CN114072235A

CN114072235A - 用于精选铁矿石流的方法

Info

Publication number: CN114072235A
Application number: CN202080048566.5A
Authority: CN
Inventors: S·A·斯特雷奇; B·M·伊里奇
Original assignee: Fortescue Metals Group Ltd
Current assignee: Fortescue Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-02-18
Also published as: AU2020299637A1; WO2021000020A1; AU2020101235A4; BR112021026813A2; CA3144756A1; US20220258177A1

Abstract

一种精选铁矿石流的方法，该方法包括以下步骤：对铁矿石流进行分级，以提供小于3.0mm直径粒度的细粒级分，以及将细粒级分与磁场接触，并将细粒级分磁分离成精矿流和尾矿流。

Description

用于精选铁矿石流的方法

技术领域

本发明涉及用于一种用于精选铁矿石流的方法。

背景技术

以下对本发明背景的讨论旨在促进对本发明的理解。然而，应当理解，该讨论并不公认或承认所提及的任何材料在优先权日是澳大利亚或任何其他国家的公知常识的一部分。

铁矿石的加工常常导致产生富含粘土的低品位细粒级分。使用常规的基于重力的分离来加工这些级分可能是困难的，这是因为非常细的富含粘土的矿泥会跟随从加工设备中(比如旋风分离器和分级器)分离出来的水，并且会妨碍下游设备(例如螺旋设备)的性能。

发明内容

根据本发明，提供了一种精选铁矿石流的方法，方法包括以下步骤：

对铁矿石流进行分级，以提供小于3.0mm直径粒度的细粒级分；以及

将细粒级分与磁场接触，并将细粒级分磁分离成精矿流和尾矿流。

在本说明书的上下文中，术语“分级”应理解为涵盖根据材料的尺寸对材料进行分离。应将其理解为涵盖干湿筛选、筛分和摇床。

在本发明的上下文中，术语“分离的”及其变体并不旨在要求将铁氧化物从脉石材料中完全分离，而指的是将低品位矿石材料分离成具有较高铁氧化物浓度/较低脉石浓度的级分(精矿)和具有较低铁氧化物浓度/较高脉石浓度的级分(尾矿)。

在本发明的一种形式中，铁矿石流为粉碎的铁矿石流。

在本说明书的上下文中，术语“粉碎流”指的是经过粉碎的流。它不包括通过重力或磁分离技术处理过的流。它不包括废料流或尾矿流。

在本说明书的上下文中，术语“粉碎”应理解为包括降低材料平均粒度的方法，包括喷砂、材料处理、压碎、研磨、碾磨、切割和振动。

优选地，粉碎流为仅被粉碎和/或分级的流。所述分级可以包括分级成100mm直径、250mm直径或500mm直径。

优选地，精矿流具有足够高的铁浓度以供储存。优选地，精矿流具有足够高的铁浓度，无需进一步处理即可储存。

在本发明的一种形式中，尾矿流被传送到废物。

本发明的方法可以包括以下附加步骤：

使尾矿流与第二磁场接触并将尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流。

该步骤：

将尾矿流与第二磁场接触并将尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流可以通过将第二尾矿流与第三磁场接触以提供第三精矿流和第三尾矿流来重复。

该步骤：

将尾矿流与第二磁场接触并将尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流可以重复n次，以提供第n精矿流和第n尾矿流。

优选地，使细粒级分与磁场接触并将细粒级分分离成精矿流和尾矿流的步骤包括使细粒级分与高强度磁场、中等强度磁场和低强度磁场中的至少一者接触。

在本发明的上下文中，术语“低强度磁场”将被理解为指的是一种磁场，其将比如磁铁矿颗粒的高度磁敏感颗粒与对磁场弱敏感或不敏感的颗粒分开。

在该方法包括使用一个以上的磁场的情况下，磁场的强度越来越强。这样的布置在铁矿石流具有较高比例的有较高磁敏感度的铁矿石(比如磁铁矿)的情况下特别有利。在该方法包括使用两个磁场的情况下，第二磁场比第一磁场具有更大的强度。在该方法包括使用三个磁场的情况下，第三磁场比第一磁场和第二磁场两者都具有更大的强度并且第二磁场比第一磁场具有更大的强度。

