一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法与流程

本发明属于铁矿石选矿
技术领域：
，具体涉及一种磁-赤-菱混合铁矿石的选矿方法，特别适合于处理TFe品位在35.0％-42.0％之间，其中难选的赤(褐)铁矿占铁矿物总量的19～25％、菱铁矿占铁矿物总量的17～23％的磁-赤-菱混合铁矿石的选别。
背景技术：
：众所周知，磨矿能耗占铁矿选矿厂总能耗的三分之二强，因此，“多碎少磨”、“能丢早丢”是确定铁矿石选矿工艺时应首先考虑的基本原则。目前，对于单一磁铁矿石，随着高压辊磨工艺的推广应用及湿式粗粒磁选设备的进步，磁铁矿石的预选工艺日趋成熟，在各个破碎段预选工艺都得到了应用。初碎产品(-300mm)及中碎产品(-75mm)可采用大块干式磁选机进行大块干选；细碎产品(-12mm)及高压辊磨超细碎产品(-3mm)采用湿式粗粒中磁选机进行预选抛尾，大大降低了入磨矿量，极大地降低了生产成本，而且预选所丢弃的尾矿可作为建材出售，也减少了进入尾矿库的尾矿量，既“节能”又“减排”，经济效益及环境效益显著。但对于赤铁矿石及含赤铁矿石的混合铁矿石的预选，相关研究单位及矿山企业虽然也进行了很多有益的研究和探索，但是应用效果不甚理想，有些预选设备的出现仅仅进行了工业试验，并未真正投入生产实践。对于大块(-50+20mm)含赤铁矿石的混合铁矿石，往往采用弱磁干选+大块跳汰的组合工艺，但是由于大块跳汰机自身的缺陷，如耗水量大、生产指标不稳定、设备故障率高等，目前铁矿选矿厂已经鲜有应用。对于中粒级(-20+5mm或-20+2mm)，采用中磁干选+辊式强磁干选组合工艺，虽然其有处理量小、必须分级入选等缺点，但生产指标稳定，易于操作，便于现场生产管理，在部分赤铁矿(姑山矿)选厂及混合铁矿石(梅山铁矿)选矿厂得到了应用，效果良好。对于细粒级(-5mm或-2mm)，马鞍山矿山研究院曾研发出CS-1型电磁感应辊强磁选机进行预选，也曾到马钢姑山铁矿进行过工业试验，初期选别指标较为理想，但由于设备本身的缺陷，如其磁极头、感应辊容易磨损，致使齿状变形、齿尖移位、磁极头间隙增大、磁场力减弱而影响选别效果，导致其未能真正成功应用于生产实践。目前对于细粒级(-5mm或-2mm)的预选，往往采用湿式筒式弱磁选+中磁选组合工艺，中磁选尾矿作为尾矿直接丢弃。简言之，目前赤铁矿石及混合铁矿石的预选主要有以下缺陷：(1)大块预选采用大块跳汰机有耗水量大、生产指标不稳定、设备故障率高、生产管理维护难度大等问题，已经基本被淘汰；(2)-5mm或-2mm粒级采用湿式筒式中磁机丢尾，中磁场磁选机磁感应强度低、磁场梯度低，导致尾矿品位远高于磨选作业时的一段强磁选尾矿品位，说明不该丢弃的铁矿物损失于中磁选尾矿中，造成了金属流失；(3)细粒尾矿产水量大，资源综合利用率低。此外，对于磁-赤-菱混合铁矿石或磁-赤-菱混合铁矿石的预选粗精矿，目前选矿采用的工艺流程为混合铁矿石(破碎至-12mm)闭路磨矿至-0.076mm含量达65％左右，再经弱磁选—强磁选、浓缩过滤脱水后为最终铁精矿(TFe品位约56％)。除了上述单一磁选流程以外，目前国内混合铁矿石的选矿工艺流程还有阶段磨矿—弱磁选—强磁选—阴离子反浮选(工艺一)；阶段磨矿、粗细分选、重选—磁选—阴离子反浮选(工艺二)。