低品位微細(xì)粒鐵礦石選礦工藝技術(shù)

1、低品位微細(xì)粒鐵礦石選礦工藝技術(shù) 目前，我國鐵礦資源中易選的鐵礦資源日益減少，鐵礦資源特點(diǎn)是貧礦多，富礦少，伴生礦產(chǎn)多，礦石組分比較復(fù)雜，礦石嵌布粒度大多較細(xì)，給選礦造成一定的困難。從技術(shù)上來講，迫切需要先進(jìn)的技術(shù)、先進(jìn)的工藝和先進(jìn)的設(shè)備，來推動貧鐵礦資源的高效開發(fā)與利用。從經(jīng)濟(jì)效益來講，選礦廠對于貧鐵礦的生產(chǎn)，必須擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，必須擴(kuò)大原礦的處理能力，節(jié)能降耗，降低選礦加工成本，才會有較好的經(jīng)濟(jì)效益。在礦石進(jìn)入磨礦作業(yè)之前，將混入礦石中的一部分脈石礦物預(yù)選剔除，實(shí)現(xiàn)該丟早丟，以利于提高原礦品位。采用超細(xì)碎粗粒拋尾優(yōu)化的預(yù)選工藝，這是貧鐵礦提高生產(chǎn)能力、節(jié)能降耗、創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益行之有效的方法

2、。湖北某地鐵礦原礦品位tfe含量1415%，伴生有鈦鐵礦，其tio2含量67%礦區(qū)tfe總儲量1.9億余萬噸，tio21000余萬噸，適宜露天開采。由于該礦為貧鐵礦床，一直未得到開采利用，隨著國內(nèi)鐵礦石形勢好轉(zhuǎn)，選礦技術(shù)水平的提高，迫切需要先進(jìn)的選礦工藝和設(shè)備來推動貧鐵礦資源的高效開發(fā)與利用，這是該礦山當(dāng)前首要任務(wù)。湖北某地鐵礦曾在19802005年委托多家研究所對該鐵礦石進(jìn)行了多次選礦試驗(yàn)，但一直未獲得合適的選礦工藝流程及較好的選礦指標(biāo)。一般獲得選礦技術(shù)指標(biāo)：鐵精礦產(chǎn)率為14.77%12.96%；鐵精礦品位tfe含量為58.4563.35%；回收率為57.1254.32%。為了獲得較好的選礦

3、工藝和選礦技術(shù)指標(biāo)，為了探討最佳的鐵礦石預(yù)選新工藝和新設(shè)備，于2009年7月委托我們，為礦山建設(shè)500萬噸/年選礦廠做鐵礦選礦研究試驗(yàn)，為選礦工藝設(shè)計(jì)，設(shè)備選型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。針對湖北谷城縣鐵礦貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，如果采用常規(guī)的選礦工藝處理這種礦石，單位電耗高、鋼耗高、水耗高、經(jīng)濟(jì)效益差。因此我們提出了優(yōu)化貧鐵礦超細(xì)碎預(yù)選工藝：選用高效節(jié)能的超細(xì)碎設(shè)備輥式磨機(jī)，采用多碎少磨的工藝，降低鐵礦石入球磨機(jī)的粒度，為鐵礦石入球磨機(jī)之前進(jìn)行粗粒拋尾，實(shí)現(xiàn)該丟早丟，充分回收，創(chuàng)造了有利條件，這對貧鐵礦石提高磨礦系統(tǒng)生產(chǎn)能力，節(jié)能降耗，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。該項(xiàng)目小型試驗(yàn)