本发明的方法包括以下附加步骤：

使尾矿流与第二磁场接触并将尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流，

第二磁场优选比第一磁场具有更高的磁强度。

在本发明的一种形式中，细粒级分与低强度磁场接触，并且尾矿流与高强度磁场接触。

在本发明的一种形式中，细粒级分与低强度磁场接触，并且尾矿流与中等强度磁场接触。

在本发明的一种形式中，细粒级分与中等强度磁场接触，并且尾矿流与高强度磁场接触。

在本发明的一种形式中，细粒级分与第一低强度磁场接触，并且尾矿流与第二低强度磁场接触，其中第二低强度磁场的磁场强度高于第一低强度磁场的磁场强度。

在本发明的一种形式中，细粒级分与第一中等强度磁场接触，并且尾矿流与第二中等强度磁场接触，其中第二中等强度磁场的磁场强度高于第一中等强度磁场的磁场强度。

在本发明的一种形式中，细粒级分与第一高强度磁场接触，并且尾矿流与第二高强度磁场接触，其中第二高强度磁场的磁场强度高于第一高强度磁场的磁场强度。

中等强度磁场和/或低强度磁场可以以磁鼓分离器的形式提供。

将细粒级分磁分离成精矿流和尾矿流的步骤可以包括湿式或干式磁分离。

已知的湿式磁分离技术的现有技术应用于尾矿或矿物废料流。本发明应用于在矿石制备过程中在上游产生的矿石，这有利地提高了整体工艺效率。

所提出的发明还通过确保粒度不超过最大允许粒度来提供对磁性设备的保护，从而提高物质回收率并降低工艺延迟和设备损坏的可能性。

有利的是，与现有技术相比，在磁路中使用更粗的级分涉及处理更大物质的材料，这大大增加了磁分离的整体益处。与仅利用尾矿流给磁性分离器进料相比，这导致了更高的总铁含量和更低的污染水平，以及提高的物质回收率。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于2.0mm直径粒度的细粒级分。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于1.0mm直径粒度的细粒级分。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于0.5mm直径粒度的细粒级分。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于0.25mm直径粒度的细粒级分。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于0.1mm直径粒径的细粒级分。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于0.05mm直径粒径的细粒级分。

在本发明的一种形式中，对料流进行分级的步骤包括对料流进行分级，以提供小于0.025mm直径粒径的细粒级分。

优选地，使细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使细粒级分与500至18000高斯的磁场接触。在本发明的一种形式中，使细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使细粒级分与2000至10000高斯的磁场接触。在本发明的一种形式中，使细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使细粒级分与1600至6000高斯的磁场接触。在本发明的一种形式中，使细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使细粒级分与3000至6000高斯的磁场接触。

优选地，使细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括在湿式高强度磁性分离器中使细粒级分与磁场接触。

优选地，湿式高强度磁性分离器为立式湿式高强度磁性分离器。

在本发明的一种形式中，使细粒级分与磁场接触的步骤包括使细粒级分与低强度磁场接触。

优选地，使细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括在低强度磁性分离器中使细粒级分和磁场接触。

优选地，使细粒级分与低强度磁场接触的步骤包括使细粒级分与500至3000高斯的磁场接触。

在本发明的一种形式中，使细粒级分与磁场接触的步骤包括使细粒级分与中等强度磁场接触。

优选地，使细粒级分与中等强度磁场接触的步骤包括在中等强度磁性分离器中使细粒级分和磁场接触。

在本发明的一种形式中，细粒级分被分成多个级分，并且多个细粒级分中的每一者都被独立地供给到不同的磁性分离器或并行操作的多个磁性分离器。

当铁矿石与细粒级分的磁分离步骤包括一个以上的磁性分离器时，该一个以上的磁性分离器可以并联、串联或者以并联和串联的组合来操作。

来自磁性分离器的精矿可以被传送到浓缩机或其他重力分离阶段和/或脱水回路。

有利的是，本发明的操作条件有助于处理与铁矿石含量和类型相关的各式各样的料流属性。不受理论限制，据信本工艺最适用于含铁大约40-62w/w％的料流。

有利的是，本发明的操作条件有助于处理与铁矿石含量和类型相关的各式各样的料流属性。不受理论的限制，据信本方法最适用于在大块样品中含有40重量％以上铁的料流。尽管如果含铁矿石具有足够的磁敏感度，也可以处理含铁量低于40％w/w％的矿石

