CN107350157B - 一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法，将二次磁选粗精矿给入高频细筛作业，筛下部分经过筛下磁选，筛下磁选精矿给入磁选柱精选作业，获得磁选柱精矿；将高频细筛筛上部分、磁选柱精选作业的尾矿给入浓缩磁选机进行浓缩磁选，获得浓缩磁选精矿；浓缩磁选精矿经三段预先分级‑三段磨矿形成闭路，溢流给入三次磁选、四次磁选，获得四次磁选精矿。将一次磁选尾矿、二次磁选尾矿、浓缩磁选尾矿进行筛分分级处理，粗粒尾矿部分作为建材用黄沙代用品出售。本发明具有铁精矿品位高、磁性铁回收率高，运行稳定、生产上操作简便易行的优点，磁性铁回收率由仅约80％提高到94.0％以上。
Description
技术领域
本发明属于低品位磁铁矿石选矿技术领域，具体涉及一种低品位磁铁矿石阶段磨矿、阶段选别的选矿方法，特别适合于原矿TFe品位在30.0％～35.0％范围、mFe品位在22％～27.0％范围、磨矿粒度在-0.043mm含量占75％～85％才能单体解离的微细粒磁铁矿石阶段磨选作业。
背景技术
铁矿石属于钢铁行业的基础性原料，在国民经济水平不断提高的背景下，国内对于铁矿石的需求日益增加，高品位易选铁矿石则在渐渐减少，急需开发出针对低品位、微细粒铁矿石的高效节能、低成本选矿工艺。
我国铁矿石的特点之一是嵌布粒度细，需要细磨才能获得高品位精矿，但同时嵌布粒度不均匀。在粗磨之后，采用适当的选别方法，抛出部分尾矿和选出部分合格精矿，而将中矿再磨再选，即称为阶段磨矿、阶段选别工艺。
根据原矿特性，采用阶段磨矿、阶段选别工艺，是铁矿选矿厂节能的一项有效措施。在较粗的一段磨矿细度下采用高效选矿设备提前抛尾，大大减轻了进入二段磨矿的处理量。
磁铁矿石选矿是铁矿石选矿的主体，磁铁精矿产量约占中国铁精矿产量的四分之三。目前，我国磁铁矿石选矿也大多采用阶段磨矿、阶段选别工艺，通常在流程中引入细筛作业，以强化分级作业，保证铁精矿品位。但从其在生产实践中运行的情况来看，因为细筛筛上产品返回到二段磨矿，在流程中大循环累积，导致流程对原矿性质波动较为敏感，造成生产不稳定，恶化生产指标。例如，东北某大型磁铁矿选矿厂，随着不同露天采场出矿比例发生变化，此流程对矿石的适应性差，导致生产指标骤降，尾矿中的mFe(磁性铁，下同)品位高达6.82％，磁性铁回收率仅约80％。
《金属矿山》2009年第9期刊登的“马钢和尚桥铁矿石选矿试验研究”一文中，针对低品位磁铁矿矿石的特点，在试验研究的基础上，按阶段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再磨再选和高压辊磨、阶段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再磨再选,以及高压辊磨、3～0mm粗粒抛尾、阶段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再磨再选进行了选矿工艺流程的试验研究,分别取得了精矿品位64.87％～66.06％、回收率72.00％左右的较好指标。但该工艺仍然作细筛作为分级设备，无法克服在主流程中大循环累积，且采用单一的筒式磁选机选别，从而影响选别技术指标，其表现为铁精矿品位不高，铁的回收率较低；此外，该选矿工艺流程较为复杂，设备价格昂贵，投资成本高。
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，而提供一种铁精矿品位高、磁性铁回收率高，运行稳定、生产上操作简便易行的微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法。
为实现本发明的上述目的，本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法采用以下工艺、步骤：
