以華北弱磁性赤鐵礦為例淺析選礦工藝流程設(shè)計(jì)

雷永杰

摘要：基于選礦技術(shù)工藝多樣性分析和弱磁性赤鐵礦特性，以破碎細(xì)磨工藝技術(shù)、弱磁選工藝技術(shù)、反浮選工藝技術(shù)和弱磁選、重選反浮選聯(lián)合工藝技術(shù)為主線，探討適合弱磁性赤鐵礦特性的選礦工藝流程設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：弱磁性赤鐵礦 選礦 工藝流程

改革開(kāi)放開(kāi)啟了我國(guó)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展時(shí)代。在這種發(fā)展模式下，極大地促進(jìn)了礦業(yè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)工藝裝備的進(jìn)步和革新。選礦技術(shù)作為影響礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、開(kāi)采和勘探的重要技術(shù)之一，較為完善的選礦工藝和流程也已形成，降低了工作強(qiáng)度、提高了礦產(chǎn)資源綜合利用率、普遍降低了成本、提高了經(jīng)濟(jì)效益，極大促進(jìn)了我國(guó)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 選礦技術(shù)工藝多樣性分析

我國(guó)礦產(chǎn)資源種類(lèi)繁雜。支柱性礦產(chǎn)后備儲(chǔ)量不足，人均占有量較少，礦產(chǎn)資源供應(yīng)量難以為繼。以鐵礦資源為例，赤鐵礦在我國(guó)有很大儲(chǔ)量，但由于科研經(jīng)費(fèi)投入不足、技術(shù)人才缺乏、資源分布與生產(chǎn)力布局不匹配等因素制約，大量弱磁性赤鐵礦資源難以充分利用，用普通的磁選方法難以選別。本文主要以華北某地鐵礦場(chǎng)為例，對(duì)該礦種的選別技術(shù)工藝及裝備進(jìn)行探討。

2 弱磁性赤鐵礦特性

該礦場(chǎng)主要以赤鐵礦巖石為主，研制較硬，同時(shí)伴有假象和半假象赤鐵礦以及含量不同的金屬共生礦種和其他非金屬礦物質(zhì)，這些礦石的物理性質(zhì)特點(diǎn)給選礦工作帶來(lái)了難題。此外，石英是該礦石中的脈石礦種的主要成份，礦藏總體呈條帶狀分布。假象赤鐵礦和石英粒度較細(xì)，通常為0.025-0.23mm。因此，礦物的基本特點(diǎn)決定了選礦工藝技術(shù)流程的合理采用。

3 選礦工藝設(shè)計(jì)流程的選用

在礦物原料的加工中，采用何種工藝和流程是極其重要的，因?yàn)榈V物質(zhì)選別操作過(guò)程本身涉及到對(duì)各種礦石元素的物理性能、化學(xué)性能的鑒別和利用，操作順序不同導(dǎo)致對(duì)礦物的物理、化學(xué)反應(yīng)不同，礦物的利用和加工效果會(huì)受到影響。因此，要嚴(yán)格遵循有關(guān)程序和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施操作。本文研究的礦場(chǎng)主要以弱磁性赤鐵礦為主。目前我國(guó)對(duì)弱磁性赤鐵礦選礦采用的一般選礦方法是機(jī)械重選法，但如果采礦技術(shù)運(yùn)用不得當(dāng)，造成礦層的破壞，極易產(chǎn)生砂質(zhì)、碎石等附加物的混入，從而導(dǎo)致礦石貧化率較高，影響后期選礦質(zhì)量。因此，我們?cè)趯?duì)這類(lèi)礦石進(jìn)行選礦的過(guò)程中，一種方案是采取只破不磨、機(jī)械重選和舍棄尾礦粗粒的工藝和方法。另一種是采用赤鐵礦細(xì)粒重選法。即首先把礦物進(jìn)行破碎、磨礦處理后，使鐵礦物單體解離，進(jìn)而通過(guò)重選或磁重聯(lián)合選別等方法，得到細(xì)質(zhì)、品位較高的產(chǎn)品，這種方法即為細(xì)粒重選法。綜合以上兩種方法，我們不難得出第二種方法更加適合所選礦場(chǎng)礦石特性，應(yīng)重點(diǎn)加以采用。下面對(duì)各種主流選礦工藝技術(shù)進(jìn)行分析和研究。