附图说明

本发明的其他特征将在以下对其非限制性实施例的描述中进行更全面地描述。包括此描述仅仅是为了示范本发明。不应当将其理解为对如上所述的本发明的广泛概述、公开或描述的限制。将参考附图进行描述，其中：

图1是根据本发明实施例的精选工艺的流程图；

图2示出了来自根据本发明的实施例操作的中试装置的结果，表明铁的升级和物质产率与磁场强度的关系；

图3示出了供给品味与产物品味之间的关系；

图4示出了来自具有一系列进料类型的中试装置的结果；

图5示出了根据本发明的精选与常规回路的比较；

图6示出了根据本发明的精选与常规回路的比较；

图7示出了根据本发明的精选与实验室结果的比较；

图8示出了根据本发明的精选与实验室结果的比较；

图9示出了磁鼓分离器与WHIMS装置串联使用时的物质产率和品位图；以及

图10示出了磁鼓分离器与WHIMS装置串联使用时的物质产率和品位图。

具体实施方式

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“溶液”或变体(比如“多种溶液”)将被理解为涵盖浆料、悬浮液和含有未溶解固体的其他混合物。

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”或变体(比如“包括有”或“包括着”)将被理解为隐含包括所述整数或整数组，但不排除任何其他整数或整数组。

本领域技术人员将会理解，除了具体描述的那些之外，本文描述的本发明可以进行变化以及修改。应当理解，本发明包括所有这些变形和修改。本发明还包括说明书中单独或共同提及或指出的所有步骤、特征、组合物和化合物，以及任何和所有组合或任何两个或更多个步骤或特征。

在常规的铁矿石操作中，细粒铁矿石流典型地使用粒度分离工艺进行湿法加工，尺寸过大的材料到达最终产物。大约-1.0mm的尺寸过小的材料被传送到湿法加工回路以去除较粗的材料。

在图1中，提供了根据本发明的实施例的精选工艺的流程图。

洗涤器进料10被传送到湿式洗涤器阶段14。来自洗涤器14的尺寸过小的材料28(典型地小于65mm)在1.0至3.0mm处被湿筛30。湿筛底流34向磁路报到。

磁路包括磁鼓分离器36和立式湿式高强度磁性分离器(WHIMS)38。来自磁鼓分离器36的尾矿流40向脉冲发生器38报到。来自磁鼓分离器36的精矿流42向产物流26报到。

在WHIMS回路中，一系列磁铁产生起伏的磁场，并且当浆料移动通过磁场时，适当间隔的喷水会冲洗适当收集料斗中的颗粒。可以提供一个以上的料斗来收集不同磁强度的材料。一些可以保留，一些通过“WHIMS”回收回，并且一些被丢弃。

来自WHIMS38的尾矿流46被浓缩48，并被传送到尾矿储存设施50。来自WHIMS38的第二精矿流52向产物流26报到。

从中试装置和实验室规模的试验中获得的结果表明了本发明相对于现有工艺的许多优点。通过施加低磁场强度(低/中等强度磁体)作为移除具有高磁敏感度的矿石的第一步，从供给到可变高强度磁体的进料去除了可能引起加工问题的颗粒。根据本发明的一个方面，结合可变磁场强度的单个或多个磁性分离器的使用允许连续的工艺调整，以基于进料的磁敏感度确保正确的磁场强度。

现场试验已经表明，本发明可以通过使用1600至3400高斯的磁场强度，将低品位铁矿石原料中的铁含量(典型地为44至55wt/wt％的Fe含量)提高到超过58wt/wt％的Fe，从而产生可销售的产物，其具有可以超过45％的可变的物质产率向磁性精矿报到(见图2)。使用中等品位的进料(典型地为55至58wt/wt％的Fe)，可以施加4000至6000高斯的较高磁场强度，从而使物质产率大幅增加高达60％，同时仍保持大于58wt/wt％Fe的可接受产物品位。使用高品位铁矿石原料(58至66wt/wt％的铁)，在6000至10000高斯的磁场强度下可以获得超过60％的物质产率。

采用较低的磁场强度会以物质回收为代价获得较高的产物品位，而较高的磁场强度会以产物品位为代价增加物质产率。如图3所示，在进料品位为52％Fe时，相对低的磁场(2500高斯)产生物质产率为21％w/w的具有59％Fe的产物，而施加更高的磁场强度(5100高斯)产生物质产率为61％w/w的具有56.2％Fe的产物

