CN113070151A - 一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺 - Google Patents

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Abstract

一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，按照以下步骤进行：步骤(1)，以碎磨或干选方式将含磁性矿物的任意矿石处理，得‑25mm～‑8mm产品；步骤(2)，将步骤(1)所得产品给入高压辊磨机进行层压粉碎；步骤(3)，将步骤(2)所得粉碎产品给入重型高频弛张筛，重型高频弛张筛筛分所得筛上产品返回高压辊磨机再次粉碎，筛下产品给入磨前选别作业；步骤(4)，磨前选别精矿给入立式磨机与旋流器组成的闭路磨矿分级系统；步骤(5)，磨矿分级所得合格产品进入选别作业。本发明方法可使超细碎产品粒度由现有技术‑3mm降低至‑1mm，超细碎产品进行微粉预选后直接由塔磨机磨矿，可降低生产成本、改善分选指标、提高资源综合利用率。

Description

一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，尤其涉及一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺。
背景技术
碎磨作业是选矿流程中投资高、能耗大的工艺系统，设备投资占选矿厂全部投资的50％以上，能耗占总能耗的60％～70％。因此，降低碎磨流程的投资和能耗是选矿厂建设及技术改造过程中必须重视的问题之一。
高压辊磨机实施准静压料层粉碎，与传统细碎设备相比，其粉碎产品具有微裂纹多、细粒级物料含量高、磨矿邦德功指数低等特点。预选作业用于磨矿前，旨在提高入磨品位和减少入磨量，达到节能降耗的目的。利用高压辊磨机可降低入磨粒度，并可借助磨前预选减少入磨量，能有效降低磨矿能耗，提高磨机生产率。塔磨机常应用于物料细磨作业时，与卧式球磨机相比，具有研磨效率高、磨矿能耗低、产品粒度细、防止过磨等优点。
经检索，中国专利公开号CN110479467A，公开日：2019.11.21，公开了一种复合贫铁矿石预选生产系统，主要步骤包括(1)破碎，(2)初选，(3)辊磨筛分，(4)中场强磁选，(5)分级球磨，节约了耗水量与耗电量，降低了生产成本。但由于工艺操作参数及筛分设备的局限，该发明公开的高压辊磨筛分闭路超细碎作业仅能生产-3mm筛下产品，不能作为立式磨机给料。
《选矿工程师手册》(北京：冶金工业出版社，2015.3)指出给矿越粗，将其磨到规定粒度所需要的磨矿时间越长，功耗也越大，磨机生产率越低。对于磨前预选，给矿粒度粗，解离度低，在选别过程中不能把有用矿物充分选出，即使选出来，因为连生体多，精矿品位也不会高，反而尾矿品位会增加，造成金属流失。此外，给料粒度粗，更容易发生分选介质堵塞和磨损，导致分选指标恶化，流程稳定性降低、维修费用高。
因此，采取适当方式进一步降低高压辊筛分闭路超细碎作业的排矿粒度，符合“多碎少磨，能丢早丢”选矿原则，对降低生产成本、改善分选指标均有益。
发明内容
为了解决现有技术高压辊磨机筛分闭路粉碎工艺筛下产品粒度粗，矿物解离不充分，磨前预选抛尾量不够大，入磨粒度仍然较粗等问题，本发明公开一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，旨在降低生产成本、改善分选指标。
为了达到上述目的，本发明技术按以下方法进行：
一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)：以碎磨或干选方式将含磁性矿物的任意矿石处理，得-25mm～-8mm产品；步骤(2)：将步骤(1)所得产品给入高压辊磨机进行层压粉碎；步骤(3)：将步骤(2)所得粉碎产品给入重型高频弛张筛，重型高频弛张筛筛分所得筛上产品返回高压辊磨机再次粉碎，筛下产品给入磨前选别作业；步骤(4)：磨前选别精矿给入立式磨机与旋流器组成的闭路磨矿分级系统；步骤(5)：磨矿分级所得合格产品进入选别作业。
