CN108014913B - 伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及选矿技术领域，尤其是涉及一种伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法及系统。本发明提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法包括将原矿细碎后粉矿干选、高压辊磨机超细碎后中矿干选、V型选粉机和动态选粉机干选等多级干法选别，将铁精矿和尾矿分离出来，减少了下一段湿式磨选处理量，降低了磨选能耗，节约水资源，减少了湿排尾矿量，有效降低了选矿成本。

Description

伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法及系统

技术领域

本发明涉及选矿技术领域，尤其是涉及一种伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法及系统。

背景技术

中国的铁矿床储量丰富，但品位太低，绝大多数铁矿都是贫铁矿，有些品位极低，属于超贫磁铁矿，一般品位TFe10％-20％，MFe<5％。我国超贫磁铁矿多达数百亿吨资源量，其中河北和辽宁两省都拥有100亿吨以上超贫磁铁矿资源。研究开发超贫磁铁矿可以缓解国内矿石供应不足、铁矿石严重依赖进口的矛盾。

超贫磁铁矿选矿方法多采用磁滑轮干选抛尾和破碎干选，然后直接进入湿式磨选流程。一般破碎后的粒级到10mm左右，矿石颗粒过大，矿岩不能彻底分离，干选时磁强小则抛尾率低，磁场强度小则金属量损失大，选矿生产成本高。由于超贫磁铁矿铁矿物嵌布粒度细，经过常规破碎后产品粒度太粗，干式抛尾率很低(破碎粒度-12mm的干选抛尾率还不到5％)，磨前干选效果差。超贫磁铁矿的常规磨选工艺是采用三段或两段闭路破碎和球磨机磨矿湿式磁选工艺。在矿石加工处理的各阶段，破碎阶段能耗少、投资小而磨矿阶段能耗大、投资大。常规工艺是经过粗、中、细三段破碎后，原矿粒度达到0-15mm时就进入磨矿环节，造成磨机负荷大、耗能高，选矿成本高。

常规破碎干选后直接进入湿式磁选工艺每处理1吨矿石超贫磁铁矿平均需用水4-5吨，选矿耗水量大，缺水地区很难实现。

常规湿式磁选工艺每选出1吨矿石需排出十几吨甚至二十几吨湿尾矿砂，必须要建设尾矿库来堆存湿尾矿砂，尾矿库湿堆尾矿建设投资高；尾矿库运行安全风险大，运营维护费用高，管理不当有可能引发尾矿库溃坝等重大安全事故；尾矿库占地多，破坏地面植被甚至农田，对环境影响大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法，以解决现有技术中存在的超贫磁铁矿选矿方法选矿能耗大、成本高的技术问题。

本发明提供的一种伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法，包括：

将原矿依次进行粗碎、中碎以及细碎，并对细碎后的粉矿进行筛分，得到筛下干粉矿和筛上产品；

将筛下干粉矿进行磁选，选别出第一干铁精矿、第一干中矿以及第一干尾矿，将筛上产品重新返回细碎步骤；

采用高压辊磨机对第一干中矿进行超细碎，得到第一干粉矿，将第一干铁精矿进行常规湿式磨选流程；

将第一干粉矿进行磁选，选别出第二铁精矿、第二干中矿以及第二干尾矿；

采用V型选粉机对第一干尾矿以及第二干尾矿进行第一级颗粒分级，得到粗粒级干尾矿和细粒级干尾矿，将第二干中矿重新返回超细碎步骤，将第二干铁精矿进行常规湿式磨选流程；

采用动态选粉机对细粒级干尾矿进行第二级颗粒分级，得到较粗粒级干尾矿和更细粒级干尾矿，将粗粒级干尾矿排弃；

采用旋风筒对更细粒级干尾矿进行第三级颗粒分级，得到悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿，将较粗粒级干尾矿排弃；

将悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿进行选别磷精矿。

其中，粗粒级干尾矿的粒径大于2mm，细粒级干尾矿的粒径为0mm-2mm，较粗粒级干尾矿的粒径大于0.5mm，更细粒级干尾矿的粒径为0mm-0.5mm。

作为一个优选方式，筛下干粉矿的粒径为0mm-15mm；第一干粉矿的粒径为0mm-5mm。

作为一个优选方式，将悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿进行选别磷精矿过程中，浮选作业温度为15℃，捕收剂为AW-01，固定矿浆pH值为9.5，捕收剂用量为1000g/t，抑制剂水玻璃用量为800g/t。

本发明还提供一种用于伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法的系统，其特征在于，包括依次连接的粗碎破碎机、中碎破碎机、细碎破碎机、振动筛、粉矿干选机、高压辊磨机、振动给料机、中矿干选机、V型选粉机、动态选粉机、旋风筒以及布袋除尘器。

