某貧赤鐵礦選廠合理工藝流程的試驗(yàn)研究

陳中航,于克旭

(1.遼寧科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院,遼寧 鞍山 114051;2.鞍鋼礦研所,遼寧 鞍山 114021)

某貧赤鐵礦選廠合理工藝流程的試驗(yàn)研究

陳中航1,于克旭2

(1.遼寧科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院,遼寧 鞍山114051;2.鞍鋼礦研所,遼寧 鞍山114021)

在分析了某貧赤鐵礦礦石性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了兩種工藝流程的選別試驗(yàn)。通過(guò)連選試驗(yàn)指標(biāo)的對(duì)比，確定了階段磨礦、粗細(xì)分級(jí)、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)流程為處理該貧赤鐵礦的合理流程。試驗(yàn)結(jié)果表明：該流程具有結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行成本低、鐵回收率高、工藝可靠等優(yōu)點(diǎn)。

貧赤鐵礦；離心機(jī)；螺旋溜槽

某赤鐵礦中的鐵礦物主要為赤、褐鐵礦和磁鐵礦,及少量的碳酸鐵和硅酸鐵。該礦樣中,鐵礦物及脈石的嵌布粒度均偏細(xì)，且不均勻，選廠現(xiàn)生產(chǎn)流程為連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝，選別指標(biāo)一般，而且由于離心機(jī)的數(shù)量較多、作業(yè)率較低，生產(chǎn)不穩(wěn)定。為此,在詳細(xì)研究原礦性質(zhì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選礦廠和凌鋼保國(guó)鐵礦赤鐵礦選廠的生產(chǎn)工藝,進(jìn)行了階段磨礦、粗細(xì)分選，螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝和連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝兩種選別流程的對(duì)比試驗(yàn)[1-4]。從兩種工藝連選試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，采用階段磨礦、粗細(xì)分選，螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝，具有明顯的先進(jìn)性，為該選廠在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下確定合理的選別工藝流程、工藝指標(biāo)提供了技術(shù)依據(jù)[5]。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石的化學(xué)成分

對(duì)原礦進(jìn)行了化學(xué)多元素分析和物相分析，結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1 原礦物相分析結(jié)果(單位：%)

表2 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(單位：%)

分析表1及表2可以看出，原礦品位41.16%，亞鐵含量7.63%，硅酸鐵、碳酸鐵含量占全鐵含量的5.47%，赤鐵礦、褐鐵礦占全鐵含量的84.09%，該礦石為含有少量磁鐵礦的赤、褐鐵礦石。

1.2 礦石性質(zhì)、類(lèi)型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦樣巖相鑒定結(jié)果表明，礦樣中有用鐵礦物為赤鐵礦、鏡鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦及含鐵方解石，非工業(yè)用鐵礦物為鎂鐵閃石，有害鐵礦物為黃鐵礦及黃鉀鐵礬。各礦物結(jié)晶粒度較細(xì)且分布狀態(tài)較復(fù)雜。脈石礦物有石英、直閃石、藍(lán)閃石、方解石等。

結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，以半自形或它形細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)、包裹體結(jié)構(gòu)為主，有少量的氧化結(jié)構(gòu)、風(fēng)化結(jié)構(gòu)和浸染結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造多為緊密塊狀構(gòu)造及和少量的條帶狀構(gòu)造。

1.3 礦石的嵌布粒度

利用顯微圖像分析儀測(cè)定該礦樣鐵礦物和脈石礦物的嵌布粒度。結(jié)果表明,該礦石鐵礦物的平均粒度為20.46μm，且小于15μm鐵礦含量為20.25%，鐵礦物在磨礦過(guò)程中難以單體解離；脈石礦物嵌布粒度42.86μm，礦物嵌布粒度均偏細(xì)。

2 試驗(yàn)研究

2.1 條件實(shí)驗(yàn)

2.1.1 不同磨礦細(xì)度下礦石的磁選管分選試驗(yàn)

將原礦磨至不同粒度，(-200目含量)含量分別為61%、70%、81.5%、92%、96.5%，進(jìn)行了磁選管選別試驗(yàn)，磁選管中心場(chǎng)強(qiáng)為96kA/m ，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同磨礦粒度產(chǎn)品磁選管選別試驗(yàn)結(jié)果(單位：%)

