CN106964480B - 一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺 - Google Patents
一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨‑分级组合新工艺,将粒度为－0.075mm52～60％、矿浆重量浓度为40～45％的新给料给入一级旋流器组进行分级，一级旋流器组的沉砂给入塔磨机，经过塔磨机细磨后的物料矿浆返回到一级旋流器组，将一级旋流器组的溢流给入到永磁筒式磁选机进行磁选，抛出合格尾矿；永磁筒式磁选机获得的磁选粗精矿给入二级旋流器组进行进一步分级，二级旋流器组的沉砂再次返回到塔磨机中进行细磨，二级旋流器组的溢流给入下道工序进行进一步选别。本发明采用闭路磨矿过程不断循环，使微细粒磁铁矿基本能单体解离，具有磨矿能耗低、磨矿产品粒度细且均匀、精矿品位高、磨矿工艺投资省和生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种微细粒磁铁矿石的磨矿、分级工艺，特别适用于采用塔磨机作为细磨设备的细磨、分级、磁选作业，用以代替常规球磨的二、三段闭路磨矿。
背景技术
我国铁矿资源较为丰富，截至2015年底铁矿石查明资源储量约900亿吨，其中大部分是需要选矿的贫铁矿，约占铁矿总储量的98％；而微细粒复杂难选贫铁矿约占铁矿总储量30％。在铁矿石选矿技术领域，铁矿物的嵌布粒度在0.045～0.025mm属于微细粒嵌布。目前，我国铁矿石选矿用于细磨设备主要是常规球磨机，普遍采用两段、三段甚至四段磨矿工艺。采用常规球磨机磨矿时，存在以下问题：
(1)常规球磨工艺适合于磨矿粒度为－0.075mm55～85％的磨矿，不适合微细粒矿石的细磨，当磨矿粒度更细时，磨矿能耗较高。当磨矿粒度为－0.045mm85％时，磨矿能耗占选矿厂总能耗的60～70％；当磨矿粒度为－0.038mm85％时，将达到选矿厂总能耗的80％以上。正如《矿山机械》2012年第11期发表的“微细粒铁矿选矿关键装备技术和展望”一文中指出：当矿物细磨粒度P80<38μm(400目)时，细磨能耗急增，成为制约微细粒铁矿高效开发利用的关键。
(2)磨矿粒度分布不均匀，矿物易产生过粉碎或不能完全单体解离，不能有效提高精矿品位。
(3)球磨机重量重，占地面积大，起重设备负荷大，设备和基建投资大。
(4)球磨机衬板和钢球消耗大，衬板不易更换，大型球磨机更换衬板需要借助机械手，设备维修复杂。
塔磨机是在20世纪50年代发明的一种高效磨矿设备，自发明以来，被广泛应用于金属和非金属矿物的细磨，节能效果显著。最近十年塔磨机逐渐在铁矿细磨中开始应用，国外应用较早，我国起步较晚，据报道，近十年我国先后有湖南、河北某铁矿采用国产小型塔磨机细磨粗精矿，用于铁精矿提质降杂；四川某铁矿采用大型进口塔磨机细磨铁精矿，满足铁精矿长距离管道输送对粒度的要求。但目前，微细粒磁铁矿石选矿中采用塔磨机的工艺配制基本上都是预先分级-塔磨-磁选的简单组合，预先分级溢流中仍然含有较多的连生体，从而影响后续的选别精度。
发明内容
本发明的目的就是针对现有常规球磨机在研磨微细粒铁矿石时存在的能耗高、铁矿物解离度低、铁精矿品位低、投资大及成本高等问题，而提供一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺。
为实现本发明的上述目的，本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺通过以下技术方案来实现。
本发明采用一段塔磨机与两级旋流器组成的闭路磨矿代替常规球磨的二、三段闭路磨矿。本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺采用的具体的技术方案为：
将粒度为－0.075mm52～60％、矿浆重量浓度为40～45％的新给料给入一级旋流器组进行分级，一级旋流器组的沉砂给入塔磨机，经过塔磨机细磨后的物料矿浆返回到一级旋流器组；将一级旋流器组的溢流给入到永磁筒式磁选机进行磁选，抛出合格尾矿；永磁筒式磁选机获得的磁选粗精矿给入二级旋流器组进行进一步分级，二级旋流器组的沉砂再次返回到塔磨机中进行细磨，二级旋流器组的溢流给入下道工序进行进一步选别。在这里，新给料和塔磨机排料一起进入原矿浆池，矿浆重量浓度调节至40～45％。
