CN102773161B - 一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，它包括：干式磁选、跳汰重选得高炉块矿、抛出块矿尾矿作业，中矿一段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业，二段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业。该工艺既可以提前获得部分合格高炉块矿（铁品位大于54%）又可以抛出块状尾矿（铁品位小于12%），入球磨矿量（中矿）可大幅减少，可以大幅度降低磨选能耗。抛出块状尾矿可以替代碎石、石子作为建筑材料，实现了尾矿资源的大宗量综合利用，减排效果显著；而且整个选矿工艺为磁重联合选矿工艺流程，不消耗浮选药剂，对作业环境及周边环境十分友好，保护了环境，避免了浮选作业因为采用选矿药剂对环境造成的污染，特别适用于中高品位（铁品位≥38%）的赤铁矿石选矿。
Description
技术领域
本发明涉及一种赤铁矿石的选矿方法，尤其是涉及一种中高品位赤铁矿石的联合选矿方法，特别适用于中高品位（铁品位≥38%）的赤铁矿石选矿。
背景技术
赤铁矿是我国重要铁矿资源，可选性差，主要分布在辽宁、河北、甘肃、安徽、内蒙、河南、湖北、山西、贵州、海南等地。20世纪60年代初期，国内主要采用焙烧-磁选及单一浮选工艺处理赤铁矿石，生产技术指标较差。20世纪80、90年代先后采用阶段磨矿、重选-磁选-酸性正浮选以及阶段磨矿、重选-磁选-阴离子反浮选，近年来又出现了两段连续磨矿、中矿再磨、重选——强磁——阴离子反浮选工艺。
目前赤铁矿选矿技术有：连续磨矿、弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺（工艺1）；阶段磨矿、粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选工艺（工艺2）；阶段磨矿、粗细分选、磁选-重选-阴离子反浮选工艺（工艺3）。以上三种选矿工艺，都无法在磨矿前获得高品位入炉块矿，也无法在磨矿前抛出尾矿，能耗高、选矿成本高；而且，由于采用浮选工艺、浮选药剂，也存在着环境污染问题。
块矿尤其高品位的块矿是高炉使用的重要含铁原料之一,它与高碱度烧结矿、酸性氧化球团矿一起构成高炉的含铁炉料结构,块矿的使用为高炉实现合理炉料结构奠定了重要的基础。为了减少小球烧结矿在炉料结构中的比例，降低生铁成本，在缺乏熟酸性炉料的条件下，配入适当比例的高品位块矿，增加块矿配比，对对高炉的强化和指标的改善均及降低炼铁原料的成本有一定的好处。
近年来,随着国内外铁矿资源及高炉含铁炉料结构的变化,合理利用国内外两种铁矿资源策略,提高外购块矿入炉比例已成为高炉炉料结构发展变化的趋势，但从国外进口高品位的铁矿石块矿（一般为高品位的原矿）价格昂贵，并受到购矿价、块矿品位、块矿水分、运费、到岸运输管理费税、入关税、港杂费、仓储综合管理费、从仓储到炼铁厂的运费等影响，外购块矿直接入高炉冶炼的成本高。而国内目前能够生产高品位块矿的铁矿石资源缺乏，或者没有合适的生产高品位块矿的铁矿石选矿方法。
东北大学学报( 自然科学版) 第33 卷第1期（2012 年1月）公开了“贫赤铁矿高压辊磨产品湿式预选研究”一文，认为“目前贫赤铁矿的预选停留在粗粒干式预选上，由于细粒级物料的影响, 尾矿品位较高, 回收率较低”，并对某贫赤铁矿预先进行高压辊磨机超细粉碎，粉碎产品进行湿式强磁预选试验研究，提高预选精矿回收率、提高精矿品位。《现代矿业》2011年6月第6期公开了“司家营地区高泥贫赤铁矿强磁预选试验研究”一文，其研究结论为：粗粒强磁干式预选抛尾有一定的抛尾效果，但总体来说尾矿品位偏高，金属流失严重，而且强磁粗粒干式预选工艺技术条件尚待完善，不适合在附加值不很高的贫赤铁矿选厂进行大规模的工业化生产粗粒块矿给入原工艺***进行处理； 2 ～ 0 mm 粒级湿式强磁预选抛废效果较好，粉矿量占比较大的2 ～ 0 mm 粒级的湿式强磁预选可以抛出作业产率约50% ( 全流程产率约25%)的合格尾矿，既可以减少后续磨选矿量、提高后续磨矿品位。上述文献介绍的赤铁矿石预选方法，可以提高预选精矿品位并抛出部分尾矿，但无法获得高品位、可以直接入炉的高品位赤铁矿块矿。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种不仅能在磨矿前生产高炉块矿，而且能够在磨矿前抛出块矿尾矿，节能、环保的赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，不但能及早产生经济效益，还可以大幅度降低磨选能耗。