应当理解，矿石的磁敏感度(例如，不同比例的各种类型的铁矿石可以具有相同的铁品位，但是磁敏感度不同)将影响最合适的磁场强度。

如图4所示，提出的选矿回路可以处理各种各样的进料类型(就Fe含量或品位而言)。进料来自典型的铁矿石粉碎回路。改变磁场强度的能力可以用于选择进料类型的最佳操作条件。

图5和图6中的数据比较了根据本发明的湿式磁精选回路与使用重力和离心力(例如旋风和螺旋)的常规湿式精选回路的冶金性能。样品从中试磁力装置和常规回路中获得，并在物质产率(w/w％)和Fe升级作为进料品味和产物品味的比率方面进行比较。

图5表明，在低高斯设置下，磁路物质产率与常规回路相似，但改进了升级，从而提高了质量。

图6表明，在高高斯设置下，磁路的升级比小于常规回路，但物质产率大大提高，而最终产物品位仍在可接受的范围内。

图7和图8将中试结果与实验室规模的测试工作进行了比较。

图7表明，在内部设施处的实验室规模磁路测试工作中获得的结果与在运行装置进行的中试工作相比非常好。图8示出了用相同的中试装置数据与在两个外部设施处进行的实验室规模测试工作进行了比较。

图9和图10示出了磁鼓分离器(MDS)与WHIMS装置串联使用时的物质产率和品位(％Fe)。

图9示出了在低磁强度MDS装置上的相对低的物质产率，但是具有高的铁品位，并且非磁性级分然后被WHIMS装置处理以产生升级的最终产物。图10示出了当使用中等磁强度MDS装置时的类似结果，由于较高的磁场(1.92％对比0.53％)而导致较高的物质产率，但是与VWHIMS物质产率相比仍然相对较小

与依靠离心力和重力来分离铁矿石和脉石的可替代方法相比，如在所提出的发明中使用磁力还产生更高的加工效率。通过改变磁场、进料速度和浆料性质，可以以提出的本工艺发明有效地加工各种品位和质量的矿石。

所提出的发明包括更容易控制以及调节以获得不同进料流质量的工艺，从而确保更好的工艺效率和质量。

Claims

1.一种精选铁矿石流的方法，所述方法包括以下步骤：

对铁矿石流进行分级，以提供小于3.0mm直径粒度的细粒级分；

将所述细粒级分与磁场接触，并将所述细粒级分磁分离成精矿流和尾矿流。

2.根据权利要求1所述的精选铁矿石流的方法，其中所述铁矿石流是粉碎的铁矿石流。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的精选铁矿石流的方法，其中所述方法包括以下附加步骤：

使所述尾矿流与第二磁场接触并将所述尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流。

4.根据权利要求3所述的精选铁矿石流的方法，其中所述步骤：

使所述尾矿流与第二磁场接触并将所述尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流通过使所述第二尾矿流与第三磁场接触以提供第三精矿流和第三尾矿流来重复。

5.根据权利要求4所述的精选铁矿石流的方法，其中所述步骤：

将所述尾矿流与第二磁场接触并将所述尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流能够重复n次，以提供第n精矿流和第n尾矿流。

6.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中使所述细粒级分与磁场接触并将所述细粒级分分离成精矿流和尾矿流的步骤。将所述细粒级分与高强度磁场、中等强度磁场和低强度磁场中的至少一者接触。

7.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中所述方法包括使用一个以上的磁场，并且所述磁场的强度越来越强。

8.根据权利要求7所述的精选铁矿石流的方法，其中所述方法包括以下附加步骤：

使所述尾矿流与第二磁场接触并将所述尾矿流磁分离成第二精矿流和第二尾矿流，并且

所述第二磁场比所述第一磁场具有更高的磁强度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中使所述细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使所述细粒级分与500至18000高斯的磁场接触。

10.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中使所述细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使所述细粒级分与2000至10000高斯的磁场接触。

11.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中使所述细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使所述细粒级分与1600至6000高斯的磁场接触。

12.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中使所述细粒级分与高强度磁场接触的步骤包括使所述细粒级分与3000至6000高斯的磁场接触。

13.根据前述权利要求中任一项所述的精选铁矿石流的方法，其中所述细粒级分被分成多个级分，并且所述多个细粒级分中的每一者都被独立地供给到不同的磁性分离器或多个并行操作的磁性分离器。