矿浆进入一级旋流器组的压力为1.0～1.2MPa，采用变频调速渣浆泵输送，矿浆量和压力由渣浆泵的转速调节，调节一级旋流器组的沉砂重量浓度为70～75％、溢流细度为－0.045mm80～85％。
为适应微细粒磁铁矿石的选别，采用的永磁筒式磁选机的筒体表面磁场强度的平均值在170-190mT范围为宜，永磁筒式磁选机强化区的筒体表面磁场强度范围在195-210mT范围为佳，给入永磁筒式磁选机的矿浆重量浓度控制在30～35％范围。
将永磁筒式磁选机获得的磁选粗精矿矿给入磁选粗精矿矿浆池用水调浆至重量浓度为30～35％的矿浆，然后用变频调速渣浆泵送至二级水力旋流器组进行分级，矿浆进入二级旋流器组的压力为1.0～1.2MPa，二级旋流器组的沉砂浓度为65～70％，溢流粒度为－0.038mm90～95％。
采用变频调速渣浆泵，将给入塔磨机的矿浆压力调整为0.8～1.0MPa，塔磨机的磨矿重量浓度控制在为65～70％范围，浓度大小由一、二级水力旋流器的沉砂浓度和补加水控制。
与现有技术相比，本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺具有如下优点：
(1)本发明节约磨矿能耗显著。一段塔磨工艺代替一段常规球磨工艺可节约磨矿能耗的15％，代替两段球磨工艺可节约30％，代替三段球磨工艺可节约45％以上。
(2)本发明磨矿粒度细且均匀。在给料粒度为－0.075mm55～60％时，一段塔磨与旋流器组成的闭路磨矿工艺，产品粒度可达0.045～0.010mm含量占90％以上，使有用矿物磁铁矿基本能单体解离，达到提高铁精矿品位的目的。
(3)本发明便于磨矿工艺升级。一段塔磨机与一段旋流器闭路，可有效分级出粒度0.045～0.038mm的产品；与两段旋流器闭路，可分级出粒度0.038～0.025mm的产品；与三段段旋流器闭路，可分级出粒度0.025～0.010mm的产品。所以，塔磨机与旋流器不同的闭路形式，可以得到不同解离度的磨矿产品，从而可生产不同品位的铁精矿以适应市场需求。
(4)本发明磨矿工艺投资省。由于塔磨机有重量轻、震动小、噪音低和体积小等优点，所以塔磨机和与之配套的辅助设备以及厂房和基础设施投资小。一段塔磨工艺代替一段常规球磨工艺可节约磨矿投资的10％，代替两段可节约25％，代替三段可节约40％以上。
(5)本发明磨矿工艺成本低。除了(1)所述本发明能显著节约磨矿能耗外，还有塔磨机有独特的栅格内衬保护使设备主体免于维护、磨矿介质钢球消耗低以及与之配套的辅助设备维修简单等优点。一段塔磨工艺代替一段常规球磨工艺可节约磨矿成本的15％，代替两段可节约25％，代替三段可节约35％以上。
附图说明
图1为本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺的原则工艺流程图；
图2为本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺的设备联系图。
附图标记为：1-原矿浆池，2-一级旋流器给矿渣浆泵，3-塔磨机，4-一级旋流器组，5-塔磨机给矿泵池，6-塔磨机给矿渣浆泵，7-永磁筒式磁选机，8-磁选粗精矿矿浆池，9-二级旋流器给矿渣浆泵，10-二级旋流器组。
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微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺做进一步详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。
实施例中所用铁矿石为我国西部某铁矿石，主要铁矿物为磁铁矿，磁铁矿含量约为27.38％，其次为褐铁矿、赤铁矿，含量分别为5.45％、1.24％。主要脉石矿物为石英、黑云母，两者含量约占铁矿石总量的50％，其它脉石含量较少。该矿石构造较为复杂，主要为块状构造和层状构造，其次为脉状构造、浸染状构造和角砾状构造。矿石结构主要为条带结构、粒状结构、脉状结构等。经对原矿－0.075mm和－0.045mm不同磨矿细度产品进行解离度分析，结果表明磁铁矿解离效果较差，当磨矿细度为－0.075mm50％时单体解离度为48.18％，继续磨至－0.075mm85％时单体解离度也只有70.93％。这主要是磁铁矿嵌布粒度细小所致，因此若想取得较好铁矿物单体解离，必须进一步进行细磨。在磨至－0.045mm90％时单体解离度可达85.56％，在磨至－0.038mm90％时单体解离度可达95.81％。