为达到上述目的，本发明一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术包括以下工艺、步骤：
1）干式磁选、跳汰重选得高炉块矿、抛出块矿尾矿作业：铁品位≥38%的赤铁矿石经过破碎作业给入分级作业，分级成40~10mm、-10mm两个粒级的物料；40~10mm粒级的物料分别进行干式强磁粗选、一次干式强磁扫选、二次干式强磁扫选，分别获得干式强磁粗选精矿、一次干式强磁扫选精矿、二次干式强磁扫选精矿及块矿尾矿，干式强磁粗选精矿、一次干式强磁扫选精矿、二次干式强磁扫选精矿合并后给入跳汰重选作业，获得高炉块矿；跳汰重选尾矿与-10mm粒级的物料合并为中矿；
2）一段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业：将上述作业获得的中矿给入一段磨矿作业，再经过弱磁选—强磁粗选—强磁扫选作业处理，抛出一段磨选强磁扫选尾矿，弱磁选精矿、强磁粗选精矿、强磁扫选精矿合并后，给入离心重选机进行重选，获得一段磨选离心重选精矿、一段离心重选中矿；
3）二段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业：对上述作业获得的一段离心重选中矿给入二段磨矿作业，再经过弱磁选、强磁选、离心重选作业处理，抛出二段磨选强磁选尾矿、二段磨选离心重选尾矿，获得二段磨选离心重选精矿；
4）一段磨选离心重选精矿、二段磨选离心重选精矿合并后得最终重选精矿；一段磨选强磁扫选尾矿、二段磨选强磁选尾矿、二段磨选离心重选尾矿合并为磨选尾矿。
在第1）步获得的块矿尾矿可以作为碎石、石子作为建材产品销售，也可以与磨选尾矿合并得总尾矿。
上述干式强磁粗选、一次干式强磁扫选、二次干式强磁扫选作业的磁选设备采用干式高场强永磁磁选机，表面磁感应强度为0.75~0.85T；
上述跳汰重选的冲程为60~120mm，最佳为90~110mm；冲次为80~160次/分，最佳为130~150次/分。
第一段磨矿作业的磨矿细度以－0.076mm≥90%为宜，第二段磨矿作业的磨矿细度以－0.045mm85%为佳。
一段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业的弱磁选磁场强度为140~170 kA/m、强磁粗选的磁场强度为600~700 kA/m、强磁扫选的磁场强度为750~850 kA/m；
二段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业的弱磁选磁场强度140~170 kA/m、强磁选的磁场强度600~700 kA/m。
上述离心重选作业的离心选矿机转速为400~500转/分。
本发明一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术采用以上技术方案后具有以下优点：
（1）该工艺既可以提前获得部分合格高炉块矿（铁品位大于54%）又可以抛出块状尾矿（铁品位小于12%），入球磨矿量（中矿）可大幅减少，可以大幅度降低磨选能耗，提高矿石铁金属回收率，是赤铁矿石选矿技术的重大突破之一。
（2）抛出块状尾矿可以替代碎石、石子作为建筑材料，实现了尾矿资源的大宗量综合利用，减排效果显著。
（3）进入磨选作业的中矿入选量不到原矿量的50%，不仅大幅度降低磨选能耗，也减少了后续作业的设备数量，减少了设备投资。