本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法，将破碎后的TFe品位在30.0％～35.0％范围、mFe品位在22％～27.0％范围的磁铁矿原矿，经过一段磨矿、一次磁选—二段磨矿、二次磁选，排出一次磁选尾矿、二次磁选尾矿，获得二次磁选粗精矿，在一段磨矿、一次磁选之间设有一段分级作业，在一段磁选与二段磨矿之间设有二段分级作业，所述的一次磁选、二次磁选皆采用湿式永磁筒式磁选机，所述的一段分级作业、二段分级作业皆采用螺旋分级机。将获得的二次磁选粗精矿采用以下工艺进行进一步选别：
(1)将二次磁选粗精矿给入高频细筛作业，筛下部分经过筛下磁选排出尾矿；筛下磁选精矿给入磁选柱精选作业，获得磁选柱精矿；
(2)将高频细筛筛上部分、磁选柱精选作业的尾矿给入浓缩磁选机进行浓缩磁选，排出浓缩磁选尾矿，并获得浓缩磁选精矿；浓缩磁选的目的，一是抛除高频细筛筛上部分中已经单体解离的脉石矿物及低品位连生体，提高浓缩磁选精矿的铁品位，减少后续三段磨矿量，并保证其再磨浓度。
(3)浓缩磁选精矿经三段预先分级-三段磨矿形成闭路，三段预先分级采用水力旋流器，水力旋流器的溢流给入三次磁选、四次磁选，分别排出三次磁选尾矿、四次磁选尾矿，获得四次磁选精矿；
(4)将磁选柱精矿、四次磁选精矿合并为TFe品位>67.0％、mFe回收率>94％的最终总精矿；将一次磁选尾矿、二次磁选尾矿、浓缩磁选尾矿进行筛分分级处理，筛分分级控制的粒度为0.28～0.35mm，获得的粗粒尾矿部分作为建材用黄沙代用品出售，获得的细粒部分及筛下磁选尾矿、三次磁选尾矿、四次磁选尾矿合并为总尾矿。
在步骤(1)中采用的高频细筛的筛孔尺寸为0.11～0.135mm为宜；在步骤(3)中控制旋流器的溢流粒度-0.043mm 75％～85％范围。
步骤(2)中，所述的浓缩磁选机采用湿式永磁筒式磁选机，磁场强度为0.28～0.35T范围，浓缩磁选精矿浓度控制在60％～70％；在步骤(3)中，所述的三次磁选、四次磁选皆采用湿式永磁筒式磁选机，磁场强度分别为0.17～0.19T、0.15～0.17T。
相关选矿技术参数优选为：所述的高频细筛的筛孔尺寸为0.12～0.13mm范围；在步骤(3)中控制旋流器的溢流粒度-0.043mm 78％～83％范围为佳；步骤(2)中，所述的浓缩磁选机的磁场强度为0.29～0.32T范围；在步骤(3)中，所述的三次磁选、四次磁选的磁场强度分别为0.175～0.185T、0.155～0.165T。
相关选矿技术参数进一步优选为：在步骤(1)中采用的高频细筛的筛孔尺寸为0.125mm，所述的浓缩磁选机的磁场强度为0.3T；在步骤(3)中控制旋流器的溢流粒度-0.043mm 79％～81％范围，所述的三次磁选、四次磁选的磁场强度分别为0.18T、0.16T。
上述磨矿粒度、磁场强度、弱磁选作业次数等参数的具体值，皆可以根据矿石性质，通过实验室试验研究结果确定。
与现有技术相比，本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法具有如下优点：
①现有的磁铁矿选矿厂普遍采用的阶段磨选流程中的高频细筛仅作为分级设备，筛上部分全部返回进入磨矿作业。而本发明方法，高频细筛将不仅作为分级设备，同时作为分选设备，细筛筛上产品及磁选柱尾矿先通过浓缩磁选抛除已经单体解离的脉石矿物及贫连生体，浓缩磁选精矿再单独再磨、再选，避免了其在主流程中大循环累积，使尾矿mFe品位大为降低，提高了全流程mFe回收率，使生产指标大为改善。
②流程适应性大大增强，矿石性质在一定范围内的波动对生产指标影响不明显。
③运行稳定，生产上操作简便易行。
④铁精矿品位高，磁性铁回收率大幅度提高。与现有技术之细筛作为分级设备的阶段磨矿、阶段选别作业相比，磁性铁回收率由仅约80％提高到94.0％以上，取得了意想不到的技术效果。
附图说明
图1为本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法的原则工艺流程图。
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微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法做进一步详细说明。