阶段磨矿—弱磁选—强磁选—阴离子反浮选工艺(工艺一)本身的优点有：(1)采用阶段磨矿，实现了“能丢早丢”，在较粗的磨矿粒度条件下抛除了大量合格尾矿；(2)弱磁—强磁混合粗精矿再磨，有利于稳定浮选给矿品位，对矿石变化适应性强；(3)生产稳定，易于操作。缺点是：未能提前得精，粗精矿再磨矿量较大，其中菱铁矿性脆，易产生过磨，同时不利于节能降耗。阶段磨矿、粗细分选、重选—磁选—阴离子反浮选工艺(工艺二)本身的优点有：(1)既实现了“能收早收”，又实现了“能丢早丢”；(2)提前得精的粒度粗，利于总精矿过滤；(3)实现了窄级别入选，提高了选矿效率。缺点是：工艺路线长，流程复杂，流程中存在大循环，导致生产上操作难度大，二段磨矿效率低。技术实现要素：本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种适应性强、节能效果好、经济效益好、分选精度高、资源综合利用率高、尾矿排放量少的磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法。为实现本发明的上述目的，本发明一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法，采用以下技术方案：本发明一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法，将磁-赤-菱混合铁矿原矿经过粗碎、中碎，获得-50mm粒级的中碎产品，其特征在于还采用以下工艺、步骤：第一步：-50mm粒级的中碎产品的分级预选1)将上述获得的-50mm粒级的中碎产品经直线筛筛分，获得-50+20mm、-20+2mm、-2mm三个粒级，其中-2mm粒级再经高频细筛筛分，获得-2+0.5mm粒级、-0.5mm粒级，从而将该中碎产品分级为4个粒级：-50+20mm、-20+2mm、-2+0.5mm、-0.5mm。2)将步骤1)获得的-0.5mm粒级经浓缩机浓缩，再用渣浆泵输送至湿式永磁筒式弱磁选机进行弱磁选；弱磁选尾矿自流进隔渣筛隔渣后进入脉动高梯度强磁机进行强磁选；强磁选尾矿自流进入尾矿浓缩大井，弱磁选精矿与强磁选精矿合并后作为预选细粒铁精矿自流进精矿浓缩大井。所述的湿式永磁筒式弱磁选机的磁感应强度为0.18～0.22T范围为佳；所述的脉动高梯度强磁机采用Slon立环脉动高梯度强磁选机，磁感应强度在0.19～0.25T之间为宜，在0.21～0.23T范围为佳。3)将步骤1)获得的-2+0.5mm粒级，经渣浆泵输送至湿式永磁筒式中场强磁选机进行中磁选；中磁选尾矿自流进立环脉动高梯度粗粒强磁选机进行粗粒强磁选；粗粒强磁选尾矿脱水后做建材出售；中磁选精矿与粗粒强磁选精矿合并脱水后经皮带输送至细碎缓冲矿仓。所述的湿式永磁筒式中场强磁选机的磁感应强度在0.36～0.44T范围为宜，以0.38～0.42T范围为佳；所述的立环脉动高梯度粗颗粒强磁选机采用SLon立环脉动高梯度粗颗粒强磁选机，磁感应强度在0.48～1.0T范围为宜，以0.51～0.8T范围为佳。4)将步骤1)获得的-20+2mm粒级，经皮带输送至干式永磁筒式中场强磁选机进行中磁干选；中磁干选尾矿由排矿漏斗进辊式强磁干选机进行强磁干选；强磁干选尾矿做建材出售，中磁干选精矿与强磁干选精矿合并经皮带输送至细碎缓冲矿仓；所述的干式永磁筒式中场强磁选机的磁感应强度一般在0.36～0.44T范围，以0.38～0.42T范围为佳；所述的辊式强磁干选机的磁感应强度一般在0.9～1.15T范围，以0.95～1.05T范围为佳。