4、，采用輥式磨機(jī)超細(xì)碎(05mm)干式弱磁選機(jī)粗粒拋尾磨礦二段濕式弱磁選機(jī)精選開路工藝流程。當(dāng)原礦品位tfe含量為15.25%時(shí)，獲得了鐵精礦產(chǎn)率為14.49%；鐵精礦品位tfe含量為65.12%；回收率為61.90%的較佳選礦技術(shù)指標(biāo)，為設(shè)計(jì)建廠提供了依據(jù)。1、輥式磨機(jī)超細(xì)碎對嵌布粒度極細(xì)低品位鐵礦的作用嵌布粒度極細(xì)低品位鐵礦石在進(jìn)行超細(xì)碎作業(yè)時(shí)，由于鐵礦石在料層的狀況下，受到快速旋轉(zhuǎn)的磨輥反復(fù)多次碾壓和搓揉，使得礦石碾壓成細(xì)粒及粉末狀。從而使有用礦物與脈石的結(jié)合界面即會發(fā)生疲勞斷裂或發(fā)生微裂紋和內(nèi)應(yīng)力，部分的結(jié)合界面也會完全分離。這樣很大一部分有用礦物便獲得了完全的單體解離，另一部分沒有完全

5、單體解離的顆粒內(nèi)部的結(jié)合界面處，也會產(chǎn)生微裂紋或內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)獲得了完全單體解離或部分單體解離的顆粒，進(jìn)入預(yù)選作業(yè)粗粒拋尾時(shí)，便可獲得品位較高的粗精礦和品位較低的尾礦。這種脈石礦物較少的粗精礦進(jìn)入球磨機(jī)時(shí)，沒有完全單體解離的顆粒內(nèi)部的結(jié)合界面，由于含有大量的微裂紋和內(nèi)應(yīng)力，因此在球磨機(jī)中，這部分顆粒中的有用礦物和脈石便很容易獲得更好的單體解離。這樣粗精礦磨礦后有利于磁選精選作業(yè)提高最終精礦的品位。嵌布粒度極細(xì)低品位鐵礦石經(jīng)輥式磨機(jī)超細(xì)碎后，預(yù)選：干式弱磁選可以拋棄40%左右品位較低的尾礦，濕式弱磁選可以拋棄50%左右品位較低的尾礦。其原因在于輥式磨機(jī)超細(xì)碎產(chǎn)品的粒度很小，粒度分布范圍廣，其中-5m

6、m以下的粒級達(dá)80%以上，-1mm以下的粒級達(dá)50%以上，-200目粒級達(dá)20%左右，其超細(xì)碎產(chǎn)品呈粉末狀，所以這種粒級分布的鐵礦石進(jìn)行預(yù)選，粗粒拋尾時(shí)會獲得顯著的選別效果。2、湖北某地低品位鐵礦開發(fā)利用選礦技術(shù)2.1試樣的制備由湖北某地鐵礦采取具有代表性巖芯樣400kg，經(jīng)pe125×150型顎式破碎機(jī)破至25mm以下粒度后，再經(jīng)zmj900a輥式磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎至05mm，加工混勻，取出有代表性礦樣進(jìn)行原礦化學(xué)分析和原礦粒度分布特性篩析試驗(yàn)。然后用5mm標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，篩上產(chǎn)品反回輥式磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎后與篩下產(chǎn)品合并在一起，采用堆錐法混勻，然后分別縮分取樣，稱重進(jìn)行試樣配制，取出試驗(yàn)

7、樣品作為預(yù)選粗粒拋尾的試驗(yàn)樣品。2.2原礦輥式磨機(jī)出料篩析試驗(yàn)                          表1、原礦輥式磨機(jī)出料5 . 0mm篩析粒度分布表粒級(mm)+5-5+3-3+2-2+1-1+0.5-0.5+0.2-0.2+0.1-0.1+0.074-0.074合計(jì)含量（%）11.119.306.9510.0412.0110.91

8、14.544.6720.47100.00累積含量（%） 20.4127.3637.4049.4160.3274.8679.53100.00      表1的結(jié)果表明：原礦輥式磨機(jī)超細(xì)碎獲得了較好的結(jié)果：-5mm以下的粒級占88.89%，-0.074mm以下粒級占20.47%。超細(xì)碎后的鐵礦石粒級分布較均勻，此礦石粒度適合于粗粒拋尾，可在入球磨機(jī)前拋棄大量尾礦，減少粗精礦的入磨量和降低入球磨機(jī)粗精礦的粒度，提高粗精礦的品位，為下道磁選精選工序創(chuàng)造了良好的條件。   2.3礦石中鐵礦物的賦存狀態(tài)分布 