细粒磁铁矿石原矿来自我国东北某磁铁矿选厂，所处理磁铁矿原矿化学多元素分析结果见表1、铁物相分析结果见表2。
表1原矿化学多元素分析结果(％)
| 元素名称 | TFe | FeO | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> |
| 含量 | 33.47 | 12.34 | 47.47 | 0.64 |
| 元素名称 | CaO | MgO | S | P |
| 含量 | 0.71 | 1.18 | 0.10 | 0.03 |
表2原矿铁物相分析结果(％)
| 铁相名称 | 铁相含铁量 | 占有率 |
| 磁铁矿之铁 | 24.31 | 73.66 |
| 赤褐铁矿之铁 | 4.51 | 13.65 |
| 碳酸矿之铁 | 1.75 | 5.30 |
| 硅酸铁之铁 | 1.86 | 5.62 |
| 硫化铁之铁 | 0.59 | 1.77 |
| 全铁 | 33.01 | 100.00 |
该磁铁矿石的原矿TFe品位33.47％、mFe品位24.31％，为微细粒磁铁矿石。研究发现，该磁铁矿石在被细磨至-0.043mm含量为80％左右时，磁铁矿物才能够单体解离。选矿厂原来的流程为阶段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再磨再选工艺，铁精矿中mFe(磁性铁)回收率仅仅79.0％，尾矿中mFe品位高达6.82％。
由图1所示的本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法的原则工艺流程图看出，本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法包括以下工艺、步骤：
(1)磁铁矿原矿经过一段磨矿－一段分级、一次磁选—二段预先分级－二段磨矿、二次磁选，排出一次磁选尾矿、二次磁选尾矿，获得二次磁选粗精矿。
(2)将二次磁选粗精矿给入高频细筛作业，筛下部分经过筛下磁选排出尾矿；筛下磁选精矿给入磁选柱精选作业，获得磁选柱精矿；高频细筛的筛孔尺寸为0.125mm。
(3)将高频细筛筛上部分、磁选柱精选作业的尾矿泵送至浓缩磁选机进行浓缩磁选，排出浓缩磁选尾矿，并获得浓缩磁选精矿；浓缩磁选机采用湿式永磁筒式磁选机，磁场强度0.3T，浓缩磁选精矿浓度控制在60％～70％。
(4)浓缩磁选精矿经三段预先分级-三段磨矿形成闭路，三段预先分级采用水力旋流器，水力旋流器的溢流给入三次磁选、四次磁选，分别排出三次磁选尾矿、四次磁选尾矿，获得四次磁选精矿；控制旋流器的溢流粒度为：-0.043mm含量为80％；三次磁选、四次磁选皆采用湿式永磁筒式磁选机，磁场强度分别为0.18T、0.16T。
(5)将磁选柱精矿、四次磁选精矿合并为最终总精矿，将一次磁选尾矿、二次磁选尾矿、浓缩磁选尾矿进行筛分分级处理，筛分分级控制的粒度为0.23mm，获得的粗粒尾矿部分作为建材用黄沙代用品出售，获得的细粒部分及筛下磁选尾矿、三次磁选尾矿、四次磁选尾矿合并为总尾矿；获得的总精矿TFe品位>67.0％，总尾矿mFe品位<2.0％。
本发明一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法在东北某选矿厂实施后，实施例中磁铁矿原矿经本发明提供的方法进行选别，在原矿TFe品位33.47％、mFe品位24.31％的条件下，获得的总精矿TFe品位>67.0％(mFe 66.0％)，尾矿mFe品位由6.82％降低至1.85％，mFe磁性铁回收率由79.0％提高到94.0％以上，取得了意想不到的技术效果。
表3是本发明实施前尾矿铁物相分析结果；表4是本发明实施后总尾矿铁物相分析结果。
表3本发明实施前尾矿铁物相分析结果(％)
| 铁相名称 | 铁相含铁量 | 占有率 |
| 磁铁矿之铁 | 6.82 | 34.29 |
| 赤褐铁矿之铁 | 8.87 | 44.60 |
| 碳酸铁之铁 | 2.51 | 12.62 |
| 硅酸铁之铁 | 1.43 | 7.19 |