5)将步骤1)获得的-50+20mm粒级，经一段闭路破碎至-20mm，然后经皮带输送至内筒式永磁强磁选机，进行一次强磁粗颗粒粗选选别，获得强磁粗颗粒粗选精矿，强磁粗颗粒粗选精矿脱水后经皮带输送至细碎缓冲矿仓；强磁粗选尾矿经直线筛+高频细筛筛分，筛上产品做建材出售，筛下产品自流进尾矿浓缩大井；所述的内筒式永磁强磁选机的磁感应强度控制在0.36～0.45T范围，以0.41～0.42T范围为佳；所述的直线筛的筛孔尺寸为2mm，所述高频细筛的筛孔尺寸为0.5mm。上述进入细碎缓冲矿仓的中磁选精矿与粗粒强磁选精矿、中磁干选精矿与强磁干选精矿、强磁粗颗粒粗选精共同为预选粗精矿。通过选矿试验研究并综合调控第一步中湿式永磁筒式弱磁选机、脉动高梯度强磁机、湿式永磁筒式中场强磁选机、立环脉动高梯度粗粒强磁选机、干式永磁筒式中场强磁选机、辊式强磁干选机、内筒式永磁强磁选机的磁感应强度，使获得的预选粗精矿的TFe品位控制在45～49％范围。第二步：预选粗精矿的细碎、磨矿、精细分选1)将第一步获得的预选粗精矿经过细碎处理后，给入一段磨矿—分级闭路作业，分级溢流粒度控制在-0.076mm60％-70％；所述的磨矿设备采用格子型球磨机，所述的分级设备采用螺旋分级机；2)将步骤1)的获得的分级溢流泵送至弱磁选作业，获得合格的弱磁选精矿(C1)；弱磁选尾矿自流进中磁选作业，获得合格的中磁选精矿(C2)；中磁选尾矿自流进强磁选作业，抛除合格的强磁选尾矿；所述的弱磁选作业采用湿式永磁筒式弱磁选机，磁感应强度为0.14～0.18特斯拉；所述的中磁选设备采用采用湿式永磁筒式中磁场磁选机，磁感应强度为0.38～0.45特斯拉；所述的强磁选设备为立环脉动高梯度强磁选机，磁感应强度0.23～0.30特斯拉；3)将步骤2)获得的强磁选粗精矿经浓缩后泵送至螺旋溜槽重选作业,重选作业采用一次粗选、一次精选，获得合格的重选精矿(C3)；所述的重选作业的质量浓度控制在18％～22％范围之间；4)对步骤3)获得的重选粗选尾矿、重选精选尾矿浓缩后泵送至阴离子反浮选作业，反浮选作业采用一次粗选、一次精选，获得合格的反浮选铁精矿(C4)；所述的阴离子反浮选粗选采用NaOH为pH调整剂、淀粉为抑制剂、石灰为活化剂、RA915为捕收剂；反浮选精选再添加RA915为捕收剂；按照浮选给矿的干矿量计，反浮选粗选药剂用量为：pH调整剂900～1100g/t、抑制剂淀粉1100～1300g/t、活化剂550～650g/t、捕收剂750～880g/t；反浮选精选捕收剂用量为260～350g/t。5)将步骤3)获得的重选精选中矿、反浮粗选尾矿、反浮精选尾矿合并后，作为水泥添加剂产品销售；将步骤2)获得的弱磁选精矿(C1)、中磁选精矿(C2)及步骤3)获得的重选精矿(C3)、步骤4)获得的反浮选铁精矿(C4)合并为最终混合铁精矿自流进精矿浓缩大井。通过选矿试验研究并综合调控第二步中分级溢流粒度及湿式永磁筒式弱磁选机、湿式永磁筒式中磁场磁选机和立环脉动高梯度强磁选机的磁感应强度、重选作业的质量浓度、阴离子反浮选药剂用量，使获得的最终混合铁精矿品位TFe≥58.5％、水泥添加剂的TFe在28.0％～30.0％之间。