（4）与现有的工艺流程相比，由于整个选矿工艺为磁重联合选矿工艺流程，不消耗浮选药剂，对作业环境及周边环境十分友好，保护了环境，避免了浮选作业因为采用选矿药剂对环境造成的污染。
附图说明
图1是本发明采用的的干式磁选、跳汰重选得高炉块矿、抛出块矿尾矿作业数质量流程图。
图2为本发明采用的中矿再磨再选“两段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业” 数质量流程图。
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赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术作进一步说明。
本实施例中处理的矿石为海南矿业股份有限公司采场实际生产矿石，原矿铁品位为39.16%。
对原矿进行多元素分析及铁物相分析，结果见表1、表2。
分析结果表明，矿石中主要有用矿物为赤褐铁矿，其次为磁铁矿，碳酸铁、硅酸铁和黄铁矿含量较低，赤褐铁矿之铁占82.28%。有害杂质硫含量为0.117%，磷含量较低，（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.176，为酸性矿石。
表1 原矿多元素分析结果（%）
| 元素 | TFe | FeO | SFe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | S | P | 烧损 |
| 含量 | 39.08 | 3.51 | 38.29 | 30.53 | 3.10 | 3.71 | 2.22 | 0.117 | 0.044 | 2.89 |
表2 原矿铁物相分析结果（%）
对铁品位39.46%、粒度40～10㎜粒级样品进行干式强磁选预选试验，采用Φ300×260mm干式高场强永磁磁选机，表面磁感应强度为0.8T。试验流程为一次粗选、二次扫选。试验结果表明，对40～10㎜粒级原矿，采用一次粗选、二次扫选干式强磁选流程抛废后，可抛出产率23.38%～26.77%、铁品位10.43%～14.10%的尾矿，铁精矿品位可提高到50.47%～50.56%，达不到品位54%以上的铁精矿品位，说明干式强磁选只能抛出合格的尾矿而不能获取合格高炉块矿。
对铁品位39.46%、粒度40～10㎜粒级样品进行跳汰重选试验，并为后续作业生产样品。跳汰试验冲次为140次/分、冲程为100mm，试验流程为一次选别试验结果见表3。
表3 跳汰重选生产试验结果（%）
试验结果表明，采用跳汰进行选别后，可获产率32.29%、铁品位54.25%、铁回收率44.27%的高炉块矿，高炉块矿品位满足了高炉块矿对铁品位的要求；但跳汰选别后的尾矿铁品位较高，不能作为尾矿抛弃，需进行回收。
从前面的试验结果中可知：干式强磁选可以预选抛尾，跳汰重选可以提前得精矿。因此对40～10㎜粒级样品进行干式强磁选与跳汰组合的预选试验，以达到既预选抛尾又提前得精矿的目的。
对干式强磁选预选获得的干式强磁选精矿，进行跳汰重选试验，跳汰冲程为100mm，冲次为140次/分，试验结果见表4。
表4 干式强磁选精矿－跳汰重选试验结果（%）
试验结果表明，对干式强磁选精矿进行跳汰重选试验，可以获得铁品位为55.35%的高炉块矿，作业产率达49.13%。
最终获得的优化组合的“干式磁选、跳汰重选得高炉块矿、抛出块矿尾矿作业”如图1所示，最终获得的块矿铁品位55.35%、产率35.26%，并抛出了产率21.61%、铁品位10.83%的块矿尾矿，进入后续磨、选作业的中矿产率仅为43.13%，由于入球磨矿量大幅减少，而磨矿能耗约占整个选矿能耗的70%，因此本发明提供的选矿工艺流程节能减排效果十分显著。
由图2所示的本发明采用的中矿再磨再选“两段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业” 数质量流程图看出，将图1流程获得的“中矿”给入“两段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业”，一段磨矿的磨矿细度为－0.076mm95%，二段磨矿的磨矿细度为－0.045mm90%。
