CN113426567A - 一种极微细贫磁铁矿的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种极微细贫磁铁矿的生产方法的，其特征是粒径不大于30mm的矿料经高压辊磨压碎至8~0mm；然后将粒径是8~0mm的矿料加水调浆至固体质量浓度为55~60%，进入筛孔不超过6mm的湿式筛分机，粒径大于6mm的筛上返回料水分控制在8%以内，筛下粒径小于6mm的矿料进行粗粒径预选抛尾，磁场强度为4500奥斯特；矿粒粒度≤38μm级别的矿料和水混合浆液；将38μm分级给矿质量浓度控制在24.50%以内实现分级产品细度P95=38μm；25μm分级给矿质量浓度控制在20.00%以内，实现分级产品细度P95=25μm。本发明大幅度降低矿石的磨矿功指数，降低了磨矿负荷和能耗，实现了超细磨窄粒级的有效分级，减少了金属流失。

Description

一种极微细贫磁铁矿的生产方法

技术领域

本发明属于冶金矿山工程技术领域，具体涉及一种极微细贫磁铁矿的生产工艺。

背景技术

在黑色冶金矿山行业，以往磁铁矿石属较易生产加工的铁矿石，一般碎矿粒度不必小于P80=45μm，单体解离度就能达到80%以上，通常只用弱磁选法就能产出全铁品位大于65%的铁精矿粉。而随着易选矿石资源的越来越少，如何有效加工利用微细、极微细贫磁铁矿石成为行业面临的课题。对于约55%嵌布粒度小于19μm的极微细贫磁铁矿石，采用常规碎选流程和卧式球磨机，甚至五段磨矿碎矿至单体解离度达到80%以上都相当困难。会出现三种情况：一是由于卧式磨的磨矿功指数逐级增幅大，磨矿成本急剧上升；二是矿浆粘性增强、固体颗粒间质量差别小导致分级困难；三是磨细后磁铁矿物的比磁化率降低，矿物中小于10μm含量高达20%，其超出常规弱磁选机选别适宜粒度范畴，尾矿品位高，很容易导致金属严重流失。

在生产过程中发现，常规三段卧式磨机将磁铁矿石磨至P80=45μm边界时，系统产能会降低15%以上，且二段、三段磨矿温度升高，对磨机稳定运行不利。

极微细贫磁铁矿石磨至P80=45μm后，采用浮选法虽可获得65%品位铁精矿粉，但产率会降低30%，导致金属流失严重，资源浪费，且生产成本高，浮选药剂对环境有不同程度的伤害。

生产中采取的主要措施是降低精矿品位生产，精矿全铁品位最好值是60%，以维持企业运行，但降低品位生产，SiO₂含量较高，不利于后序高炉工序高效利用，市场前景堪忧。

另外，冶金矿山破碎矿石过程当中极容易产生扬尘，特别是超细碎矿，产生的扬尘极难抑制，给生产环境以及作业人员伤害极大。

常规碎矿单一磁选工艺生产极微细磁铁矿存在的缺陷：

1.圆锥破碎机等常规细破没有明显降低矿石磨矿功指数的作用。如对代县矿业有限公司PYD2200细碎后矿石中－3mm＋0.074mm矿石试验室磨4分钟，其小于0.074mm新生量为66.00%，而对高压辊磨细碎后矿石中小于3mm或大于0.074mm矿石试验室同样磨4分钟，其小于0.074mm新生量为75.20%。小于0.074mm新生量的增加意味着矿石的磨矿功指数的降低。

2.破碎筛分扬尘大。在冶金矿山破碎作业当中，破碎筛分至30mm以下时，扬尘急剧增加，如不采取抑尘措施，任由粉尘蔓延时，作业环境中粉尘含量可达到20mg/m³以上。作业人员得矽肺的几率大。而目前的抑尘工艺投资大、维护运行成本高且效率低。

3.磨前预选效率低。磁铁矿破碎至小于12mm，其干式预选的抛尾率不足4%，而同样的入选矿料，湿式预选的甩尾率可高达9%。预选抛尾率低就增大了一段磨矿的负荷，导致设备选型、能耗的增大。

4.常规卧式磨机磨矿分级的较为经济的磨矿细度为小于0.045mm＜85%，超过此细度，磨机效率指标——磨机利用系数将降低15%以上，导致球耗、电耗等能耗指标的增加。

5.窄粒级超细磨磨矿产品分级难。目前分级用设备以细筛和旋流器为主，磨矿细度达到小于0.045mm≥85%时，磨矿产品粒级变窄，质量浓度大于30%时矿浆粘性增大，较粗粒级沉降速度降低，矿物颗粒吸附能力增强，容易糊堵筛孔，旋流器分级困难。