本发明一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法中，最适宜的给矿条件是：所述的磁-赤-菱混合铁矿原矿中，本发明预选工艺处理的TFe品位在35.0％-42.0％之间为宜，其中：磁铁矿占铁矿物总量的45～53％，赤(褐)铁矿占铁矿物总量的19～25％，菱铁矿占铁矿物总量的17～23％。与现有技术相比，本发明磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法具有以下有益效果：第一步的有益效果是：(1)首先将磁-赤-菱混合铁矿石筛分为-50+20mm、-20+2mm、-2+0.5mm、-0.5mm四个粒级，其中各个粒级的TFe品位差异大，说明筛分作业不仅实现了矿石的粒度分级，同时根据铁矿物与脉石矿物的可碎性质差异，通过筛分实现了铁矿物与脉石矿物的初步分选。(2)-2+0.5mm粒级，采用SLon立环脉动高梯度粗颗粒强磁选机取代常规湿式永磁筒式中磁机进行预选抛尾，可大大降低尾矿品位。其原因是立环脉动高梯度粗颗粒强磁选机磁感应强度高、磁场梯度高，磁感应强度最高可达到1.0T，而湿式永磁筒式中磁机磁感应强度仅为0.4T，且磁场梯度低。(3)-50+20mm粒级不再采用弱磁干选+大块跳汰抛尾，而是将其破碎至-20mm后采用新型内筒式永磁强磁选机选别抛尾，其具有工艺简单，分选精度高，生产稳定，回收率高等优点。(4)除了获得预选粗精矿外，还获得受市场欢迎的建材产品，细粒尾矿产生量少，资源综合利用率高。第二步的有益效果是：(1)在一段磨矿粒度-0.076mm65％左右的条件下，通过弱磁选作业回收嵌布粒度相对较粗的磁铁矿、中磁选回收嵌布粒度相对较粗的假象赤铁矿，直接作为合格铁精矿产品，实现了“能收早收”。(2)对中磁选尾矿采用立环脉动高梯度强磁选机进行强磁选，抛除大量合格尾矿，实现了“能丢早丢”。(3)强磁粗精矿经一粗、一精螺旋溜槽重选，获得了部分重选铁精矿；试验研究意想不到地发现，重选粗选尾矿铁品位、重选精选尾矿铁品位比重选精选中矿铁品位高得多，且粒度微细，铁矿物基本单体解离，具有进一步回收利用价值；而重选精选中矿铁品位较低，粒度较粗，且铁矿物多为连生体存在，如果进一步回收利用，需要进行在磨、再选，选矿成本高，但可以作为水泥的铁质校正剂使用，作为水泥添加剂销售。因此，本发明对强磁选粗精矿采用一次、一次螺旋溜槽重选，不仅获得了部分重选铁精矿，也获得了部分水泥添加剂产品，取得了意想不到的经济效果。(4)本发明对强磁选粗精矿采用一次、一次螺旋溜槽重选，重选粗选尾矿、重选精选尾矿铁品位高、粒度细且铁矿物基本单体解离，即螺旋溜槽重选不仅实现了分选，而且实现了分级，满足了后续阴离子反浮选的粒度条件，不用考虑能耗高的再磨分级作业，取得了意想不到的技术效果。(5)对铁品位高、粒度细且铁矿物基本单体解离的重选粗选尾矿、重选精选尾矿合并后进行阴离子反浮选提质降杂，入浮选矿量少，药剂消耗量少，利于节能降耗。(6)反浮粗选尾矿、反浮精选尾矿以及重选精选中矿中仍然含有较高品位的铁，作为水泥添加剂出售，实现了固废的“资源化”及“减量化”。(7)铁精矿碱比高、工艺流程结构简单，选别作业全开路无闭路循环、磨矿作业少、药剂消耗量少。(8)本发明充分利用了原矿中的各种目的矿物的嵌布特性、可选性特点，因矿物而异，分别采取了有针对性的选矿方法进行工艺集成，实现了精细分选，取得了意想不到的技术效果、经济效果。附图说明图1为本发明采用的分级预选工艺的原则工艺流程图；图2为本发明采用的分级预选工艺的数质量流程图；图3为本发明采用的预选粗精矿的细碎、磨矿、精细分选的原则工艺流程图。