CN114870984A - 一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，采用以下工艺实施：(1)高压辊磨‑湿式粗粒强磁预选，获得湿式粗粒强磁预选精矿；(2)湿式粗粒强磁预选精矿一段磨矿‑一段强磁选一粗一扫抛尾，获得一段强磁混合精矿；(3)一段强磁混合精矿二段磨矿‑二段强磁选一粗二扫抛尾，获得二段强磁混合精矿；(4)二段强磁混合精矿阴离子反浮选，获得最终铁精矿。本发明将极微细粒赤铁矿石原矿破碎产品(‑20mm)高压辊磨至‑3mm，然后进行湿式粗粒强磁预选，经过一次粗选、一次扫选，可以抛除产率15％以上的湿式粗粒强磁尾矿，并将入磨矿石铁品位提高5～8个百分点；本发明浮选粗选采用分段加药，有利于浮选系统的稳定，大大降低了中矿的循环量。
Description
技术领域
本发明属于铁矿石选矿技术领域，具体涉及一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，特别适合于处理原矿中赤褐铁矿占铁矿物总量在90％以上的且铁矿物嵌布粒度极微细的赤铁矿石。
背景技术
极微细的赤铁矿是指铁矿石中铁矿物堪布粒度微细，在磨矿细度在-0.030mm≥85％的情况下，铁矿物的单体解离度只有80％左右的极微细粒赤铁矿石，属于极难选的铁矿石之一。
国内微细粒赤铁矿或混合铁矿石的选矿工艺流程主要有以下三种：
(1)半自磨-球磨-弱磁-强磁-混合精矿再磨反浮选工艺，以太钢袁家村铁矿为代表。该工艺的优点是流程短，缺点是入磨矿前没有预选抛尾，磨矿能耗搞；而且混合精矿再磨后直接进入反浮选，矿泥容易影响浮选指标；
(2)阶段磨矿-弱磁、重选、强磁-絮凝脱泥阴离子反浮选工艺以湖南祁东铁矿为代表。该工艺的优点是提前获得了部分铁精矿；缺点是流程长、流程结构复杂、而且同样没有解决磨矿前预选抛尾的问题。
(3)洗矿-破碎-干选得块精抛块尾、中矿阶段磨矿-阶段强磁选的选矿工艺流程，以马钢姑山铁矿为代表。该工艺的优点是磨前可获得块精矿、抛除矿尾矿；磨选工艺流程相对简单；缺点是：(1)块精矿铁品位低，已不能适应下游产业的需求；(2)因铁矿物嵌布粒度极微细，现磨矿至-0.076mm 85％，铁精矿品位仅56.0％-57.0％；(3)矿石硬度大，中矿入再磨，再磨量大，磨矿成本高。
为了解决微细粒赤铁矿石的选矿技术难题，国内有关高校、科研院所进行了大量的技术研究和攻关，并取得了一定的技术进展。《现代矿业》2013年7月第7期发表的“某磁、赤铁矿石选矿工艺优化试验”一文中，对弱磁选尾矿采用强磁选－再磨－反浮选工艺，提高了赤铁矿精矿的铁品位和回收率，但该工艺与前述工艺(1)类似，未能解决磨前预选、以及磁选混合精矿再磨后直接浮选，矿泥容易恶化浮选指标等问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有微细粒赤铁矿选矿技术中存在的能耗高、流程长、流程结构复杂、微细粒尾矿产生量大、矿泥恶化浮选指标的问题，而提供一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法。
为实现本发明的上述目的，本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法采用的技术方案为：
本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，采用以下工艺实施：
(1)高压辊磨-湿式粗粒强磁预选
将极微细粒赤铁矿石破碎至-20mm后，进行高压辊磨至-3mm；将高压辊磨产品给入湿式粗粒强磁预选作业，湿式粗粒强磁预选作业采用一次粗选、一次扫选，排出粗粒强磁预选尾矿，获得的一次粗选精矿、一次扫选精矿合并为湿式粗粒强磁预选精矿。
(2)湿式粗粒强磁预选精矿一段磨矿-一段强磁选一粗一扫抛尾
将步骤(1)获得的湿式粗粒强磁预选精矿给入一段磨矿作业，磨矿粒度控制在-0.076mm粒级含量81％～87％范围，一段磨矿产品给入一段强磁选一粗一扫抛尾业，一段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的一段强磁粗选精矿、一段强磁扫选精矿合并为一段强磁混合精矿。
(3)一段强磁混合精矿二段磨矿-二段强磁选一粗二扫抛尾
将步骤(2)获得的一段强磁混合精矿给入二段磨矿作业，磨矿设备采用塔磨机，磨矿粒度控制在-0.030mm粒级含量85％～92％范围；二段磨矿产品给入二段强磁选一粗二扫抛尾作业，二段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的二段强磁粗选精矿、二段强磁一扫精矿、二段强磁二扫精矿合并为二段强磁混合精矿。
(4)二段强磁混合精矿阴离子反浮选