9、;                             表2、鐵的化學(xué)物相分析結(jié)果鐵礦物質(zhì)類型鈦磁鐵碳酸鐵硫化鐵硅酸鐵赤褐鐵tfe鐵含量%8.720.0280.315.430.5715.11分布率%57.710.522.0535.943.77100由表2可知，鐵主要分布在鈦磁鐵礦和硅酸鹽礦物中，磁性鐵中鐵的分布率為

10、54.27%。硅酸鹽礦物中鐵的分布率為35.94%，赤褐鐵礦中為3.77%；磁鐵礦可以通過弱磁工藝回收，赤褐鐵礦可以通過強(qiáng)磁工藝回收。2.4原礦多元素化學(xué)分析                                     

11、;                                          表3、原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果(%)元素tfefe2o3sio2al2o3na2omgo含量14.6818

12、.2735.875.300.5412.25元素caok2otio2mnoso3p2o5含量17.050.606.460.210.581.32元素srozro2cuoznobaocl含量0.0310.0950.0150.0270.0640.025表3礦樣的化學(xué)成分分析表明：礦石tfe含量較低，僅為14.68% ，其中fe2o3的含量為18.27%；tio2含量為6.46%，鐵和鈦鐵礦是選礦主要回收的對象。雜質(zhì)so3含量為0.58%，p2o5含量為1.32%，有害元素硫和磷較高，需選礦進(jìn)行排除。2.5原礦主要礦物的嵌布粒度特征根據(jù)礦石嵌布粒度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)-0.074mm(-200目)

13、時(shí)，磁鐵礦、鈦鐵礦和黃鐵礦90%以上可單體解離，磨礦細(xì)度達(dá)-0.037mm（-400目）時(shí)，三種礦物單體解離度均達(dá)到98%以上，要使三種礦物完全單體解離，磨礦細(xì)度應(yīng)在0.074mm0.037mm。3.原礦超細(xì)碎預(yù)選粗粒拋尾試驗(yàn)3.1干式弱磁選機(jī)粗粒拋尾試驗(yàn) 原礦采用本公司生產(chǎn)的型號為zmj900a輥式磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎，原礦給礦粒度為30mm，一次將礦石碎至05mm，生產(chǎn)能力為2030t/h。超細(xì)碎產(chǎn)品經(jīng)預(yù)先篩分至-5mm以下粒級后，用yc400-400型干式弱磁選機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾。由條件試驗(yàn)結(jié)果確定：干式弱磁選機(jī)試驗(yàn)條件為：固定磁場強(qiáng)度為1400oe，分選輥筒轉(zhuǎn)速56rpm，處理量為3t

14、/h。改變尾礦擋板距筒皮的距離，進(jìn)行尾礦量的條件試驗(yàn)。其工藝流程圖見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4。                    表4、原礦干式弱磁選機(jī)尾礦擋板條件(-5mm)粗粒拋尾試驗(yàn)結(jié)果磁場強(qiáng)度(ka/m)擋板距離（mm）粒級（mm）產(chǎn)品產(chǎn)率%品位%回收率%tfetfe111.4400-5粗精礦66.9118.0183.62尾礦33.097.1316.38原礦100.0014.41100.00111.

15、4200-5粗精礦60.8619.9181.23尾礦39.147.1618.77原礦100.0014.92100.00111.4100-5粗精礦56.6520.6378.61尾礦43.357.3321.39原礦100.0014.87100.00    從表4可知，原礦輥式磨機(jī)超細(xì)碎0-5mm粗粒拋尾獲得良好的選礦指標(biāo)。隨著干式弱磁選機(jī)尾礦擋板距筒皮越近，截得的尾礦越多，尾礦品位和粗精礦品位也隨著提高，但回收率有所下降。試驗(yàn)確定尾礦擋板距筒皮距離為10mm為合適。干式磁選可以拋棄產(chǎn)率為43.35%；品位tfe含量為7.33%；回收率為21.39%的尾礦。3.2濕式弱