采用本发明提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法能够得到以下有益效果：

第一，高压辊磨机超细碎后磨前抛尾，降低磨矿成本

高压辊磨机设备破碎效率高、单机产量大、粉矿含量多、产品粒度小、单位能耗低。高压辊磨机干式分级抛废已经成为选矿厂降低生产成本的关键，这是常规流程所不具有的优势。采用高压辊磨机作为超细碎，实现多碎少磨，同时在高压辊磨机之后再加干选作业，在抛掉大部分合格废石后，进入磨矿、分选环节的矿石量大大减少，超贫矿在细碎到3mm以后，抛尾率可到达75％。入磨矿石量是传统流程的20％，对无价废石的处理费用大幅度降低。

第二，经过高压辊磨机处理的矿石更易于磨矿，节约后期磨矿能耗

磨前将影响磨矿效率和筛分效率的含泥矿物大量抛除、也同时将石英、长石等脉石矿物大量抛除，使磨矿效率和分级效率提高，同样的分选工艺得到的最终精矿品位有所提高，对钢球衬板消耗更少。高压辊磨机能让磨矿产能提高20％左右，同时也节省了磨矿系统电耗。

经过高压辊磨机机作业产生的矿石颗粒越小、粉矿含量越多，下一步的磨矿功耗越省，磨矿效率也越高，处理能力也越大，钢球、衬板等辅助材料的消耗都有所减少。根据试验及相关实践数据，把入磨前矿石粒度从15mm缩小到3mm而最终产品粒度不变，磨机效率可数倍提高，从而使设备总量减少，车间体量、占地面积、生产和维修等费用都相应减小，选矿成本降低，实现节能降耗、增产增效的目的。

第三，节约水资源

本实施例最大的优势就在水耗上，对于水资源较为缺乏的地区，利用本工艺可以通过干选抛掉85％～90％以上的尾矿，而这部分尾矿是不用水选的，可比常规流程方案年节约90％的新水耗量。

第四，变湿排尾矿库为干排尾矿库

由于湿选尾矿量占总尾矿比例不到20％，对其脱水后与干选尾矿一起进入尾矿干堆场，不需建设湿排尾矿库，尾矿堆存费用低，同时避开了大型湿式尾矿库所带来的投资大、建设期长、安全风险大、不利环保等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿系统的结构示意图。

图中：1-粗碎给料仓；2-粗碎破碎机；3-粗碎排料仓；4-中碎缓冲仓；5-中碎破碎机；6-细碎缓冲仓；7-细碎破碎机；8-筛分缓冲仓；9-振动筛；10-粉矿干选机；11-磨矿仓；12-稳流恒重仓；13-高压辊磨机；14-缓冲仓；15-振动给料机；16-中矿干选机；17-V型选粉机；18-动态选粉机；19-旋风筒；20-布袋除尘器；21-系统风机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法的工艺流程图；图2为本发明实施例提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿系统的结构示意图。

如图1所示，本发明提供的一种伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法，包括：

S1将原矿依次进行粗碎、中碎以及细碎，并对细碎后的粉矿进行筛分，得到筛下干粉矿和筛上产品；

S2将筛下干粉矿进行磁选，选别出第一干铁精矿、第一干中矿以及第一干尾矿，将筛上产品重新返回细碎步骤；

S3采用高压辊磨机对第一干中矿进行超细碎，得到第一干粉矿，将第一干铁精矿进行常规湿式磨选流程；

S4将第一干粉矿进行磁选，选别出第二铁精矿、第二干中矿以及第二干尾矿；

S5采用V型选粉机对第一干尾矿以及第二干尾矿进行第一级颗粒分级，得到粗粒级干尾矿和细粒级干尾矿，将第二干中矿重新返回超细碎步骤，将第二干铁精矿进行常规湿式磨选流程；

S6采用动态选粉机对细粒级干尾矿进行第二级颗粒分级，得到较粗粒级干尾矿和更细粒级干尾矿，将粗粒级干尾矿排弃；

S7采用旋风筒对更细粒级干尾矿进行第三级颗粒分级，得到悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿，将较粗粒级干尾矿排弃；

S8将悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿进行选别磷精矿。

其中，粗粒级干尾矿的粒径大于2mm，细粒级干尾矿的粒径为0mm-2mm，较粗粒级干尾矿的粒径大于0.5mm，更细粒级干尾矿的粒径为0mm-0.5mm。对第一干尾矿以及第二干尾矿进行多级颗粒分级，一方面能够提高整体干选效率，另一方面能够进一步剔除无用矿石，提高后续选别效率。