将二段强磁混合精矿给入阴离子反浮选作业，阴离子反浮选作业采用一次粗选、2～3次扫选。采用氢氧化钠为pH调整剂；水玻璃、羧甲基纤维素、聚羧酸盐按8:(0.8～1.2):(0.8～1.2)的复配为分散剂；葛根淀粉为铁矿物抑制剂；石灰为活化剂；RA-935为捕收剂。
步骤(1)中，湿式粗粒强磁粗选采用粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度在0.9～1.15T范围；湿式粗粒强磁扫选亦采用粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度在1.3～1.5T之间。
步骤(2)中，一段磨矿采用锥形球磨机；一段强磁粗选、一段强磁扫选皆采用立环脉动高梯度强磁选机，一段强磁粗选磁场强度在0.9～1.15T范围，一段强磁扫选磁场强度在1.3～1.5T之间。
步骤(3)中，二段强磁粗选、二段强磁一扫、二段强磁二扫皆采用立环脉动高梯度强磁选机，二段强磁粗选磁场强度在0.95～1.2T范围，二段强磁一扫磁场强度在1.35～1.5T之间，二段强磁二扫磁场强度亦在1.35～1.5T之间。
步骤(4)中，采用一次粗选、三次扫选为宜，其中一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药为佳，从而将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1-1、反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4四段；一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药为好，从而将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1-1、反浮扫选1-2、反浮扫选1-3三段；二次扫选仅为反浮扫选2一段，三次扫选亦仅为反浮扫选3一段，二扫精矿、三扫精矿集中返回到一次粗选。
所述反浮粗选1-1的药剂制度为：pH调整剂氢氧化钠用量为800～1200g/t，复合分散剂用量为800～1200g/t，抑制剂葛根淀粉用量为800～1200g/t，活化剂石灰用量500～700g/t，捕收剂RA-935用量为350～500g/t。
所述反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4各段只添加捕收剂RA-935，用量分别为70～90g/t、70～90g/t、70～90g/t、70～90g/t。
所述反浮扫选1-1不加药，反浮扫选1-2、反浮扫选1-3各段只添加捕收剂RA-935，用量分别为140～180g/t、140～180g/t。
所述的反浮扫选2捕收剂RA-935用量为140～180g/t。
所述的反浮扫选3不加药。
上述所有药剂添加量均换算为对浮选给矿的干矿量。
上述磨矿粒度、磁场强度、药剂用量等参数的具体值，皆可以根据矿石性质，通过实验室试验结果确定。
与现有技术相比，本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法具有如下优点：
①将极微细粒赤铁矿石原矿破碎产品(-20mm)高压辊磨至-3mm，然后进行湿式粗粒强磁预选，经过一次粗选、一次扫选，可以抛除产率15％以上的湿式粗粒强磁尾矿，并将入磨矿石铁品位提高5～8个百分点。
②磨矿后的强磁选作业采用超高磁场强度的脉动高梯度强磁选设备，通过多次选别，提高金属回收率。
③在二段磨矿粒度达-0.030mm 90％左右的条件下，一般是直接进行浮选；本发明在浮选前设置强磁选作业，既提高入浮品位，又可脱除极微细粒矿泥，避免矿泥对浮选的不利影响。
④浮选粗选采用分段加药，粗选获得浮选精矿1；各次粗选获得的泡沫产品集中给入到一次反浮扫选作业，一次反浮扫选也采用分段加药，获得浮选精矿2；反浮扫选2、反浮扫选3的精矿集中返回粗选。浮选分两段获得铁精矿，有利于浮选系统的稳定，大大降低中矿的循环量。
附图说明
图1为本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之磨矿－强磁选部分原则工艺流程图；
图2为本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之阴离子反浮选部分原则工艺流程图；
图3为本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之磨矿－强磁选部分实施例的数质量流程图；
图4为本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之阴离子反浮选部分的数质量流程图。
具体实施方式
为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法做进一步详细说明。
极微细粒赤铁矿石样品取自华东地区某铁矿，原矿化学多元素分析结果分别见表1、铁物相分析结果见表2。
