CN112827639A - 一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法 - Google Patents

一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法 Download PDF

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Abstract

一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法，涉及矿产资源综合利用领域，将废弃的含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质，实现了矿产资源的综合利用，变废为宝贵，处理方法包括如下步骤：(1)含磁铁矿细粒尾矿石弱磁选抛尾；(2)强磁性矿石梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；(3)选煤用高分散性重介质粉制备。本发明可获得4种不同品质高分散性重介质粉，满足真密度大于4.5 g·cm‑3、磁性含量大于95%、‑45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求。

Description

一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法
技术领域
一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法，涉及矿产资源综合利用领域，将废弃的含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质，实现了矿产资源的综合利用，变废为宝贵。
背景技术
我国每年产生数以百亿吨的尾矿，除少量用于水泥、建材和陶瓷行业外，其余均堆存于尾矿库，不但造成了资源的浪费，也对周边环境和人员造成威胁。
地壳中铁资源非常丰富，其平均含量为4.75%。大多数尾矿中都有一定含量的铁元素，其中磁铁矿占据了一定的比例。
对于矿山来说，如果尾矿中的磁铁矿具备含量较高、堪布粒度较粗、共伴生关系简单，且能够通过简单的磁选工艺生产出符合钢铁冶炼企业要求的磁铁矿粉等条件，大多数矿山将会对尾矿中的这部分磁铁矿进行回收。如果尾矿中磁铁矿含量较低或，且难以获得符合钢铁冶炼企业要求的磁铁矿粉，企业往往不会对其加以回收利用。
选煤用重介质粉其国家标准要求需要满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%和一定粒度组成的要求；具有堪布粒度较细或共伴生关系复杂的含磁铁矿细粒尾矿石生产的铁精矿虽然无法满足钢铁冶炼企业铁精矿的国家标准，却能够满足选煤用重介质粉的需求。
现有的含磁铁矿细粒尾矿石生产铁精矿的工艺是以获得高品位、低杂质含量的钢铁冶炼用铁精矿为目标而研发出的尾矿中铁资源综合利用方法，具有成本高、工艺复杂等特点。因此，有必要以含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用重介质粉为研发目标，开发一种低成本、低能耗、安全环保的含磁铁矿细粒尾矿石制备重介质粉新工艺。
重介质粉在选煤过程中产生的磁团聚和非选择吸附等作用极易引起选煤过程介质密度不稳和重耗加剧等现象，因此，有必要对常规选煤用重介质粉进行改性，已获得高分散性能的重介质粉，提高选煤过程中介质密度的稳定性，降低重介质粉的消耗。
本发明一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法，是以生产选煤用高分散性重介质粉为研究目标，开发了一种低成本、低能耗、安全环保的含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质，不但实了含磁铁矿细粒尾矿的低成本、低能耗、安全环保的高效利用，还获得了高分散性能的选煤用重介质粉。
发明内容
针对现有含磁铁矿细粒尾矿石生产铁精矿的工艺是以获得高品位、低杂质含量的钢铁冶炼用铁精矿为目标，时常存在生产的铁精矿却难以符合钢铁冶炼企业原料要求这一现实问题，及选煤过程中急需高分散性能的重介质粉以提高选煤过程中介质密度的稳定性，降低重介质粉的消耗这一需求。本发明的目的在于，提供一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法，以含磁铁矿细粒尾矿石梯级制备不同规格选煤用高分散性重介质粉为新目标，发明了一种低成本、低能耗、安全环保的含磁铁矿细粒尾矿石梯级利用和高分散性重介质粉制备的新工艺，不但解决了含磁铁矿细粒尾矿石堆存对周边环境和人员带来威胁这一问题，为矿山企业带来一定的经济效益、变废为宝；也获得了多种高分散性能的重介质粉，提高了选煤过程中介质密度的稳定性，降低了重介质粉的消耗。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案。
一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法，由(1) 含磁铁矿细粒尾矿石弱磁选抛尾；(2) 强磁性矿石梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；(3) 选煤用高分散性重介质粉制备；三个步骤组成。
上述（1）含磁铁矿细粒尾矿石弱磁选抛尾，其特征在于，采用1500 Oe ~3000 Oe的磁场强度处理含磁铁矿细粒尾矿石，抛除尾矿中弱磁性和没有磁性的矿物，获得强磁性矿石。
上述（2）强磁性矿石梯级制备不同规格的选煤用重介质粉，其特征在于，控制磁场强度为300 Oe~1500 Oe对强磁性矿石进行磁场强度由低到高梯级回收，并对部分梯级回收产物按一定比例制备不同规格的选煤用重介质粉。按以下步骤进行：
① 第一梯级回收，采用300 Oe ~500 Oe的磁场强度对强磁性矿石进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料；
② 第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，再采用300 Oe ~500Oe的磁场强度对磨矿产品进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占40%~90%；
③ 第三梯级回收，采用500 Oe ~800 Oe的磁场强度对第三梯级利用原料进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料；
④ 第四梯级回收，采用800 Oe ~1500 Oe的磁场强度对第四梯级利用原料进行1次粗选处理，粗精矿采用600 Oe~1200 Oe的磁场强度进行1次精选处理，磁选精矿为4#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料。
上述（3）选煤用高分散性重介质粉制备，其特征在于，分别控制权利要求5中所述1#、2#、3#和4#重介质粉矿浆与淀粉、糊精、腐殖酸钠、单宁等分散药剂中的一种或几种混合物在搅拌桶中作用1~5分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#和4#高分散性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为20~50℃，矿浆pH为7~12、分散药剂总用量在0.001~10 kg/吨重介质粉。4种不同品质高分散性重介质粉，其特征在于，4种高分散性重介质粉均满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求；同时，其真密度由大到小为：2#＞1#＞3#＞4#，其硫分含量由大到小为2#＞3#＞1#＞4#，-45μm组成含量由大到小为：2#＞3#＞4#＞1#。
具体实施方式
一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法实例1
① 陕西某含铁微细粒尾矿，采用2500 Oe的磁场强度处理含磁铁矿细粒尾矿石，获得强磁性矿石，抛除尾矿中弱磁性和没有磁性的矿物可作为水泥或建筑材料。
② 第一梯级回收，将强磁性矿石配成35%浓度的矿浆，并在500 Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在300 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料。
③ 第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，并在500 Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在300 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占60%。
④ 第三梯级回收，第二梯级利用原料在750Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在550 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料。
⑤ 第四梯级回收，第四梯级利用原料在1500Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在600 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为4#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并也可作为高铁含量水泥或建材用原料。
⑥ 分别控制1#、2#、3#、4#和5#重介质粉矿浆与淀粉在搅拌桶中作用2分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#、4#和5#高分散性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为25℃，矿浆pH为11、淀粉总用量在0.5 kg/吨重介质粉。
⑦ 1# 高分散性重介质粉真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于4%、硫分含量小于1.6%；2# 高分散性重介质粉真密度大于4.8 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于95%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于0.6%；3# 高分散性重介质粉真密度大于4.7 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于88%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于0.8%；4# 高分散性重介质粉真密度大于4.65g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于90%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%。
一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法实例2
① 新疆某含铁微细粒尾矿，采用2700 Oe的磁场强度处理含磁铁矿细粒尾矿石，获得强磁性矿石，抛除尾矿中弱磁性和没有磁性的矿物可作为水泥或建筑材料。
② 第一梯级回收，将强磁性矿石配成33%浓度的矿浆，并在450 Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在350 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料。
③ 第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，并在500 Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在350 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占70%。
④ 第三梯级回收，第二梯级利用原料在800Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在500 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料。
⑤ 第四梯级回收，第四梯级利用原料在1400Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在600 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为4#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并也可作为高铁含量水泥或建材用原料。
⑥ 分别控制1#、2#、3#和4#重介质粉矿浆与腐殖酸钠在搅拌桶中作用3分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#和4#高分散性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为30℃，矿浆pH为12、腐殖酸钠总用量在1 kg/吨重介质粉。
⑦ 1# 高分散性重介质粉真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于81%，外在水分含量小于3%、硫分含量小于1.5%；2# 高分散性重介质粉真密度大于4.9 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于97%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于0.5%；3# 高分散性重介质粉真密度大于4.7 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于92%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%；4# 高分散性重介质粉真密度大于4.65g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于82%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%。