從原礦磨礦細(xì)度-200目含量占61%、70%、81.5%、92%、96.5%的磁選選別試驗(yàn)結(jié)果看，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦品位明顯提高，而尾礦品位基本不變。磨礦產(chǎn)品粒度61%(-200目含量)時(shí)，磁選管精礦品位53.49%，產(chǎn)率為8.90%；磨礦產(chǎn)品粒度96.5%(-200目含量)時(shí)，磁選管精礦品位可達(dá)62.27%，但產(chǎn)率僅有5.5%。說(shuō)明該礦樣在細(xì)磨條件下，可以獲得品位60%以上的磁性礦，但產(chǎn)率較低。因此可以看出，要想取得較高的精礦指標(biāo)，必須進(jìn)行細(xì)磨。同時(shí)也可以看出，由于該貧赤鐵礦的嵌布粒度較細(xì)，無(wú)論采取階段磨選流程還是采用連續(xù)磨礦流程，都沒(méi)有太明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.1.2 不同磨礦細(xì)度下礦石的單體解離度測(cè)定

對(duì)該貧磁鐵礦在不同磨礦細(xì)度下進(jìn)行了單體解離度的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表4所示。

表4 不同磨礦細(xì)度單體解離度測(cè)定結(jié)果(單位：%)

從表4可見(jiàn)，原礦不同磨礦粒度解離度測(cè)定結(jié)果表明：原礦在磨礦粒度較粗(-200目含量占70%)時(shí)，鐵礦物的解離度已在60%以上，但要使鐵礦物解離度達(dá)到80%以上，則必需磨至-200含量92.27%以上，其解離度低于鞍山地區(qū)礦石在相同磨礦粒度下脈石的解離度。特別是脈石的解離度，在-200目含量占96.5%時(shí)只有56.83%，要確保精礦品位，將有大量連生體進(jìn)入尾礦，這將造成降低尾礦品位高、回收率低。

2.1.3 粗磨條件下采用兩段螺旋溜槽工藝的選別試驗(yàn)

將粒度為2～0mm的原礦用實(shí)驗(yàn)室Φ420×450mm濕式球磨機(jī)與Φ150mm螺旋分級(jí)機(jī)構(gòu)成的閉路磨礦系統(tǒng)磨至粒度(-200目含量)70%，經(jīng)攪拌槽攪拌，調(diào)整濃度在30%～40%，給入Φ400mm螺旋溜槽進(jìn)行粗選，粗螺精由泵給入Φ300mm螺旋溜槽進(jìn)行精選，精螺中礦自循環(huán)，試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)圖1。

圖1 兩段螺旋溜槽選別實(shí)驗(yàn)流程圖

從試驗(yàn)結(jié)果看，在原礦品位40.86%、磨礦粒度-200目含量占70%的條件下，經(jīng)兩段螺旋溜槽選別，可獲得品位62.13%、產(chǎn)率9.29%的重選精礦。這說(shuō)明原礦在粗磨的條件下，可提前獲得部分品位62%的粗粒精礦，但粗選螺旋溜槽的分選效果不明顯，這主要是原礦中礦泥的存在影響了螺旋溜槽的選別效果。因此，應(yīng)先進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)后再用螺旋溜槽進(jìn)行選別。另外，粗螺尾的品位較高，因此應(yīng)對(duì)其進(jìn)行掃選。

2.1.3 混磁精離心機(jī)選別條件試驗(yàn)

以原礦經(jīng)粗細(xì)分級(jí)、重-磁聯(lián)合流程選別得到的品位50.48%、-200目粒度98.40%(-200目含量)混磁精礦樣為離心機(jī)給礦，進(jìn)行不同轉(zhuǎn)數(shù)的離心機(jī)粗選和精選試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5、表6。試驗(yàn)所用的設(shè)備為試驗(yàn)室用Φ400×300mm離心機(jī)，其中一段離心機(jī)給礦濃度在15%左右，二段離心機(jī)給礦濃度在10%左右，二段離心機(jī)給礦為不同轉(zhuǎn)數(shù)條件下獲得的一離精的混合樣，給礦品位59.07%[6-7]。

表5 一段離心機(jī)條件試驗(yàn)(給礦品位50.48%)結(jié)果

表6 二段離心機(jī)條件試驗(yàn)(給礦品位59.07%)結(jié)果

從離心機(jī)條件試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，隨著離心機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)提高，離心機(jī)的精礦品位和尾礦品位均降低，回收率提高，混磁精經(jīng)兩段離心機(jī)選別可獲得品位較高的精礦。