| 硫化铁之铁 | 0.26 | 1.31 |
| 全铁 | 19.89 | 100.00 |
表4实施例中本发明实施后总尾矿铁物相分析结果
| 铁相名称 | 铁相含铁量(％) | 占有率(％) |
| 磁铁矿之铁 | 1.85 | 10.84 |
| 赤褐铁矿之铁 | 5.07 | 29.70 |
| 碳酸铁之铁 | 4.43 | 25.95 |
| 硅酸铁之铁 | 5.58 | 32.69 |
| 硫化铁之铁 | 0.14 | 0.82 |
| 全铁 | 17.07 | 100.00 |
由表3、表4对比结果看出，尾矿中损失的磁性铁由6.82％大幅度降低到1.85％，效果极为显著。
工业试验结果表明，采用本发明方法改进后，不仅改善了选矿技术指标，而且由于避免了细筛筛上产品及磁选柱尾矿在主流程中大循环累积，减少了三段磨矿量及后续选矿量，降低了磨矿、选矿能耗，使选矿生产成本也降低了5％以上。获得的粗粒尾矿部分作为建材用黄沙代用品，产率高达22％，不仅减少了尾矿排放量，提高了尾矿库的使用年限，而且可以直接作为产品销售。
Claims (3)
1.一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法，将破碎后的TFe品位在30.0％～35.0％范围、mFe品位在22％～27.0％范围、磨矿粒度在-0.043mm含量占75％～85％才能单体解离的磁铁矿原矿，经过一段磨矿、一次磁选—二段磨矿、二次磁选，排出一次磁选尾矿、二次磁选尾矿，获得二次磁选粗精矿，在一段磨矿、一次磁选之间设有一段分级作业，在一段磁选与二段磨矿之间设有二段分级作业，所述的一次磁选、二次磁选皆采用湿式永磁筒式磁选机，所述的一段分级作业、二段分级作业皆采用螺旋分级机；其特征在于还采用以下工艺：
(1)将二次磁选粗精矿给入高频细筛作业，筛下部分经过筛下磁选排出尾矿；筛下磁选精矿给入磁选柱精选作业，获得磁选柱精矿；
所述的高频细筛的筛孔尺寸为0.11～0.135mm；
(2)将高频细筛筛上部分、磁选柱精选作业的尾矿给入浓缩磁选机进行浓缩磁选，排出浓缩磁选尾矿，并获得浓缩磁选精矿；
所述的浓缩磁选机采用湿式永磁筒式磁选机，磁场强度为0.28～0.35T范围，浓缩磁选精矿浓度控制在60％～70％；
(3)浓缩磁选精矿经三段预先分级-三段磨矿形成闭路，三段预先分级采用水力旋流器，控制旋流器的溢流粒度-0.043mm75％～85％范围；水力旋流器的溢流给入三次磁选、四次磁选，分别排出三次磁选尾矿、四次磁选尾矿，获得四次磁选精矿；
所述的三次磁选、四次磁选皆采用湿式永磁筒式磁选机，磁场强度分别为0.17～0.19T、0.15～0.17T；
(4)将磁选柱精矿、四次磁选精矿合并为TFe品位>67.0％、mFe回收率>94％的最终总精矿；将一次磁选尾矿、二次磁选尾矿、浓缩磁选尾矿进行筛分分级处理，筛分分级控制的粒度为0.28～0.35mm，获得的粗粒尾矿部分作为建材用黄沙代用品出售，获得的细粒部分及筛下磁选尾矿、三次磁选尾矿、四次磁选尾矿合并为总尾矿。
2.如权利要求1所述的一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法，其特征在于：所述的高频细筛的筛孔尺寸为0.12～0.13mm范围；在步骤(3)中控制旋流器的溢流粒度-0.043mm78％～83％范围；步骤(2)中，所述的浓缩磁选机的磁场强度为0.29～0.32T范围；在步骤(3)中，所述的三次磁选、四次磁选的磁场强度分别为0.175～0.185T、0.155～0.165T。
3.如权利要求2所述的一种微细粒低品位磁铁矿的阶段磨矿、阶段选别新方法，其特征在于：在步骤(1)中采用的高频细筛的筛孔尺寸为0.125mm，所述的浓缩磁选机的磁场强度为0.3T；在步骤(3)中控制旋流器的溢流粒度-0.043mm79％～81％范围，所述的三次磁选、四次磁选的磁场强度分别为0.18T、0.16T。
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