Claims (6)

1.一种含磁铁矿细粒尾矿石制备选煤用高分散性重介质的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1) 含磁铁矿细粒尾矿石弱磁选抛尾；(2) 强磁性矿石梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；(3) 选煤用高分散性重介质粉制备。
2.权利要求1所述含磁铁矿细粒尾矿石弱磁选抛尾，其特征在于，采用1500 Oe ~3000Oe的磁场强度处理含磁铁矿细粒尾矿石，抛除尾矿中弱磁性和没有磁性的矿物，获得强磁性矿石。
3.权利要求1所述强磁性矿石梯级制备不同规格的选煤用重介质粉，其特征在于，控制磁场强度为300 Oe~1500 Oe对强磁性矿石进行磁场强度由低到高梯级回收，并对部分梯级回收产物按一定比例制备不同规格的选煤用重介质粉。
4.权利要求3所述的磁场强度由低到高梯级回收，其特征在于，（1）第一梯级回收，采用300 Oe ~500 Oe的磁场强度对强磁性矿石进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料；（2）第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，再采用300 Oe ~500 Oe的磁场强度对磨矿产品进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占40%~90%；（3）第三梯级回收，采用500 Oe ~800 Oe的磁场强度对第三梯级利用原料进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料；（3）第四梯级回收，采用800 Oe ~1500 Oe的磁场强度对第四梯级利用原料进行1次粗选处理，粗精矿采用600 Oe~1200 Oe的磁场强度进行1次精选处理，磁选精矿为4#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料。
5.权利要求1所述选煤用高分散性重介质粉制备，其特征在于，分别控制权利要求4中所述1#、2#、3#和4#重介质粉矿浆与淀粉、糊精、腐殖酸钠、单宁等分散药剂中的一种或几种混合物在搅拌桶中作用1~5分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#和4#高分散性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为20~50℃，矿浆pH为7~12、分散药剂总用量在0.001~10 kg/吨重介质粉。
6.权利要求5中所述1#~4#为4种不同品质高分散性重介质粉，其特征在于，4种高分散性重介质粉均满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求；同时，其真密度由大到小为：2#＞1#＞3#＞4#，其硫分含量由大到小为2#＞3#＞1#＞4#，-45μm组成含量由大到小为：2#＞3#＞4#＞1#。
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