2.2 試驗(yàn)流程的選擇

根據(jù)該礦石細(xì)粒不均勻嵌布的原礦性質(zhì)和選廠現(xiàn)有工藝，確定采用單一磁重選流程處理。對(duì)該赤鐵礦石的單一磁重磁選試驗(yàn),擬采用以下兩種工藝流程進(jìn)行對(duì)比。

1) 連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝。以鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選礦廠2007年改造前的連續(xù)磨礦流程為借鑒，同時(shí)混磁精部分的處理由原來(lái)的一粗一精三掃浮選工藝改為一粗一精兩段離心機(jī)重選工藝。

2) 階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝。以鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選礦廠2007年改造后的階段磨礦流程為借鑒，同時(shí)混磁精部分的處理由原來(lái)的一粗一精三掃浮選工藝改為一粗一精兩段離心機(jī)重選工藝。

2.3 連選試驗(yàn)

根據(jù)所確定的兩種工藝流程，分別進(jìn)行了連選試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程分別如圖2、圖3所示。

圖2 兩段連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝

2.4 連選試驗(yàn)結(jié)果分析

2.4.1 工藝參數(shù)及選別指標(biāo)對(duì)比

給礦品位40.86% 的原礦，經(jīng)“連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁掃選-離心機(jī)工藝”、 “ 階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”兩種工藝流程選別，獲得的指標(biāo)及工藝參數(shù)見(jiàn)表7。

從兩種流程指標(biāo)對(duì)比看：兩種流程的精礦品位基本相當(dāng)，但“階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”的精礦產(chǎn)率稍高，金屬回收率稍高。綜合來(lái)看， “階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”的選別指標(biāo),略優(yōu)于“連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁掃選-離心機(jī)再磨再選工藝”的選別指標(biāo)。

圖3 階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝

表7 兩種流程選別指標(biāo)及工藝參對(duì)比表

2.4.2 流程結(jié)構(gòu)對(duì)比

“連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁掃選-離心機(jī)工藝”流程，與“階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”流程相比流程簡(jiǎn)單，沒(méi)有中礦返回，對(duì)生產(chǎn)操作控制有益。不足之處是二次磨礦粒度要求96%(-200目含量)，這一方面降低了二次磨機(jī)的處理能力，另一方面會(huì)增加-10μm級(jí)別產(chǎn)品的含量。

階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”流程相對(duì)于“連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁掃選-離心機(jī)工藝”流程的最大好處，是給入離心機(jī)的礦量明顯減少，產(chǎn)率由原來(lái)的77.26%減少到46.93%，這極大地減少了離心機(jī)的臺(tái)數(shù)，能較大的提高設(shè)備的作業(yè)率。

“階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”流程，采用粗細(xì)分選工藝，能有效地發(fā)揮螺旋溜槽和離心機(jī)各自的優(yōu)勢(shì)，解決了不同作業(yè)對(duì)給礦粒度的不同要求。螺旋溜槽作業(yè)對(duì)礦量和濃度的變化適應(yīng)性強(qiáng)，指標(biāo)穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，能夠取得合格的粗粒精礦；而離心機(jī)工藝適宜處理細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品，粗細(xì)分級(jí)后，實(shí)現(xiàn)了窄級(jí)別入選的合理選礦過(guò)程，有利于提高選礦技術(shù)指標(biāo)[8-9]。

3 “階段磨礦、粗細(xì)分選，螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝” 流程分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和對(duì)比分析，確定采用“階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝” 流程，該流程有如下特點(diǎn)：

1) 粗細(xì)分選工藝能有效的發(fā)揮螺旋溜槽和離心機(jī)的各自的優(yōu)勢(shì)，解決了兩種設(shè)備對(duì)給礦粒度的不同要求。螺旋溜槽作業(yè)對(duì)礦量和濃度的變化適應(yīng)性強(qiáng)，指標(biāo)穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，作業(yè)率較高，能夠取得合格的粗粒精礦。而離心機(jī)工藝適宜處理細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品，粗細(xì)分級(jí)后，實(shí)現(xiàn)了窄級(jí)別入選的合理選別過(guò)程，有利與提高選礦技術(shù)指標(biāo)。