本实施例中，通过高压辊磨机对第一干中矿进行闭路超细碎，也就是对细碎后的粉矿中的干中矿进行进一步磨碎。高压辊磨机是利用层压粉碎的工作原理，层压粉碎是一种高效的压应力破碎，这较球磨机利用压应力和剪应力的磨矿破碎而言，破碎效率高而能耗低。高压辊磨机破碎过程中生成大量微细颗粒，破碎产品细粒级含量高，物料多沿解理面破碎，大部分己初步解离。

高压辊磨机设备破碎效率高、单机产量大、粉矿含量多、产品粒度小、单位能耗低。高压辊磨机干式分级抛废已经成为选矿厂降低生产成本的关键，这是常规流程所不具有的优势。采用高压辊磨机作为超细碎，实现多碎少磨，同时在高压辊磨机之后再加干选作业，在抛掉大部分合格废石后，进入磨矿、分选环节的矿石量大大减少，超贫矿在细碎到3mm以后，抛尾率可到达75％。入磨矿石量是传统流程的20％，对无价废石的处理费用大幅度降低。

磨前将影响磨矿效率和筛分效率的含泥矿物大量抛除、也同时将石英、长石等脉石矿物大量抛除，使磨矿效率和分级效率提高，同样的分选工艺得到的最终精矿品位有所提高，对钢球衬板消耗更少。高压辊磨机能让磨矿产能提高20％左右，同时也节省了磨矿系统电耗。

经过高压辊磨机机作业产生的矿石颗粒越小、粉矿含量越多，下一步的磨矿功耗越省，磨矿效率也越高，处理能力也越大，钢球、衬板等辅助材料的消耗都有所减少。根据试验及相关实践数据，把入磨前矿石粒度从15mm缩小到3mm而最终产品粒度不变，磨机效率可数倍提高，从而使设备总量减少，车间体量、占地面积、生产和维修等费用都相应减小，选矿成本降低，实现节能降耗、增产增效的目的。

本实施例最大的优势就在水耗上，对于水资源较为缺乏的地区，利用本工艺可以通过干选抛掉85％～90％以上的尾矿，而这部分尾矿是不用水选的，可比常规流程方案年节约90％的新水耗量。

本实施例提供的方法变湿排尾矿库为干排尾矿库。由于湿选尾矿量占总尾矿比例不到20％，对其脱水后与干选尾矿一起进入尾矿干堆场，不需建设湿排尾矿库，尾矿堆存费用低，同时避开了大型湿式尾矿库所带来的投资大、建设期长、安全风险大、不利环保等问题。

本实施例提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法包括将原矿细碎后粉矿干选、高压辊磨机超细碎后中矿干选、V型选粉机和动态选粉机干选等多级干法选别，将铁精矿和尾矿分离出来，减少了下一段湿式磨选处理量，降低了磨选能耗，节约水资源，减少了湿排尾矿量，有效降低了选矿成本。

作为一个优选方式，筛下干粉矿的粒径为0mm-15mm；有利于提高下一步磁选效率。第一干粉矿的粒径为0mm-5mm。本实施例中，有利于提高下一步磁选效率。

作为一个优选方式，将悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿进行选别磷精矿过程中，浮选作业温度为15℃，捕收剂为AW-01，固定矿浆pH值为9.5，捕收剂用量为1000g/t，抑制剂水玻璃用量为800g/t。

本实施例中，采用作业温度15℃进行磷精矿选别，则能够大大降低浮选车间热负荷消耗，减小配备的供热锅炉体量、降低供热系统的投资，减少耗能，降低成本。

如图2所示，本发明还提供一种用于伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法的系统，其特征在于，包括依次连接的粗碎破碎机、中碎破碎机、细碎破碎机、振动筛、粉矿干选机、高压辊磨机、振动给料机、中矿干选机、V型选粉机、动态选粉机、旋风筒以及布袋除尘器。当然还以设置多个缓冲仓，设置系统风机为矿料由V型选粉机到动态选粉机再到旋风筒提供动力。

即，该系统包括依次连接的粗碎给料仓1、粗碎破碎机2、粗碎排料仓3、中碎缓冲仓4、中碎破碎机5、细碎缓冲仓6、细碎破碎机7、筛分缓冲仓8、振动筛9、粉矿干选机10、磨矿仓11、稳流恒重仓12、高压辊磨机13、缓冲仓14、振动给料机15、中矿干选机16、V型选粉机17、动态选粉机18、旋风筒19、布袋除尘器20、系统风机21。

如图1和图2所示，该系统的工作过程为：

S1：采场采出的原矿由汽车粗碎车间，用运料车卸入粗碎给料仓1，然后矿料进入粗碎破碎机2进行粗碎，矿料粗碎之后经过粗碎排料仓3进入中碎缓冲仓4，然后进入中碎破碎机5进行中碎，矿料中碎后进入细碎缓冲仓6，然后进入细碎破碎机7进行细碎，细碎后的粉矿进入筛分缓冲仓8，然后通过振动筛9进行筛分，最后得到筛下干粉矿(粒径为0mm-15mm)以及筛上产品。