一段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业的弱磁选磁场强度为159.15 kA/m、强磁粗选的磁场强度为636.62 kA/m、强磁扫选的磁场强度为795.77 kA/m；
二段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业的弱磁选磁场强度159.15kA/m、强磁选的磁场强度636.62 kA/m。
上述离心重选作业的离心选矿机转速为450转/分，矿浆浓度为15%。
研究表明，通过本发明提供的一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，可以预先获得产率35.26%、铁品位55.35%、铁回收率49.85%的高炉块矿，并提前抛出产率21.61%、铁品位10.83%的块状尾矿；磨选部分获得产率16.51%、铁品位63.54%、铁回收率26.79%的选精矿，总精矿回收率与直接磨选相比提高10.52个百分点。
试验研究获得的高炉块矿和重选精矿多元素分析结果分别见表5和表6。
表5 高炉块矿多元素分析结果（%）
表6 重选精矿多元素分析结果（%）
Claims (4)
1.一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，其特征在于包括以下工艺、步骤：
1）干式磁选、跳汰重选得高炉块矿、抛出块矿尾矿作业：铁品位≥38%的赤铁矿石经过破碎作业给入分级作业，分级成40~10mm、-10mm两个粒级的物料；40~10mm粒级的物料分别进行干式强磁粗选、一次干式强磁扫选、二次干式强磁扫选，分别获得干式强磁粗选精矿、一次干式强磁扫选精矿、二次干式强磁扫选精矿及块矿尾矿，干式强磁粗选精矿、一次干式强磁扫选精矿、二次干式强磁扫选精矿合并后给入跳汰重选作业，获得高炉块矿；跳汰重选尾矿与-10mm粒级的物料合并为中矿；所述干式强磁粗选、一次干式强磁扫选、二次干式强磁扫选作业的磁选设备采用干式高场强永磁磁选机，表面磁感应强度为0.75~0.85T；所述跳汰重选的冲程为60~120mm，冲次为80~160次/分；
2）一段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业：将上述作业获得的中矿给入一段磨矿作业，再经过弱磁选—强磁粗选—强磁扫选作业处理，抛出一段磨选强磁扫选尾矿，弱磁选精矿、强磁粗选精矿、强磁扫选精矿合并后，给入离心重选机进行重选，获得一段磨选离心重选精矿、一段离心重选中矿；该段作业的弱磁选磁场强度为140~170 kA/m、强磁粗选的磁场强度为600~700 kA/m、强磁扫选的磁场强度为750~850 kA/m；
3）二段磨矿、弱磁、强磁、离心重选作业：对上述作业获得的一段离心重选中矿给入二段磨矿作业，再经过弱磁选、强磁选、离心重选作业处理，抛出二段磨选强磁选尾矿、二段磨选离心重选尾矿，获得二段磨选离心重选精矿；该段作业的弱磁选磁场强度140~170 kA/m、强磁选的磁场强度600~700 kA/m；
4）一段磨选离心重选精矿、二段磨选离心重选精矿合并后得最终重选精矿；一段磨选强磁扫选尾矿、二段磨选强磁选尾矿、二段磨选离心重选尾矿合并为磨选尾矿。
2.如权利要求1所述的一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，其特征在于：所述跳汰重选的冲程为90~110mm，冲次为130~150次/分。
3.如权利要求1或2所述的一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，其特征在于：第一段磨矿作业的磨矿细度以－0.076mm≥90%，第二段磨矿作业的磨矿细度以－0.045mm85%。
4.如权利要求3所述的一种赤铁矿石的磁重联合选矿工艺技术，其特征在于：所述离心重选作业的离心选矿机转速为400~500转/分。
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