表1原矿化学多元素分析结果(％)
| 化验项目 | 含量(％) | 化验项目 | 含量(％) |
| TFe | 44.12 | Na<sub>2</sub>O | 0.186 |
| SiO<sub>2</sub> | 24.30 | MnO | 0.116 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3.82 | V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 0.217 |
| CaO | 2.19 | TiO<sub>2</sub> | 0.251 |
| MgO | 0.312 | CuO | 0.030 |
| S | 0.121 | ZnO | 0.030 |
| P | 0.732 | Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.008 |
| K<sub>2</sub>O | 0.123 | NiO | <0.005 |
表2原矿铁物相分析结果
| 铁相 | 铁相含铁量 | 占有率 |
| 磁铁矿之铁 | 0.67 | 1.51 |
| 赤褐铁矿之铁 | 42.51 | 96.02 |
| 黄铁矿之铁 | 0.19 | 0.43 |
| 磁黄铁矿之铁 | / | / |
| 碳酸铁之铁 | 0.60 | 1.36 |
| 硅酸铁之铁 | 0.30 | 0.68 |
| 合计 | 44.27 | 100.00 |
由表1、表2可看出，本矿石为高磷高硅铁矿石，硅为主要杂质元素，矿石中主要可回收的有用铁矿物为赤(褐)铁矿。
该极微细粒赤铁矿石，选矿厂采用洗矿-破碎-干选得块精抛块尾、中矿阶段磨矿-阶段强磁选的选矿工艺流程，主要存在如下问题：
(1)块精矿铁品位低，已不能适应下游产业的需求；
(2)铁矿物嵌布粒度极微细，现磨矿至-0.076mm 85％，铁精矿品位仅56.0％～57.0％；在磨到-0.030mm粒级含量90％的情况下，才只有85％左右的铁矿物单体解离；
(3)矿石硬度大，中矿入再磨，再磨量大，磨矿成本高。
由图1所示的本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之磨矿－强磁选部分原则工艺流程图、图2所示的本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之阴离子反浮选部分原则工艺流程图看出，本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法采用以下工艺、步骤实施：
(1)高压辊磨-湿式粗粒强磁预选
将极微细粒赤铁矿石破碎至-20mm后，进行高压辊磨至-3mm；将高压辊磨产品给入湿式粗粒强磁预选作业，湿式粗粒强磁预选作业采用一次粗选、一次扫选，排出粗粒强磁预选尾矿，获得的一次粗选精矿、一次扫选精矿合并为湿式粗粒强磁预选精矿。
在该步骤中，高压辊磨采用实验室GM80/25型高压辊磨机；湿式粗粒强磁粗选采用Slon-750型粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度1.0T；湿式粗粒强磁扫选亦采用Slon-750型粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度1.4T。
(2)湿式粗粒强磁预选精矿一段磨矿-一段强磁选一粗一扫抛尾
将步骤(1)获得的湿式粗粒强磁预选精矿给入一段磨矿作业，磨矿粒度控制在-0.076mm粒级含量85％，一段磨矿产品给入一段强磁选一粗一扫抛尾业，一段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的一段强磁粗选精矿、一段强磁扫选精矿合并为一段强磁混合精矿。
在该步骤中，一段磨矿采用实验室Ф240×90锥形球磨机；一段强磁粗选、一段强磁扫选皆采用Slon-750(1.5T)立环脉动高梯度强磁选机，一段强磁粗选磁场强度为1.0T，一段强磁扫选磁场强度为1.4T。
(3)一段强磁混合精矿二段磨矿-二段强磁选一粗二扫抛尾
将步骤(2)获得的一段强磁混合精矿给入二段磨矿作业，磨矿设备采用塔磨机，磨矿粒度控制在-0.030mm粒级含量90％；二段磨矿产品给入二段强磁选一粗二扫抛尾作业，二段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的二段强磁粗选精矿、二段强磁一扫精矿、二段强磁二扫精矿合并为二段强磁混合精矿。
在该步骤中，磨矿采用实验室JM-260型塔磨机；二段强磁粗选、二段强磁一扫、二段强磁二扫皆采用Slon-750(1.5T)立环脉动高梯度强磁选机，二段强磁粗选磁场强度1.0T，二段强磁一扫磁场强度1.4T，二段强磁二扫磁场强度亦为1.4T。
