送物料皮带，B6—机架，B7—给料装置，B8—料物分布板，B9—分布板，B10—梯度磁系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，实施例不构成对本发明的限制：

参见图1，一种铁矿循环分级选矿方法，包含如下步骤：

步骤1：将粒径为0～50mm原矿输入高压辊磨机进行辊压，辊压指数达标后，将辊压产品输送至干式磁选机进行干式分选，分选得到精矿、中矿、尾矿三种产品；

步骤2：将上述中矿返回高压辊磨机给料仓，和新的原矿形成混料继续辊压，重复上述步骤1，并形成闭路；

步骤3：由步骤1和步骤2所得的分选精矿与尾矿分别由受料皮带运送至精矿堆场与尾矿堆场，完成选矿。

干式磁选机分选是指利用铁矿石颗粒解离度不同，其矿石颗粒在磁力、重力、离心力的复合力场中所受合力的大小与方向不同，调整三种力场的强弱与方向，使不同解离度的矿石进入不同的物料通道，实现分离；复合力场包括重力、磁力、离心力以及摩擦力，所述矿石颗粒所处的背景磁场强度在0～1.5T，所述干式磁选机的运转速率为0～20m/s。

相对解离度较高含铁量高的颗粒进入精矿；相对解离度较高含铁量极少的物料进入尾矿；相对解离度较差、含铁量未达标的脉石与铁矿连生体颗粒进入中矿；中矿返回高压辊磨机，与原矿合并进入高压辊磨机再次辊压，增加它的细度即解离度，就能增加它的可选性，辊压后的中矿与原矿的混合物料进入特殊力场的干选机进行选别，选别中矿再次返回高压辊磨机形成闭路辊压流程。利用磁选机磁性选别方式，优先取出解离度较好的颗粒，将解离度差的连生体颗粒返回高压辊磨再次解离，从而利用低成本、高效率的磁选替代高投入、高成本、效率低的分级系统，同时在大幅提高磁选精矿品位的同时，大幅降低高压辊磨机的循环负荷。从而减少投资、减少系统运行成本、增加抛尾、提高选别精矿品位，降低尾矿铁品位，减少金属流失。

与传统工艺相比优势：

1、分选效率高，联合工艺流程，与常规干选机相比精矿品位多提高15个百分点以上。

2、取代高压辊磨后分级系统，显著降低高压辊磨循环负荷，有效控制精矿粒度，提高系统作业率，大幅降低系统维护和运行成本。

3、降低运输成本、磨选成本、采矿成本、尾矿排放成本。与传统工艺流程相比，可使铁精粉制造成本大大降低。

4、大幅降低生产用水，提高尾矿库使用寿命，降低矿山边界品位，提高可采资源量。

本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：相对解离度较差中矿返回高压辊磨机，与原矿合并进入高压辊磨机再次辊压，增加它的细度即解离度，就能增加它的可选性，辊压后的中矿与原矿的混合物料进入特殊力场的干选机进行选别，选别中矿再次返回高压辊磨机形成闭路辊压流程。

1、由于精矿是相对解离度较高，含铁量高的颗粒，因此它的精矿铁品位远高于常规工艺流程。

2、由于尾矿是相对解离度较高，含铁量低的颗粒，因此它的尾矿铁品位远低于常规工艺流程，金属流失更少，铁元素回收率高。

3、只有中矿（即相对解离度较差，含铁量未达标的脉石与铁矿连生体颗粒）返回高压辊磨机再次辊压，高压辊磨机辊压的每一份功都是在增加铁矿的解离度，为后续选别做准备。而常规筛分分级或风力分级等分级系统，只能区分颗粒粒度的大小，根据粒度进行分离，大颗粒返回高压辊磨机再次辊压。但是大颗粒中也有解离度已经达到要求的颗粒，可以进入尾矿或精矿，不需要再次重复辊压，若这部分重复辊压就浪费了大量的能耗和钢耗。细粒级物料中也有解离度较差的连生体部分，这部分颗粒解离度较差，含铁量高于尾矿低于精矿。若进入精矿，精矿品位会恶化；若归入尾矿，尾矿指标恶化，金属流失严重。