6.常规永磁湿式磁选选别超细磨磁铁矿金属流失严重。主要原因是随着磁铁矿小于50μm粒度的增加，其比磁化率急剧下降，常规湿式磁选机磁场较低磁极间距大，捕捉超细磁性矿物困难，容易造成资源流失，同时磁翻转次数少，不能将吸附的非磁性矿物翻转移除，不利于精矿品位的提高。

发明内容

为了克服上述工艺技术的不足，本发明提供可降低磨矿功指数、大幅度降低扬尘、能耗低、生产成本低，SiO₂含量低，铁精矿品位高的一种极微细贫磁铁矿的生产方法。

本发明的技术方案：一种极微细贫磁铁矿的生产方法，包括超细碎湿式筛分工序、磨前湿式预选抛尾工序、粗粒磨矿分级工序、超细粒磨矿分级工序、单一磁选工序。

建立数学模型：根据高压辊磨碎矿特性、筛分筛下粒度要求、湿式筛分效率特性建立超细碎湿式筛分工序数学模型；根据磨前干式预选和湿式预选试验数据建立湿式预选工序数学模型；根据卧式磨磨矿功指数、立式磨磨矿功指数及超细矿粒组成浆料特性建立磨矿分级工序数学模型；根据极微细贫磁铁矿超细磨后比磁化率降低建立超细磨后磁铁矿磁选工序数学模型。

一种极微细贫磁贫矿的生产方法，工艺流程包括传统两段一闭路破碎—高压辊破碎—湿式筛分—湿式预选—阶段卧式磨分级闭路—弱磁选—阶段立式磨超细窄粒级分级闭路—高效磁选；其特征是所述湿式筛分是对高压辊磨破碎至不大于6mm的高压辊磨料按每吨矿料加水0.54立方米的比例进行润湿后，给入筛孔是3~6mm的筛分机进行筛分，筛上矿料水分控制在8%以内；

阶段卧式磨分级闭路中第一次磨矿分级粒径是小于0.074mm占85%，第二次磨矿分级粒径是0.045mm占比85%，第三次磨矿分级粒径是0.038mm占比95%，第四次磨矿分级粒径是小于0.025mm95%；

矿粒粒度≤38μm级别的矿料和水混合浆液；38μm分级给矿质量浓度控制在24.50%以内实现分级产品细度P95=38μm；25μm分级给矿质量浓度控制在20.00%以内实现分级产品细度P95=25μm。

湿式预选是利用高场强顺流式磁选机对湿式筛分筛下矿料进行预选，湿式预选尾磁品位低于0.6%。

高压辊磨给料来自新给料，粒径小于30mm，和筛分粗颗粒返料，在控制筛分返料水分不超过8%的情况下，高压辊磨给料水分保持在6%以内，不影响高压辊磨碎矿作业。

采用弱磁选机，两段立式超细磨分级产物的选别采用高效永磁湿式磁选机实现了极微细磁铁矿的单一磁选作业，目的是在超细磨分级产物质量浓度不足10%、磁铁矿物比磁化率变小的情况下，将综合尾磁品位严格控制在了0.80%以内，磁选精矿品位达到65%。

本发明解决了超细碎筛分扬尘大、常规磨矿分级流程难以实现需求的单体解离度、能耗高、超细磨窄粒级磨矿产品分级困难、单一磁选难实现铁精矿品位达标等技术难题，克服了极微细贫磁铁矿开发利用的困难。

本发明减少了高压辊磨排料需要打散的环节，并得到充分润湿和调浆。实现高压辊磨排料、分级无扬尘产生，杜绝了破碎细粒矿料及其筛分时筛分时极易扬尘的发生，并提高筛分效率。

本发明利用高压辊磨大幅度降低矿石的磨矿功指数以控制磨矿的生产成本，利用湿式筛分提高作业效率的同时杜绝扬尘，粗颗粒湿式预选增大了预选抛尾量，降低了磨矿负荷和能耗，利用立式磨（又称塔磨）在降低磨矿能耗的同时实现了超P95=25μm的细磨，利用高效强磁选实现极微细磁铁矿经单一磁选精矿铁品位达到65%，硅含量降到7%以内。

本发明有效减少了作业环境粉尘含量，减轻了作业人员的劳动强度，提高筛分效率，降低了职业病发生率。

本发明比干式预选方法，甩尾率得到大幅度提高。减小了粗磨设备配置，大幅度减少无谓磨矿能耗，使生产成本得到有效控制。

极微细贫磁铁矿经常规破碎流程破碎至小于30mm，为保证超细碎高压辊磨湿式筛分工序与磨选作业率同步，在高压辊磨前根据破碎和磨选作业率差值设计一储矿仓，用来储存一定量的小于30mm破碎料。