(4)二段强磁混合精矿阴离子反浮选
将二段强磁混合精矿给入阴离子反浮选作业，阴离子反浮选作业采用一次粗选、三次扫选。采用氢氧化钠为pH调整剂；水玻璃、羧甲基纤维素、聚羧酸盐按8:1:1的复配为分散剂；葛根淀粉为铁矿物抑制剂；石灰为活化剂；RA-935为捕收剂，RA-935也称RA935，在市场购得。
步骤(4)中，采用一次粗选、三次扫选为，其中一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药，从而将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1-1、反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4四段；一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药，从而将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1-1、反浮扫选1-2、反浮扫选1-3三段；二次扫选仅为反浮扫选2一段，三次扫选亦仅为反浮扫选3一段，二扫精矿、三扫精矿集中返回到一次粗选。
所述反浮粗选1-1的药剂制度为：pH调整剂氢氧化钠用量为1000g/t，复合分散剂用量为1000g/t，抑制剂葛根淀粉用量为1000g/t，活化剂石灰用量600g/t，捕收剂RA-935用量为400g/t。
所述反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4各段只添加捕收剂RA-935，用量分别为80g/t、80g/t、80g/t、80g/t。
所述反浮扫选1-1不加药，反浮扫选1-2、反浮扫选1-3各段只添加捕收剂RA-935，用量分别为140～180g/t、140～180g/t。
所述的反浮扫选2捕收剂RA-935用量为140～180g/t。
由图3所示的本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之磨矿－强磁选部分实施例的数质量流程图、图4所示的本发明一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法之阴离子反浮选部分的数质量流程图看出，实施例中极微细粒赤铁矿石原矿，TFe 44.12％，经过本发明提供的方法进行选别，获得了最终铁精矿品位63.45％铁精矿，首次将嵌布粒度如此之细的赤铁矿石铁精矿品位提高到63.0％以上，铁回收率达68.69％。
试验研究表明，本发明将极微细粒赤铁矿石原矿破碎产品(-20mm)高压辊磨至-3mm，然后进行湿式粗粒强磁预选，经过一次粗选、一次扫选，可以抛除产率15.09％、铁品位仅9.80％的湿式粗粒强磁尾矿，并将入磨矿石铁品位由44.12％提高到50.22％；本发明在磨矿后的强磁选作业采用超高磁场强度的脉动高梯度强磁选设备，通过多次选别，大大提高了金属回收率；在二段磨矿粒度达-0.030mm90％的条件下，一般是直接进行浮选；而本发明在浮选前设置强磁选作业，打破了铁矿石选矿在磨矿粒度微细条件下不宜采用强磁选的惯例，起到了意想不到的技术效果，既提高入浮品位，又可脱除极微细粒矿泥，避免矿泥对浮选的不利影响；此外，本发明浮选粗选采用分段加药，粗选获得浮选精矿1；各次粗选获得的泡沫产品集中进行扫选1，也采用分段加药，获得浮选精矿2；扫选2、扫选3的精矿集中返回粗选。浮选分两段获得铁精矿，有利于浮选系统的稳定，大大降低了中矿的循环量。
此外，本发明在步骤4)中还进行了反浮粗选一段加药、反浮一次扫一段加药的对比试验，药剂总用量与上述实施例相同，但获得的铁精矿品位仅为61.5％、铁回收率仅为65.2％。通过对比试验结果充分说明：本发明在步骤4)中，一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药，将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1-1、反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4四段，一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药，将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1-1、反浮扫选1-2、反浮扫选1-3三段，取得了铁精矿品位、铁回收率双双大幅度提高的显著效果。
Claims (6)
1.一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，其特征在于采用以下工艺实施：
(1)高压辊磨-湿式粗粒强磁预选