参见图2及图3，一种实现上述铁矿循环分级选矿方法的多辊式干选机，包含壳体A2，设置于壳体A2内的一组磁辊筒，所述一组磁辊筒包括上下设置的初选磁辊筒A11和再选磁辊筒A10，所述初选磁辊筒A11的侧面设有内部布料器A3，所述内部布料器A3固连于所述壳体A2内部，所述内部布料器A3包含与初选磁辊筒A11匹配的弧形布料面；

初选磁辊筒A11轴的一端依次连接皮带轮传动系统A9、摆线减速机A8及电机；另一端依次连接滑动轴承座A7和调节磁场位置装置A6；所述初选磁辊筒A11轴的一端与再选磁辊筒A10轴的一端通过皮带轮传动系统A9连接，所述再选磁辊筒A10轴的另一端依次连接滑动轴承座A7和调节磁场位置装置A6；

初选磁辊筒A11上部设有延伸到壳体A2外部的布料口A1，所述再选磁辊筒A10的底部设有由调节中矿板磁场板A4和调节精矿板磁场板A5分隔的尾矿收集口A12、中矿收集口A13以及精矿收集口A14；初选磁辊筒A11的辊筒转速0～20m/s。

磁辊筒至少包含两组上述所述一组磁辊筒。

再选磁辊筒A10位于与初选磁辊筒A11相错偏右的位置。

工作时，由于经过单次筛选，有可能存在一些误差，因此再选磁辊筒A10能够进一步实现二次筛选，经过初次筛选的物料，磁性较弱的物料碰到再选磁辊筒A10后不会被吸附，因此会落下去到尾矿收集口A12区域，磁性较强的则继续吸附在再选磁辊筒A10上，进一步进行分选。

再选磁辊筒A10下方的右侧还包含调节精矿板磁场板A4，中矿板磁场板A4和调节精矿板磁场板A5将壳体A2下方分为三部分，分别为尾矿收集口A12区域、中矿收集口A13区域、精矿收集口A14区域。同样，物料在再选磁辊A10上的离心力和物料本身对再选磁辊A10的吸引力之间综合作用，能实现物料的进一步分离。

再选磁辊筒A10偏右布置更符合物料的运行轨迹，能有效将物料进行多次分离。

参见图4，一种实现上述铁矿循环分级选矿方法的皮带式干选机，包括机架B6，位于机架B6上左、右两侧的梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2，所述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2通过主皮带B1连接，所述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2之间的机架B6上设有梯度磁系B10，所述位于电动辊筒B2上侧的主皮带B1上设有给料装置B7，所述梯度磁辊筒B3外侧的主皮带B1上设有料物分布板B8；

位于机架B6下左、右两侧的辊筒B4和电动辊筒B2，所述梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2通过运送物料皮带B5连接，所述辊筒B4与梯度磁辊筒B3位置相应，同时另一侧上、下两个电动辊筒B2位置相应，所述电动辊筒B2外侧的运送物料皮带B5上设有分布板B9；皮带式干选机的皮带带速0～15m/s。

位置相应是指正下方偏左位置。

梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2及辊筒B4和电动辊筒B2均为一组以上。

梯度磁系B10是指多个永磁铁磁组或电磁铁，所述每两个永磁铁磁组或电磁铁之间设有在0～500㎜范围内能调节的间隙。

保证磁性物料被一组磁铁吸引向上运动离开物料层后，然后磁性物料运行到两组磁铁之间时能够下落。设备可调节间隙，从而控制磁性物料下落的高度，可以使物料完全下落到物料层表面，也可使物料下落至物料层之上悬空。这样的保证磁性物料在选别过程中有一个剧烈的翻滚过程，从而减少磁性物料的夹带和裹挟非磁性矿物，提高选别效果。

物料分布板B8和分布板B9均倾斜于梯度磁辊筒B3和电动辊筒B2转动方向设置。

工作时，物料从给料装置B7中流出，在主皮带B1上被运输由于左侧的梯度磁辊筒B3能提供一定的磁场吸引铁矿粘附在主皮带B1上，因此对于没有磁性的物质，会被甩出去，进一步掉下去，有磁性的物质会落到运送物料皮带B5上，实现初步的尾矿的分离，料物分布板B8能够帮助分离，需要注意的是，本处主要是物料运动的惯性和物料在磁场下的吸引力综合作用下，抛洒路径不同，会使得磁性不同的物料实现分离。