具体实施方式为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法做进一步详细说明。磁-赤-菱混合铁矿石取自江苏某铁矿，原矿化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。表1磁-赤-菱混合铁矿石化学多元素分析结果元素TFeSPCaOMgOAl2O3SiO2含量％39.381.260.3256.411.743.0917.10表2磁-赤-菱混合铁矿石铁物相分析结果矿物名称铁相含铁量(％)占有率(％)磁铁矿20.1351.12赤(褐)铁矿9.4123.90碳酸铁7.7619.70硅酸铁0.822.08硫化铁1.263.20全铁39.38100.00由表1、表2可看出，该磁-赤-菱混合铁矿石杂质多，硅、铝、硫、磷为主要杂质元素，矿石中主要可回收的有用铁矿物为磁铁矿、赤(褐)铁矿及碳酸铁。此类矿石回收的目的矿物多，且杂质元素多，增加了选别难度。本发明一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法分别通过第一步“-50mm粒级的中碎产品的分级预选”、第二步“预选粗精矿的细碎、磨矿、精细分选”完成。第一步：-50mm粒级的中碎产品的分级预选由图1所示的本发明采用的分级预选工艺的原则工艺流程图及图2所示的本发明采用的分级预选工艺的数质量流程图看出，本发明一种磁-赤-菱混合铁矿石的分级预选、精细分选新方法中采用分级预选工艺采用以下工艺、步骤：1)将中碎产品(-50mm)经直线筛筛分，获得-50+20mm、-20+2mm、-2mm三个粒级，其中-2mm粒级再经高频细筛筛分，获得-2+0.5mm、-0.5mm粒级，即中碎产品被分级为4个粒级：-50+20mm、-20+2mm、-2+0.5mm、-0.5mm。2)将步骤1)获得的-0.5mm粒级经浓缩机浓缩，再用渣浆泵输送至湿式永磁筒式弱磁选机进行弱磁选；弱磁选尾矿自流进隔渣筛隔渣后进入立环脉动高梯度强磁机进行强磁选。强磁选尾矿自流进入尾矿浓缩大井，弱磁选精矿与强磁选精矿合后作为预选细粒铁精矿并自流进精矿浓缩大井。3)将步骤1)获得的-2+0.5mm粒级，经渣浆泵输送至湿式永磁筒式中场强磁选机进行中磁选；中磁选尾矿自流进SLon立环脉动高梯度粗粒强磁选机进行粗粒强磁选；粗粒强磁选尾矿脱水后做建材出售；中磁选精矿与粗粒强磁选精矿合并脱水后经皮带输送至细碎缓冲矿仓。4)将步骤1)获得的-20+2mm粒级，经皮带输送至干式永磁筒式中场强磁选机进行中磁干选；中磁干选尾矿由排矿漏斗进辊式强磁干选机进行强磁干选。强磁干选尾矿做建材出售，中磁干选精矿与强磁干选精矿合并经皮带输送至细碎缓冲矿仓。5)将步骤1)获得的-50+20mm粒级，经一段闭路破碎至-20mm，然后经皮带输送至内筒式永磁强磁选机，进行一次强磁粗颗粒粗选选别，获得强磁粗颗粒粗选精矿，强磁粗颗粒粗选精矿脱水后经皮带输送至细碎缓冲矿仓；强磁粗选尾矿经直线筛+高频细筛筛分，筛上产品做建材出售，筛下产品自流进尾矿浓缩大井。所述的步骤1)采用的直线筛为双层座式直线振动筛，直线筛上筛板为冲孔钢筛板，筛孔尺寸为20mm，下筛板尺寸为2mm。高频细筛筛孔尺寸为0.5mm。