所述步骤(2)：高压辊磨机最大给料粒度不超过辊径的2％，辊缝取高压辊磨机原始最小辊缝，辊面压力为4.5N/mm2～5.5N/mm2；
所述步骤(3)：重型高频弛张筛，筛面倾角15°～25°，振动方向85°～95°，振幅15mm～30mm，主轴转速600r/min～1200r/min；
所述步骤(3)：重型弛张筛对高压辊磨机排料中料饼(结块)的松散方式为：筛面受位移激励作用，反复松弛、张紧，使料饼在竖直方向产生强烈高频撞击和高达50g的抛掷加速度，促使结块松散；
所述步骤(3)：重型高频弛张筛的调节方法为：当筛分效率低时，减小筛面倾角，增大振幅，调节主轴转速至筛分效率最高；当筛上物料中含有大量结块时增大振幅，提高主轴转速，使结块充分松散；
所述步骤(3)：对于因含泥量大、水分高，料饼松散困难的高压辊磨机排料，在物料给入重型高频弛张筛之前安装料饼打散装置进行预先松散；
所述步骤(3)：重型高频弛张筛筛下产品中-1mm含量超过80％，-0.074mm含量超过25％；
所述步骤(3)：所述磨前选别方式包括磁选、重选或磁重联合分选，预选目的为有用矿物与脉石矿物分离或不同种类有用矿物间分离，预选作业制度为1段或多段；
所述步骤(3)：对于嵌布粒度细或有用矿物含量高、磨前选别效果不理想的物料，筛下产品直接给入立磨磨矿分级作业；
所述步骤(4)：闭路磨矿分级系统采用一段或多段磨矿。
有益效果
已公开技术中利用高压辊磨机筛分闭路粉碎，可获得-3mm筛下物料，本发明所述方法可获得-1mm筛下物料。与现有技术相比，本发明的特点及有益效果是：
(1)筛下产品粒度由-3mm降低至-1mm时，可直接作为立磨机给料。节能高产的高压辊磨机和立磨机强强联合，代替冗长低效的球磨工艺，流程简单紧凑，钢耗、能耗、耗水量、基建面积、辅助设备、岗位工数量均显著减少。
(2)筛下产品粒度由-3mm降低至-1mm时，矿物解离度提高，作为磨前选别给料，可改善选别指标，增加抛尾量，减少入磨物料量，提高原矿处理能力，符合“多碎少磨，能丢早丢”选矿原则，能降低矿物加工综合成本，使过去经济上认为“无开采价值”的低贫矿石资源得到有效利用，延长矿山服务年限。
(3)卧式球磨机由于钢球抛落冲击，正常运转时噪声级高达100～120dB，远远超过国家标准规定的90dB。塔磨机磨矿原理为介质研磨，运行平稳、噪音在一般85dB以下，选厂噪音明显降低，工人工作环境改善。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明工艺流程示意图。
图2是本发明利用重型高频弛张筛对料饼实施粉碎分级过程图示。
图3是本发明实施例1的流程图。
图4是本发明实施例2的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
某极贫钒钛磁铁矿，原矿TFe品位11.7％，mFe品位4.3％，TiO2品位1.53％。由此可知，该矿石有用组分铁、钛含量均极低。如果采用常规分选工艺，入磨量大、磨矿成本高，通常在经济上认为“无开采价值”。
工艺矿物学研究表明，矿石中铁矿物主要为磁铁矿，钛铁矿是主要的钛矿物。磁铁矿结晶粒度较粗，多分布在0.5mm～0.2mm之间，当磨矿细度为-0.074mm占比50％时，单体解离度即可超过60％。而钛铁矿嵌布粒度分布不均，部分钛铁矿与磁铁矿连生，另有部分钛铁矿分布于脉石中。通过采用本发明所公开技术，以回收铁矿物为主，钛矿物为辅，可使此极贫矿石资源得到有效利用，具体方法如下：
步骤(1)：原矿经三段一闭路破碎流程破碎至-15mm，对该破碎产品进行干式预选，得干式预选精矿和尾矿；