所述运送物料皮带B5右侧包含一个分布板B9,用于进一步的实现物质分离。

所述梯度磁系B10提供结构为多个电磁铁，电磁铁能够作为一种实现结构，通过电流强度以及电磁铁的数目实现磁场强度的控制。

所述运送物料皮带B5比主皮带B1偏左布置,本处的布置能够方便物料的持续运输和分离。

所述料物分布板B8布置在机架B6上，所述料物分布板B8能够将主皮带B1上落下来的物质分为两部分，一部分直接落下，一部分通过料物分布板B8被导向到运送物料皮带B5上。所述分布板B9布置在机架B6上，所述分布板B6能够将运送物料皮带B5上落下来的物质分为两部分，左侧的为中矿区，右侧为精矿区。

复合力场作用方式原理说明：

重力作用方向向下，磁力的作用方向偏离于重力的作用方向，离心力及摩擦力等的合力方向偏离或同于磁力及重力的方向。

同样质量的矿石颗粒所受的重力是相同的，离心力及摩擦力的合力受皮带式干选设备的皮带带速或滚筒式干选机滚筒转速的影响，矿石颗粒所受的磁力的大小与矿石所处的背景磁场强度及矿石颗粒本身磁性物质的含量有关。因此调节带式磁选机皮带的带速在0～15m/s或滚筒式磁选机的滚筒转动线速度在0～20m/s，即可调整物料颗粒所受的离心力及摩擦力等的合力的大小。调节物料颗粒所处的背景磁场强度在0～1.5T即可调节物料所受的磁力的大小。根据精矿品位及精矿粒度组成的要求不同，适当调节物料颗粒所受离心力及摩擦力的合力和磁力的大小可控制不同颗粒的运动方向。

因此选矿具体操作是：

在磁力、重力、离心力等的复合力场中解离度较高的磁性颗粒，含磁性物质所占的比例较大，在复合力场中所受的磁力较强，在磁力的作用下可以客服重力与离心力，进入精矿通道。

解离度较高的非磁性颗粒，含磁性物质非常少，在复合力场中所受的磁力弱，在重力与离心力的作用下，客服磁力进入尾矿通道。

解离度较差的颗粒，磁性物质与非磁性物质连生，在复合力场中受磁力、重力、离心力等的联合作用，使其物料的运动轨迹与解离度较高的磁性颗粒和非磁性颗粒的运动轨迹存在差异，从而通过分离板等装置可以将此三种颗粒区分开来，对矿物颗粒实现更加精细化的分选。

由于精矿为解离度较高的磁性颗粒，颗粒的解离度与颗粒的细度是紧密相关的，物料越细其解离度高的颗粒所占比率越高。因此保证精矿的品位即保证精矿的解离度，必然保证精矿的细度，从而达到了分级的效果，省去分级系统。

实际案例介绍：

某矿业集团采用此工艺，给料磁性铁品位7.6%，给料粒度0～30mm，经过此工艺进行高压辊磨辊压，辊压后的物料进入干选机进行干式预选，预选中矿返回高压辊磨机与新的原矿形成混和料继续辊压。最终精矿磁性铁品位38%，尾矿磁性铁品位0.8%，高压辊磨机循环负荷仅25%。精矿产率18.76%，精矿磁性铁回收率达到94.17%，精矿-3mm粒级占95%，-1mm粒级占80%，-200目粒级含量占19%。尾矿产率81.24%，尾矿+15mm占20%，+5mm占40%，+1mm占50%。

运用此工艺不需要增加分级设备，即可控制精矿的粒度、大幅提高精矿品位、显著降低高压辊磨机循环负荷（即高压辊磨机处理的矿石量大幅减少）。由于81.24%的尾矿在此工段抛除，大幅降低后续工段加工量，大幅降低后端作业成本，吨铁精粉的完全制造成本由原来的474元/吨，降低为237元/吨。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种铁矿循环分级选矿方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1：将粒径为0～50mm原矿输入高压辊磨机进行辊压，辊压指数达标后，将辊压产品输送至干式磁选机进行干式分选，分选得到精矿、中矿、尾矿三种产品；