其中，粗碎破碎机2可以采用旋回破碎机或颚式破碎机，中碎破碎机5可采用圆锥破碎机，细碎破碎机7可采用短头圆锥破碎机。

S2：将筛上产品再次送至细碎缓冲仓6进行细碎步骤。将筛下干粉矿通过粉矿干选机10进行磁选，利用干粉矿的磁性强弱特点通过粉矿干选机10选别出第一干铁精矿、第一干中矿以及第一干尾矿。对第一干铁精矿进行常规湿选以获得铁。

S3：第一干中矿依次经皮带机、磨矿仓11、稳流恒重仓12运至高压辊磨机13进行超细碎，最后得到第一干粉矿(粒级为0mm-5mm)。

S4：第一干粉矿依次经皮带机、缓冲仓14、振动给料机15给入中矿干选机16进行磁选，选别出第二干铁精矿、第二干中矿和第二干尾矿。可以对第二干铁精矿进行常规湿选以获得铁。

S5：第二干中矿返回高压辊磨机13再次超细碎。第一干尾矿和第二干尾矿进入V型选粉机17进行第一级颗粒分级，得到粗粒级干尾矿(粒径大于2mm)和细粒级干尾矿(粒径为0mm-2mm)。

S6：粗粒级干尾矿降落到干尾矿运输皮带机运至排土场排弃。细粒级干尾矿由风力打入动态选粉机18进行第二级颗粒分级，得到较粗粒级干尾矿(粒径大于0.5mm)，更细粒级干尾矿(粒径为0mm-0.5mm)。

S7：较粗粒级干尾矿降落到干尾矿运输皮带机运至排土场排弃。更细粒级干尾矿进入旋风筒19，得到悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿，布袋除尘器对旋风筒内的悬浮颗粒进行收集。

S8：悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿由皮带机收集后运输到选磷车间去进一步选别磷精矿。

本实施例提供的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿系统能够对原矿进行分级选别，能够一步将矿石中有用的矿物分离出来，避免预先抛废法造成的矿物浪费，从而能够提高矿物的利用率，提高超贫磁铁矿石的开发利用。而且，伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿系统由始至终采用的是干选方法，避免采用水进行选别，这就大大降低了耗能，大大降低了生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法，其特征在于，包括：

将原矿依次进行粗碎、中碎以及细碎，并对细碎后的粉矿进行筛分，得到筛下干粉矿和筛上产品；

将筛下干粉矿进行磁选，选别出第一干铁精矿、第一干中矿以及第一干尾矿，将筛上产品重新返回细碎步骤；

采用高压辊磨机对第一干中矿进行超细碎，得到第一干粉矿，将第一干铁精矿进行常规湿式磨选流程；

将第一干粉矿进行磁选，选别出第二铁精矿、第二干中矿以及第二干尾矿；

采用V型选粉机对第一干尾矿以及第二干尾矿进行第一级颗粒分级，得到粗粒级干尾矿和细粒级干尾矿，将第二干中矿重新返回超细碎步骤，将第二干铁精矿进行常规湿式磨选流程；

采用动态选粉机对细粒级干尾矿进行第二级颗粒分级，得到较粗粒级干尾矿和更细粒级干尾矿，将粗粒级干尾矿排弃；

采用旋风筒对更细粒级干尾矿进行第三级颗粒分级，得到悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿，将较粗粒级干尾矿排弃；

将悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿进行选别磷精矿；

其中，所述粗粒级干尾矿的粒径大于2mm，所述细粒级干尾矿的粒径为0mm-2mm，所述较粗粒级干尾矿的粒径大于0.5mm，所述更细粒级干尾矿的粒径为0mm-0.5mm。

2.根据权利要求1所述的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法，其特征在于，

所述筛下干粉矿的粒径为0mm-15mm；

所述第一干粉矿的粒径为0mm-5mm。

3.根据权利要求1所述的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法，其特征在于，将悬浮颗粒以及沉降细粒粉矿进行选别磷精矿过程中，浮选作业温度为15℃，捕收剂为AW-01，固定矿浆pH值为9.5，捕收剂用量为1000g/t，抑制剂水玻璃用量为800g/t。

4.一种用于如权利要求1所述的伴生磷矿物的超贫磁铁矿选矿方法的系统，其特征在于，包括依次连接的粗碎破碎机、中碎破碎机、细碎破碎机、振动筛、粉矿干选机、高压辊磨机、振动给料机、中矿干选机、V型选粉机、动态选粉机、旋风筒以及布袋除尘器。

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