该铁矿石选矿厂设计规模为300万吨/年原矿，共有三个磨矿系列。采用的塔磨机3为ETM－1500塔磨机，一级旋流器组4采用FX250旋流器组成的旋流器组，永磁筒式磁选机7采用CTB1230永磁筒式磁选机，二级旋流器组10采用FX150旋流器组成的旋流器组。
由图1所示的本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺的原则工艺流程图并结合图2看出，本发明一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺包括以下步骤：
(1)进入塔磨机闭路磨矿系统的新给料粒度为-0.075mm55％、矿浆重量浓度为40％，新给料和塔磨机3细磨后的物料一起进入原矿浆池1，调节合并后的矿浆浓度为45％。
(2)原矿浆池1内的矿浆，采用一级旋流器给矿渣浆泵2输送至一级旋流器组4进行分级，一级旋流器组4的沉砂进入塔磨机给矿泵池5，一级旋流器4的溢流给入到永磁筒式磁选机7进行磁选，抛出合格尾矿。矿浆进入一级旋流器组4的压力为1.2MPa，一级旋流器给矿渣浆泵2采用变频调速渣浆泵，矿浆量和压力由一级旋流器给矿渣浆泵2的转速调节，控制旋流器沉砂浓度为75％，溢流细度为－0.045mm85％。
(3)进入永磁筒式磁选机7的矿浆经过磁选得磁选粗精矿和合格尾矿，磁选后的合格尾矿进入选矿厂的总尾矿池，磁选粗精矿进入磁选粗精矿矿浆池8。永磁筒式磁选机7的筒体表面磁场强度平均值为180mT，强化区为200mT。磁选机选别浓度为30％，磁选粗精矿浓度为40％。
(4)进入磁选粗精矿矿浆池8的矿浆用水调浆至浓度为35％的矿浆，然后用二级旋流器给矿渣浆泵9送至二级旋流器组10进行分级。旋流器沉砂进入塔磨机给矿泵池5，旋流器溢流进入下道磁选工序。矿浆进入二级旋流器组10的压力为1.2MPa，二级旋流器给矿渣浆泵9采用变频调速渣浆泵，矿浆量和压力由二级旋流器给矿渣浆泵9的转速调节。旋流器沉砂浓度为65％，溢流细度为－0.038mm90％。
(5)进入塔磨机给矿泵池5的矿浆用塔磨机给矿渣浆泵6给入塔磨机3，塔磨机3的排矿进入原矿浆池1。塔磨机给矿渣浆泵6采用变频调速渣浆泵，矿浆进入塔磨机3的压力为1.0MPa，矿浆量和压力由塔磨机给矿渣浆泵6的转速调节。塔磨机3的磨矿浓度为70％，浓度大小由一、二级水力旋流器沉砂浓度和补加水控制。
Claims (1)
1.一种适于微细粒磁铁矿石选别的细磨-分级组合新工艺,将经过一段磨矿、粒度为－0.075mm52～60％、矿浆重量浓度为40～45％的新给料给入一级旋流器组(4)进行分级，一级旋流器组(4)的沉砂给入塔磨机(3)，经过塔磨机(3)细磨后的物料矿浆返回到一级旋流器组(4)，其特征在于：采用变频调速渣浆泵，将一级旋流器组(4)的沉砂给入塔磨机的矿浆压力调整为0.8～1.0MPa，塔磨机的磨矿重量浓度控制在为65～70％范围，将一级旋流器组(4)的溢流给入到永磁筒式磁选机(7)进行磁选，抛出合格尾矿；永磁筒式磁选机(7)获得的磁选粗精矿给入磁选粗精矿矿浆池(8)用水调浆至重量浓度为30～35％的矿浆，然后用变频调速渣浆泵送至二级水力旋流器组(10)进行进一步分级，二级旋流器组(10)的沉砂再次返回到塔磨机(3)中进行细磨，二级旋流器组(10)的溢流给入下道工序进行进一步选别；所述的一级旋流器组(4)每台旋流器的直径为250mm，所述的二级旋流器组(10)每台旋流器的直径为150mm；所述的永磁筒式磁选机(7)的筒体表面磁场强度的平均值为170-190mT，永磁筒式磁选机(7)强化区的筒体表面磁场强度为195-210mT，给入永磁筒式磁选机(7)的矿浆重量浓度为30～35％；
矿浆进入一级旋流器组(4)的压力为1.0～1.2MPa，采用变频调速渣浆泵输送，矿浆量和压力由渣浆泵的转速调节，调节一级旋流器组(4)的沉砂重量浓度为70～75％、溢流细度为－0.045mm80～85％；矿浆进入二级旋流器组(10)的压力为1.0～1.2MPa，二级旋流器组(10)的沉砂浓度为65～70％，溢流粒度为－0.038mm90～95％。
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