所述的步骤2)中弱磁选采用湿式永磁筒式弱磁选机，磁感应强度为0.2T；强磁选采用Slon立环脉动高梯度强磁选机，磁感应强度为0.2T。所述的步骤3)中的中磁选采用湿式永磁筒式中场强磁选机，磁感应强度为0.4T；粗粒强磁选采用SLon立环脉动高梯度粗粒强磁选机，磁感应强度为0.5T。所述的步骤4)中的中磁干选采用干式永磁筒式中场强磁选机，磁感应强度为0.4T；强磁干选采用永磁辊式强磁干选机，磁感应强度为1.0T。所述的步骤5)中强磁粗颗粒粗选选别采用新型的湿式内筒式永磁强磁选机，选别流程为一次粗选，磁感应强度为0.4T；采用的直线筛筛孔尺寸为2mm，高频细筛筛孔尺寸为0.5mm。上述细筛筛孔尺寸、磁感应强度、选别次数、入选粒度等参数的具体值，可以根据矿石性质，通过实验室试验结果确定。通过第一步“-50mm粒级的中碎产品的分级预选”，在磁-赤-菱混合铁矿石TFe39.38％，其中难选的赤(褐)铁矿含量占铁矿物总量23.90％、碳酸铁即菱铁矿含量占铁矿物总量19.70％的情况下，获得的预选粗精矿TFe47.54％，并获得了产率为2.35％、TFe56.85％的预选细粒铁精矿，同时获得了深受市场欢迎的不同粒级的建材产品。第二步：预选粗精矿的细碎、磨矿、精细分选由图3所示的本发明采用的预选粗精矿的细碎、磨矿、精细分选的原则工艺流程图看出，本发明需要进一步对第一步获得的预选粗精矿进行细碎、磨矿、精细分选。具体采用的工艺、步骤为：1)预选粗精矿细碎、磨矿、分级作业首先对预选粗精矿细碎至-12mm，进行磨矿、分级，控制溢流粒度为-0.076mm60％～70％，满足后续磁选作业的入选粒度要求。2)步骤1)的分级溢流进行磁选作业将步骤1)的分级溢流泵送至弱磁选作业，获得合格的弱磁选精矿C1；弱磁选尾矿自流进中磁选作业，获得合格的中磁选精矿C2；中磁选尾矿自流进强磁选作业，抛除合格的强磁选尾矿。弱磁选采用湿式永磁筒式弱磁选机，磁感应强度为0.16特斯拉；中磁选采用湿式永磁筒式中磁场磁选机，磁感应强度为0.4特斯拉；强磁选采用立环脉动高梯度强磁选机，磁感应强度为0.25特斯拉。3)强磁粗精矿重选作业将步骤2)的强磁粗精矿经浓缩后泵送至重选作业，重选作业采用一次粗选、一次精选，获得部分合格的重选精矿C3，排出部分重选精选中矿作为水泥添加剂产品；重选设备为螺旋溜槽，重选作业浓度为20％为宜。4)重选精选尾矿的阴离子反浮选作业对步骤3)获得的重选粗选尾矿、重选精选尾矿经浓缩后泵送至一粗、一精的阴离子反浮选作业，获得合格的反浮选铁精矿C4，抛出反浮选粗选尾矿、反浮选精选尾矿。反浮选粗选采用NaOH为pH调整剂、淀粉为抑制剂、石灰为活化剂、RA915为捕收剂；按照浮选给矿的干矿量计，其较佳的药剂用量为：pH调整剂用量为1000g/t、抑制剂淀粉用量为1200g/t、活化剂石灰用量为600g/t、粗选捕收剂RA915用量为800g/t，精选再添加300g/t的捕收剂。5)将步骤3)获得的重选精选中矿、反浮粗选尾矿、反浮精选尾矿合并后，再经脱水作业处理后，作为水泥添加剂产品销售；将步骤2)获得的弱磁选精矿C1、中磁选精矿C2及步骤3)获得的重选精矿C3、步骤4)获得的反浮选铁精矿C4合并为最终混合铁精矿。步骤2)抛除的强磁选尾矿经浓缩后输送至尾矿库。通过上述选矿工艺处理后，最终混合铁精矿品位TFe≥58.5％、碱比高达0.872、水泥添加剂的TFe在28.0％～30.0％之间，取得了意想不到的经济、技术效果。当前第1页1 2 3