步骤(2)：将步骤(1)所得预选精矿给入高压辊磨机，设置高压辊磨机辊面压力为4.5N/mm2～5.5N/mm2，辊缝取高压辊磨机原始最小辊缝；
步骤(3)：将步骤(2)所得粉碎产品给入重型高频弛张筛，重型高频弛张筛筛面倾角20°，振动方向90°，振幅25mm，主轴转速视情况设置为900～1200r/min；所得筛上产品与高压辊磨机新给料混合后给入高压辊磨机再次粉碎，控制筛下产品-1mm含量85％～95％，-0.074mm含量27％～33％。将所述筛下产品进行中强磁微粉预选，微粉预选精矿作为选铁原料，微粉预选尾矿作为选钛原料。
步骤(4)，将微粉预选精矿给入立磨闭路磨矿分级系统，控制磨矿产品细度-200目占比65％，磨矿产品给入弱磁选，弱磁选精矿作为铁精矿，弱磁选尾矿进入选钛作业。
本发明所述-1mm筛下产品经中磁微粉预选，精矿TFe品位21.34％，较采用已公开技术制备的-3mm筛下产品预选精矿提高44.1％；-1mm筛下产品经中磁微粉预选抛尾量64.37％，较采用已公开技术制备的-3mm筛下产品预选抛尾量提高33.14％；基于高压辊磨机的晶间粉碎机理与产品解离特性，利用高压辊磨机将物料粉碎至-1mm占比85％～95％，单体解离度显著增加，分选指标明显改善。当预选精矿磨矿至-200目占比65％，通过弱磁选即可获得TFe品位64.5％的铁精矿。
以-1mm微粉预选尾矿作为选钛原料，通过重选预富集后与选铁尾矿混合进行强磁选，强磁选精矿品位24.35％，富集比高达12.18，最后经磨矿、磁选、浮选，选钛精矿品位47.2％，达到了标准YB/T 4031-2015规定的TJK47牌号。
就选矿成本而言，重选和磁选作业成本远低于磨矿和浮选作业。利用本发明，将物料粉碎至-1mm，有用矿物解离度增加，致使可在磨矿和浮选作业前利用成本较低的重选和磁选作业对物料进行预处理，增加抛尾量，减小磨矿和浮选给料量，使本在经济上难以回收的有用矿物得到回收，提高了资源综合利用率。
实施例2
某铁锌矿，原矿粒度-400mm，TFe品位27.24％，Zn含量4.23％，主要铁矿物为磁铁矿，锌矿物为闪锌矿，在经济上均具有回收价值。对于此类多金属矿，通常有“先磁后浮”或“先浮后磁”两种技术方案。“先磁后浮”通常须在浮选前增加脱泥作业以保证浮选浓度，但这会造成锌的损失，本发明采取“先浮后磁”工艺，如图4所示。具体方法如下：
步骤(1)：原矿经两段一闭路破碎流程破碎至-12mm；
步骤(2)：将步骤(1)所得破碎产品给入高压辊磨机，设置高压辊磨机为4.5N/mm2，辊缝取高压辊磨机原始最小辊缝；
步骤(3)：将步骤(2)所得粉碎产品给入重型高频弛张筛，重型高频弛张筛筛面倾角20°，振动方向90°，振幅25mm，主轴转速700r/min～1000r/min；筛上产品与高压辊磨机新给料混合后给入高压辊磨机再次粉碎，控制筛下产品-1mm含量93％～98％，-0.074mm含量30％～36％；
步骤(4)：将步骤(3)所得筛下产品给入旋流器与立磨组成的磨矿分级系统，旋流器溢流进入选别作业。
旋流器溢流-200目含量78％，经一粗一扫三精浮选，可得锌精矿55％～56％，锌精矿品位达到行业标准YST 320-2007所规定的一级品标准。锌扫选尾矿经两段弱磁选，得铁精矿TFe品位63.5％～64.5％，达到了GB T36704-2018铁精矿国家标准规定得C63级别规定得TFe含量的要求。
利用本发明步骤(3)、步骤(4)所述高压辊磨机和重型高频弛张筛筛分闭路粉碎工艺，将物料粉碎至-1mm占比93％～98％，矿石入磨粒度明显降低，可磨性显著改善。表1为利用本发明所述方法获得的某批次超细碎产品与已公开技术高压辊筛分闭路超细细碎产品粒度分布对比结果。
表1两种超细碎产品(磨机给料)粒度分布对比
磨机给料 -1.18mm含量 -0.15mm含量 -0.074mm含量
本发明所述高压辊超细碎产品 96.91％ 45.95％ 35.14％