2) 應(yīng)用螺旋溜槽處理粗級(jí)別產(chǎn)品，減少了原來(lái)的“連續(xù)磨礦、弱磁-強(qiáng)磁掃選-離心機(jī)工藝”流程中由離心機(jī)所處理的礦量，有效克服了離心機(jī)處理量小、作業(yè)率低的缺點(diǎn)，使生產(chǎn)更加穩(wěn)定。

3) 應(yīng)用離心機(jī)處理細(xì)粒級(jí)物料，可以有效剔除單體脈石和貧連生體，其品位可以從46.93%提高到64.84%，精礦品位提高幅度較大，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

4 結(jié)語(yǔ)

1) “階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”流程，是處理該貧赤鐵礦的合理流程。試驗(yàn)室連選試驗(yàn)取得了原礦品位40.86%、精礦品位64.35%、尾礦品位23.77%、金屬回收率66.33%的較好指標(biāo)。

2) “階段磨礦、粗細(xì)分選、螺旋溜槽-強(qiáng)磁-離心機(jī)工藝”流程適合原礦性質(zhì)，充分發(fā)揮了螺旋溜槽和離心機(jī)各自的優(yōu)勢(shì)，能夠獲得良好指標(biāo)，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

3) 整個(gè)流程為磁重選流程，工藝可靠，選礦指標(biāo)較好，生產(chǎn)成本低。

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Experimentalresearchonthereasonableflowsheetonsomeleanhematiteprocessingplant

CHEN Zhong-hang1,YU Ke-xu2

(1.School of mining engineering,University of Science and Technology Liaoning,Anshan114051,China;2.Anshan Mining Research Institute,Anshan114021,China)

Based on the study on the properties of the lean hematite,successive separating experiment with two different flowsheets was made.Through the comparison of the separating index,conclusion was made that the flowsheet consisting of stage grinding,classification of coarse and fine size ,spiral cute-high intensity magnetic separation-centrifugal separator flowsheet was the rational one in treating the lean hematite.The results show:this processing flowsheet is reasonable in strucrure,reliable and applicable in practice ,meanwhile the operation cost is low and a high recovery can be achieved.

lean hematite；centrifugal separator；spiral cute

TD951.1

B

1004-4051(2013)02-0081-05

2012-06-05

陳中航，講師，主要從事磁、重選的研究和教學(xué)工作。

青海發(fā)現(xiàn)首例巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床

夏日哈木銅鎳鈷礦是青海東昆侖地區(qū)發(fā)現(xiàn)的首例具有一定規(guī)模的巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床，該礦床的發(fā)現(xiàn)昭示區(qū)內(nèi)該類(lèi)型礦床具有巨大的成礦潛力，對(duì)區(qū)域上乃至整個(gè)東昆侖地區(qū)和全國(guó)尋找該類(lèi)型礦床都具有重大指導(dǎo)意義，是個(gè)標(biāo)桿型的發(fā)現(xiàn)。在日前召開(kāi)的青海夏日哈木銅鎳鈷礦勘查研討會(huì)上，中國(guó)工程院院士湯中立及其他與會(huì)專家高度評(píng)價(jià)這一礦床的發(fā)現(xiàn)。

據(jù)了解，青海省地礦局第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院經(jīng)過(guò)兩年的勘查，在格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)地區(qū)發(fā)現(xiàn)1處高富品位的大型銅鎳鈷礦，已探獲資源量鎳44萬(wàn)t以上、鈷1.8萬(wàn)t、銅9.1萬(wàn)t，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值600億元以上。通過(guò)進(jìn)一步工作，該礦區(qū)資源量有望超過(guò)50萬(wàn)t以上，達(dá)超大型規(guī)模。目前，海西夏日哈木大型銅鎳鈷礦已成為我國(guó)第四大鎳礦床。該礦的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了東昆侖地區(qū)及青海地質(zhì)找礦礦種和類(lèi)型上的重大突破，改寫(xiě)了青海無(wú)大型鎳礦的歷史，并將進(jìn)一步帶動(dòng)?xùn)|昆侖地區(qū)乃至青海省鎳礦找礦工作。

夏日哈木銅鎳鈷礦具有小巖體成大礦類(lèi)似特征，以前成功的類(lèi)似礦床有超大型金川、喀拉通克、黃山等鎳礦，大型的有紅旗嶺、多寶山等鎳礦床。目前夏日哈木銅鎳鈷礦已經(jīng)發(fā)現(xiàn)異常處有10余處，成帶分布的化探異常顯示了巨大的找礦潛力。