步骤2：将上述中矿返回高压辊磨机给料仓，和新的原矿形成混料继续辊压，重复上述步骤1，并形成闭路；

步骤3：由步骤1和步骤2所得的分选精矿与尾矿分别由受料皮带运送至精矿堆场与尾矿堆场，完成选矿。

2.根据权利要求1所述铁矿循环分级选矿方法，其特征在于：所述干式磁选机分选是指利用矿石颗粒解离度不同，其矿石颗粒在磁力、重力、离心力等的复合力场中所受合力的大小与方向不同，调整三种力场的强弱与方向，使不同解离度的矿石进入不同的物料通道，实现分离；

所述复合力场包括重力、磁力、离心力以及摩擦力，所述矿石颗粒所处的背景磁场强度在0～1.5T，所述干式磁选机的运转速率为0～20m/s。

3.一种实现权利要求2所述铁矿循环分级选矿方法的多辊式干选机，其特征在于：

包含壳体（A2），设置于壳体（A2）内的一组磁辊筒，所述一组磁辊筒包括上下设置的初选磁辊筒（A11）和再选磁辊筒（A10），所述初选磁辊筒（A11）的侧面设有内部布料器（A3），所述内部布料器（A3）固连于所述壳体（A2）内部，所述内部布料器（A3）包含与初选磁辊筒（A11）匹配的弧形布料面；

所述初选磁辊筒（A11）轴的一端依次连接皮带轮传动系统（A9）、摆线减速机（A8）及电机；另一端依次连接滑动轴承座（A7）和调节磁场位置装置（A6）；所述初选磁辊筒（A11）轴的一端与再选磁辊筒（A10）轴的一端通过皮带轮传动系统（A9）连接，所述再选磁辊筒（A10）轴的另一端依次连接滑动轴承座（A7）和调节磁场位置装置（A6）；

所述初选磁辊筒（A11）上部设有延伸到壳体（A2）外部的布料口（A1），所述再选磁辊筒（A10）的底部设有由调节中矿板磁场板（A4）和调节精矿板磁场板（A5）分隔的尾矿收集口（A12）、中矿收集口（A13）以及精矿收集口（A14）；所述初选磁辊筒（A11）的辊筒转动线速度为0～20m/s。

4.根据权利要求3所述多辊式干选机，其特征在于：所述磁辊筒至少包含两组上述所述一组磁辊筒。

5.根据权利要求4所述多辊式干选机，其特征在于：所述再选磁辊筒（A10）位于与初选磁辊筒（A11）相错偏右的位置。

6.一种实现权利要求2所述铁矿循环分级选矿方法的皮带式干选机，其特征在于：

包括机架（B6），位于机架（B6）上左、右两侧的梯度磁辊筒（B3）和电动辊筒（B2），所述梯度磁辊筒（B3）和电动辊筒（B2）通过主皮带（B1）连接，所述梯度磁辊筒（B3）和电动辊筒（B2）之间的机架（B6）上设有梯度磁系(B10)，所述位于电动辊筒（B2）上侧的主皮带（B1）上设有给料装置（B7），所述梯度磁辊筒（B3）外侧的主皮带（B1）上设有料物分布板（B8）；

位于机架（B6）下左、右两侧的辊筒（B4）和电动辊筒（B2），所述梯度磁辊筒（B3）和电动辊筒（B2）通过运送物料皮带（B5）连接，所述辊筒（B4）与梯度磁辊筒（B3）位置相应，同时另一侧上、下两个电动辊筒（B2）位置相应，所述电动辊筒（B2）外侧的运送物料皮带（B5）上设有分布板（B9）；所述皮带式干选机的皮带的带速为0～15m/s。

7.根据权利要求6所述皮带式干选机，其特征在于：所述位置相应是指正下方偏左位置。

8.根据权利要求7所述皮带式干选机，其特征在于：所述梯度磁辊筒（B3）和电动辊筒（B2）及辊筒（B4）和电动辊筒（B2）均为一组以上。

9.根据权利要求8所述皮带式干选机，其特征在于：所述梯度磁系（B10）是指多个永磁铁磁组或电磁铁，所述每两个永磁铁磁组或电磁铁之间设有在0～500㎜范围内能调节的间隙。

10.根据权利要求9所述皮带式干选机，其特征在于：所述物料分布板（B8）和分布板（B9）均倾斜于梯度磁辊筒（B3）和电动辊筒（B2）转动方向设置。