已公开技术高压辊超细碎产品 42.05％ 15.86％ 12.03％
给料粒度越粗，将其磨到规定粒度需要的磨矿时间越长，功耗也越大。由表1可知，采用本发明所公开的方法获得的超细碎产品(入磨物料)中-1.18mm含量、-0.15mm含量和-0.074mm含量分别为常规工艺高压辊磨机超细碎产品的2.30倍、2.90倍和2.92倍，即采用本发明所述方法，磨机给料产品中细粒级含量明显增加，磨矿功耗显著降低。
通常通过已知可磨度的某标准矿石与待测矿石在同样测定方法和测定条件下获得的可磨度值的比值来表示该待测矿石被磨碎的难易程度。表2为选择已公开技术方法生产的磨机给料作为标准矿石与本发明方法生产的磨机给料进行相对可磨度对比结果。
表2两种超细碎产品(磨机给料)可磨度对比
Figure BDA0002982215530000071
Figure BDA0002982215530000081
通过数据拟合，求得当磨矿产品中-0.074mm占比78％时，采用本发明所述方法生产的球磨机给料相对于已公开技术产品的可磨度系数为1.79，即前者可磨性明显改善，采用本发明所述方法磨矿成本显著降低。

Claims (9)

1.一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)：以碎磨或干选方式将含磁性矿物的任意矿石处理，得-25mm～-8mm产品；步骤(2)：将步骤(1)所得产品给入高压辊磨机进行层压粉碎；步骤(3)：将步骤(2)所得粉碎产品给入重型高频弛张筛，重型高频弛张筛筛分所得筛上产品返回高压辊磨机再次粉碎，筛下产品给入磨前选别作业；步骤(4)：磨前选别精矿给入立式磨机与旋流器组成的闭路磨矿分级系统；步骤(5)：磨矿分级所得合格产品进入选别作业。
2.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(2)所述高压辊磨机最大给料粒度不超过辊径的2％，辊缝取高压辊磨机原始最小辊缝，辊面压力为4.5N/mm2～5.5N/mm2。
3.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(3)所述重型高频弛张筛，筛面倾角15°～25°，振动方向85°～95°，振幅15mm～30mm，主轴转速600r/min～1200r/min。
4.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(3)所述重型弛张筛对高压辊磨机排料中料饼(结块)的松散方式为：筛面受位移激励作用，反复松弛、张紧，使料饼在竖直方向产生强烈高频撞击和高达50g的抛掷加速度，促使结块松散。
5.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(3)中对料饼松散困难的高压辊磨机排料，在物料给入重型高频弛张筛之前安装料饼打散装置进行预先松散。
6.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(3)所述重型高频弛张筛筛下产品中-1mm含量超过80％，-0.074mm含量超过25％。
7.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(3)所述磨前选别方式包括磁选、重选或磁重联合分选，预选作业制度为1段或多段。
8.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于所述步骤(3)中对磨前选别效果不理想的物料，筛下产品直接给入立磨磨矿分级作业。
9.根据权利要求1所述的一种降低含磁性矿石加工成本的粉碎分级工艺，其特征在于步骤(4)所述闭路磨矿分级系统采用一段或多段磨矿。
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