16、磁選機(jī)粗粒拋尾試驗(yàn)    原礦輥式磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎后采用dc400-300型濕式電磁弱磁筒式磁選機(jī)，固定磁場強(qiáng)度1325oe，分選輥筒轉(zhuǎn)速56ypm，處理量為3t/h，改變給礦粒度，進(jìn)行粗粒拋尾試驗(yàn)，其工藝流程圖見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表5。                        表5  原礦濕式弱磁選機(jī)給礦粒度條件粗粒拋尾試驗(yàn)

17、結(jié)果磁場強(qiáng)度(ka/m)給礦濃度（%）粒級（mm）產(chǎn)品產(chǎn)率%品位%回收率%tfetfe105.4400-5粗精礦43.3825.5473.28尾礦56.627.1426.72原礦100.0015.12100.00105.4400-3粗精礦39.8125.8570.38尾礦60.197.1929.62原礦100.0014.62100.00105.4400-2粗精礦39.2227.2771.62尾礦60.786.9828.38原礦100.0014.94100.00     從表5可知，原礦輥式磨機(jī)超細(xì)碎，-5mm；-3mm；-2mm以下的粒級，采用濕式弱磁選

18、機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾，獲得了較佳的選礦指標(biāo)，隨著給礦粒度的減小，拋出的尾礦產(chǎn)率增加，而尾礦品位變化不大，但粗精礦的品位明顯增加，回收率約有減少，試驗(yàn)確定磁場強(qiáng)度在12001325oe、給礦粒度在35mm以下粒級為合適。4.原礦輥式磨機(jī)超細(xì)碎粗粒拋尾磨礦二段濕式弱磁選開路工藝流程試驗(yàn)    原礦輥式磨機(jī)超細(xì)碎至05mm后，經(jīng)篩分至0-5mm，然后用干式弱磁選機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾，所得到的粗精礦再進(jìn)行磨礦，細(xì)度為-200目占99.67%，然后再進(jìn)行二段濕式磁選，最后獲得高品位的鐵精礦。其工藝流程圖見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表6。    從表6試驗(yàn)結(jié)果可知，原

19、礦用輥式磨機(jī)超細(xì)碎干式弱磁選機(jī)粗粒拋尾磨礦二段濕式弱磁選機(jī)精選開路流程，獲得了較佳的選礦指標(biāo)。試驗(yàn)條件選擇干式弱磁選機(jī)擋板距離為20mm為合適。所取得的選礦技術(shù)指標(biāo)為：鐵精礦率為14.49%；鐵精礦品位tfe含量為65.12%；回收率為61.90%. 5. 結(jié)語5.1 湖北省嵌布粒度極細(xì)的低品位磁鈦鐵礦經(jīng)選礦優(yōu)化工藝的研究，采用輥式磨機(jī)技術(shù)，確定了輥式磨機(jī)超細(xì)碎（0-5mm）干式弱磁選機(jī)粗粒拋尾磨礦二段濕式弱磁選機(jī)精選工藝流程。采用這種優(yōu)化工藝，可以降低鐵礦石入球磨機(jī)的粒度，為鐵礦石入球磨機(jī)之前進(jìn)行粗粒拋尾，實(shí)現(xiàn)“該丟早丟”，創(chuàng)造了良好的條件，這對提高貧鐵礦磨礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，節(jié)能降耗，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有極其重要的意義。5.2 該貧磁鈦鐵礦主要回收的金屬礦物為磁鐵礦和鈦鐵礦。磁鐵礦可采用弱磁選回收。鈦鐵礦可采用強(qiáng)磁浮選工藝回收。最終產(chǎn)品必須除雜質(zhì)，降硫除磷。5.3 該礦中磁鐵礦、鈦鐵礦嵌布粒度一般在0.105mm(140目)0.052mm(300目)，嵌布粒度很細(xì)，磨礦粒度達(dá)-0.074mm(-200目)時(shí)，單體解離為90%以上；磨礦粒度達(dá)-0.037mm(-400目