湿式筛分的返料与储矿仓新给料一并经皮带机运输给入高压辊磨，新给料在皮带机下层，湿返料在上层，以抑制新给料的扬尘。

湿式筛分筛下料控制在小于4mm，经湿式预选抛尾后精矿给入一段粗磨分级泵池，渣浆泵将其和粗磨排料一并输送给入旋流器分级，旋流器沉砂给入粗磨机，旋流器溢流进行磁选。后续阶段磨矿分级选别工序作业与此同。但用立式磨超细磨矿分级时，分级给矿浓度必须严格控制，泵池补水要充足，以便于将38μm分级给矿质量浓度控制在24.50%以内实现分级产品细度P95=38μm；25μm分级给矿质量浓度控制在20.00%以内实现分级产品细度P95=25μm。同时，对超细磨分级产品的选别应用高场强多磁极数的高效永磁湿式磁选机。

具体实施方式

本发明在山西忻州某矿处理极微细磁铁矿实验。试验生产线于2020年3月份投入生产，调试三个月后达产大效，不仅将吨精矿生产成本控制在了130元以内，而且铁精矿品位由以往的60%稳定提高到65%，二氧化硅含量由12.2%降到了7%以内，实现了资源的有效利用，而且相比同行业，现场环境大大改善，高效磁选机的应用也杜绝了浮选法药剂对水资源等的污染的可能性。

本发明工艺流程是传统两段一闭路破碎—高压辊破碎—湿式筛分—湿式预选—阶段卧式磨分级闭路—弱磁选—阶段立式磨超细窄粒级分级闭路—高效磁选。

传统两段一闭路破碎是采用传统两段一闭路流程，将矿料最大粒径控制在30mm以内；

高压辊破碎是0~30mm润湿矿料经高压辊磨压碎至0~8mm；高压辊磨给料来自新给料和筛分粗颗粒返料，在控制筛分返料水分不超过8%的情况下，高压辊磨入料水分保持在6%以内，不影响高压辊磨碎矿作业。

湿式筛分是将粒径是0~8mm的矿料加水调浆至固体质量浓度为55~60%，进入筛孔不超过6mm的湿式筛分机，（本实施例选择筛孔孔径是4mm湿式筛分机，将筛下矿料粒径控制在小于4mm，选择湿式筛分机的长度，将矿料粒径大于4mm的湿式筛分机筛上矿料水分控制8%以内）；

湿式预选是指对湿式筛分机筛下料采用顺流式磁选机进行粗粒抛尾选别，矿料粒径0~5mm，磁场强度为4500奥斯特，实现粗粒径预选抛尾，将预选尾矿磁性铁品位控制在0.60%以内；

阶段卧式磨分级闭路是将38μm分级给矿质量浓度控制在24.50%以内实现分级产品细度P95=38μm；25μm分级给矿质量浓度控制在20.00%以内实现分级产品细度P95=25μm；采用永磁湿式磁选机对超细磨产品分级。

阶段立式磨超细窄粒级分级闭路是采用设备是超细磨采用立式磨；

分级设备采用旋流器分级，初级细磨分级采用平底旋流器，细磨和超细磨分级采用锥柱形旋流器。初级细磨分级粒度为小于0.074mm的占85%，细磨分级粒度为小于0.045mm的占85%，一段超细磨分级粒度为小于0.038的占mm95%，二段超细磨分级粒度为小于0.025mm的占95%。

矿粒粒度≤38μm级别的矿料和水混合浆液；38μm分级给矿质量浓度控制在24.50%以内实现分级产品细度P95=38μm；25μm分级给矿质量浓度控制在20.00%以内实现分级产品细度P95=25μm。

上述实施例表明，采用本发明工艺生产加工极微细贫磁铁矿，单一磁选可获得65%的铁精矿粉，金属回收率高达68%，生产加工成本相对较低，作业环境优良。

Claims (1)

1.一种极微细贫磁铁矿的生产方法的，其特征是粒径不大于30mm的润湿矿料经高压辊磨压碎至0~8mm；然后将粒径是0~8mm的矿料再加水调浆至固体质量浓度为55~60%，进入筛孔不超过6mm的湿式筛分机，粒径大于6mm的筛上返回料水分控制在8%以内，返回料输送覆盖到高压辊磨的新矿料上，以便润湿高压辊磨给料，实现无扬尘碎矿和输送；筛下粒径小于6mm的矿料进行粗粒径预选抛尾，磁场强度为4500奥斯特，将预选尾矿磁性铁品位控制在0.60%以内；初级细磨分级粒度为小于0.074mm的占85%，细磨分级粒度为小于0.045mm的占85%；矿粒粒度≤38μm级别的矿料和水混合浆液；将38μm分级给矿质量浓度控制在24.50%以内实现分级产品细度P95=38μm；25μm分级给矿质量浓度控制在20.00%以内，实现分级产品细度P95=25μm；一段超细磨分级粒度为小于0.038的占mm95%，二段超细磨分级粒度为小于0.025mm的占95%。