3.1 破碎細(xì)磨工藝技術(shù) 鐵礦石在完成開(kāi)采后，主要進(jìn)入破碎和磨礦階段，以便于適應(yīng)選礦作業(yè)和礦粉的后續(xù)加工。因此，破碎和磨礦階段是影響礦物加工工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在具體實(shí)踐操作中，做好破碎和磨礦的技術(shù)處理，會(huì)提高礦物利用率，合理降低選礦成本。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)鐵礦采選業(yè)設(shè)備的工藝流程主要為：小型破碎車(chē)間使用一段開(kāi)路破碎，中型破碎車(chē)間采用二段或三段破碎，大型破碎車(chē)間多采用三段甚至四段破碎工藝；而對(duì)細(xì)粒嵌布礦物，需采用細(xì)磨技術(shù)，使可利用礦物達(dá)到較為充分的解離。自上世紀(jì)70年代末80年代初開(kāi)始，在二段選別單一磁選工藝的基礎(chǔ)上加入了細(xì)篩再磨工藝，從而使精粉品位由61%提高到了65%以上。

3.2 弱磁選工藝技術(shù) 對(duì)一般的細(xì)粒嵌布鐵礦石弱磁選工藝來(lái)說(shuō)，通常采用階段磨選，但這種方法存在選礦回采率、回收率相對(duì)較低等問(wèn)題，這與我國(guó)目前倡導(dǎo)的以最小的資源消耗和環(huán)境代價(jià)，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益等礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)理念是不相適應(yīng)的。同時(shí)也容易影響資源的綜合再利用，并造成相對(duì)生產(chǎn)成本偏高等問(wèn)題。以目前選礦技術(shù)裝備條件，在保持精礦品位不下降的前提下，很難實(shí)現(xiàn)回收率的有效提高。因此，對(duì)于細(xì)粒度鐵礦石的選別不應(yīng)采用此種工藝。

3.3 反浮選工藝技術(shù) 大量選礦實(shí)踐表明，對(duì)細(xì)粒嵌布礦物的選別中，我們認(rèn)為最有效的方法為反浮選工藝。該方法對(duì)較粗粒度礦物的處理效果并不十分明顯，但由于其采用的是正負(fù)離子反浮分離原理，能夠較容易獲得高品位精礦產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)充分的工藝技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐檢驗(yàn)，對(duì)陽(yáng)離子反浮選工藝技術(shù)的運(yùn)用有著較大優(yōu)勢(shì)，能夠更加有效的獲得較高品位精礦。此外，該方法的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是能與其他選礦工藝技術(shù)配合運(yùn)用，并且效率更高，通過(guò)各種選礦工藝的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)作用的最大限度發(fā)揮。

3.4 弱磁選、重選反浮選聯(lián)合工藝技術(shù) 弱磁選、重選反浮選聯(lián)合工藝的特點(diǎn)是：用工藝較簡(jiǎn)單的弱磁選或重選方法從原礦石中篩選出大部分較高品質(zhì)初級(jí)入選礦石，剩余較難處理的礦石再次選用反浮選處理工藝，能夠極大的減少反浮選的選礦量，并且此種工藝技術(shù)聯(lián)合性、適應(yīng)性較好，設(shè)備的原礦處理量較高，設(shè)備參數(shù)調(diào)整較靈活，電耗、水耗量相對(duì)較低，優(yōu)勢(shì)較為明顯，能夠有效降低整個(gè)選礦過(guò)程的生產(chǎn)成本，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，為了最大限度的降低成本，獲得更高品位精礦，我們也可采取多次聯(lián)合重選工藝，以追求最大限度產(chǎn)品質(zhì)量的提升和生產(chǎn)成本的降低。此外，使用此工藝流程，能夠在實(shí)施反浮選工藝之前，獲得部分合格礦石，且分離出大量無(wú)用尾礦，從而降低浮選入選礦量，最大限度的降低損耗和能耗，提高最終精礦產(chǎn)品的品質(zhì)。

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