将极微细粒赤铁矿石破碎至-20mm后，进行高压辊磨至-3mm；将高压辊磨产品给入湿式粗粒强磁预选作业，湿式粗粒强磁预选作业采用一次粗选、一次扫选，排出粗粒强磁预选尾矿，获得的一次粗选精矿、一次扫选精矿合并为湿式粗粒强磁预选精矿；
(2)湿式粗粒强磁预选精矿一段磨矿-一段强磁选一粗一扫抛尾
将步骤(1)获得的湿式粗粒强磁预选精矿给入一段磨矿作业，磨矿粒度控制在-0.076mm粒级含量81％～87％范围，一段磨矿产品给入一段强磁选一粗一扫抛尾业，一段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的一段强磁粗选精矿、一段强磁扫选精矿合并为一段强磁混合精矿；
(3)一段强磁混合精矿二段磨矿-二段强磁选一粗二扫抛尾
将步骤(2)获得的一段强磁混合精矿给入二段磨矿作业，磨矿设备采用塔磨机，磨矿粒度控制在-0.030mm粒级含量85％～92％范围；二段磨矿产品给入二段强磁选一粗二扫抛尾作业，二段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的二段强磁粗选精矿、二段强磁一扫精矿、二段强磁二扫精矿合并为二段强磁混合精矿；
(4)二段强磁混合精矿阴离子反浮选
将二段强磁混合精矿给入阴离子反浮选作业，阴离子反浮选作业采用一次粗选、2～3次扫选。采用氢氧化钠为pH调整剂；水玻璃、羧甲基纤维素、聚羧酸盐按8:(0.8～1.2):(0.8～1.2)的复配为分散剂；葛根淀粉为铁矿物抑制剂；石灰为活化剂；RA-935为捕收剂。
2.如权利要求1所述的一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，其特征在于：步骤(1)中，湿式粗粒强磁粗选采用粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度在0.9～1.15T范围；湿式粗粒强磁扫选亦采用粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度在1.3～1.5T之间。
3.如权利要求2所述的一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，其特征在于：步骤(2)中，一段磨矿采用锥形球磨机；一段强磁粗选、一段强磁扫选皆采用立环脉动高梯度强磁选机，一段强磁粗选磁场强度在0.9～1.15T范围，一段强磁扫选磁场强度在1.3～1.5T之间。
4.如权利要求1、2或3所述的一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，其特征在于：步骤(3)中，二段强磁粗选、二段强磁一扫、二段强磁二扫皆采用立环脉动高梯度强磁选机，二段强磁粗选磁场强度在0.95～1.2T范围，二段强磁一扫磁场强度在1.35～1.5T之间，二段强磁二扫磁场强度亦在1.35～1.5T之间。
5.如权利要求4所述的一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，其特征在于：步骤(4)中，采用一次粗选、三次扫选，其中一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药，将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1-1、反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4四段；一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药，将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1-1、反浮扫选1-2、反浮扫选1-3三段；二次扫选采用单点加药，即只有反浮扫选2一段，三次扫选亦采用单点加药，即只有反浮扫选3一段；二扫精矿、三扫精矿集中返回到一次粗选。
6.如权利要求5所述的一种极微细粒赤铁矿石的选矿方法，其特征在于：
所述反浮粗选1-1的药剂制度为：pH调整剂氢氧化钠用量为800～1200g/t，复合分散剂用量为800～1200g/t，抑制剂葛根淀粉用量为800～1200g/t，活化剂石灰用量500～700g/t，捕收剂RA-935用量为350～500g/t；所述反浮粗选1-2、反浮粗选1-3、反浮粗选1-4各段只添加捕收剂RA-935，用量分别为70～90g/t、70～90g/t、70～90g/t、70～90g/t；所述反浮扫选1-1不加药，反浮扫选1-2、反浮扫选1-3各段只添加捕收剂RA-935，用量分别为140～180g/t、140～180g/t；所述的反浮扫选2捕收剂RA-935用量为140～180g/t；所述的反浮扫选3不加药。
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