CN104492615A - 磨矿分级方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿浆分级领域，本发明涉及一种磨矿分级方法，具体涉及采用水力漩流器进行分级的方法。本发明所解决的技术问题是为确保磨矿分级后的矿浆粒度能够达到产品质量要求，该磨矿分级方法包括以下步骤：A.将需要分级作业的矿浆输入一级旋流器进行分级；B.一级旋流器中分级后的溢流矿浆进入静压箱；C.静压箱中矿浆依靠与二级旋流器的高差自流进入二级旋流器；D.二级旋流器分级后溢流的矿浆，得到目标磨矿粒级的矿物；E.一级旋流器和二级旋流器的底流沉砂经磨矿设备再磨，再次输入一级旋流器进行分级。最终，本发明利用两级旋流器进行分级，得到目标粒级的矿物。

Description

磨矿分级方法

技术领域

本发明属于矿浆分级领域，本发明涉及一种磨矿分级方法，具体涉及采用水力漩流器进行分级的方法。

背景技术

目前，在选矿行业中，多种金属矿物在进行采集后，由于需要对其中的金属矿物与脉石进行解离，因此在后续生产加工中均需通过进入球磨机并加注一定比例的水量进行湿式磨矿，使矿物达到一定粒度，然后通过分级***将达到一定质量要求粒度的产品分离出来进入下一道加工工序。在分级过程中，水力旋流器得到广泛使用。

水力旋流器作为一种分级设备，在闭路磨矿工艺中与球磨机组成磨矿分级***，代替螺旋分级机、高频振动细筛或其他分级设备，具有结构简单和维护便利、无能源消耗、分级效率高的特点，从而使其得以在各种矿物的各阶段选矿分级过程中均可得到应用。但由于选矿生产工艺环节较多，生产量并不能恒定在一个数值，因而使得目前的水力旋流器受给料压力、给料浓度及粒度不能得以稳定控制，时常出现压力变化、浓度变化等情况，因而常造成一部分粗颗粒部分会进入到旋流器溢流造成跑粗，而细粒颗粒部分会进入底流造成底流夹细，从而降低分级效率。因此，为确保分级后的矿浆粒度能够达到产品质量要求，一般采用了“一级旋流器+高频振动细筛+磁选脱水”的组合方式对磨矿后的矿浆进行闭路磨矿分级，以确保所分级的产品粒度和后续磁选铁精矿产品的质量。但是采用此磨矿分级工艺存在如下主要问题：①分级效率低，一般分级的质效率在25％以内；②不能根据原矿变化及时有效调整分级粒度，以确保磁选铁精矿产品的质量；如原矿性质变化，需调整粒度只能更换不同孔径的振动筛筛网；③***处理能力小，***处理新磨矿量仅能达到45t/(台.h)；④分级***复杂，有旋流器、脱水磁选机、振动筛、脱磁器等设施；⑤备件及材料消耗量大。

在此应用背景下，本发明的发明人提供一种全新的采用“一级旋流器+静压箱+二级旋流器”进行磨矿分级的方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是为确保磨矿分级后的矿浆粒度能够达到产品质量要求，本发明提供了一种采用水力漩流器进行分级的磨矿分级方法。

本发明磨矿分级方法包括以下步骤：

A、将需要分级作业的矿浆输入一级旋流器进行分级；

B、一级旋流器中分级后的溢流矿浆进入静压箱；

C、静压箱中矿浆依靠与二级旋流器的高差自流进入二级旋流器；

D、二级旋流器分级后溢流的矿浆，得到目标磨矿粒级的矿物；

E、一级旋流器和二级旋流器的底流沉砂经磨矿设备再磨，再次输入一级旋流器进行分级至得到目标粒级的矿物。

最终，本发明利用两级旋流器进行分级，得到目标粒级的矿物。

上述技术方案中，步骤A矿浆进入一级旋流器，可以利用矿浆运输管道与一级旋流器的正高差产生的动压力，或是依靠泵的扬送动压力使矿浆进入一级旋流器。进入一级旋流器的矿浆由于给矿工艺的因素，因此会出现压力、流速、浓度多种变化，只需使矿浆量保持旋流器最小处理能力，通常矿浆浓度保持在30-70％即可。

上述技术方案中，因对产品有不同的粒级要求，二级旋流器可以为旋流器组的组成方式。

上述技术方案中，因对产品有不同的粒级要求，二级旋流器的数量及大小可根据需要的矿物粒级和处理能力设置小于一级旋流器机组，使之达到所需的粒度。

上述技术方案中，为满足进入二级旋流器的浆体形成适宜二级旋流器需要的压力(压强)，静压箱与二级旋流器之间的压强具有一定的高差。高差可根据浆体密度、液体压强等计算而得到。一般情况下，高差根据以下公式计算：h＝P/(pg)

式中：

h表示高差，单位为m；

P表示液体压强，单位为Pa；

p表示液体密度，单位为千克/立方米(kg/m³)；

g表示9.8N/kg(通常情况下可取g＝10N/kg)。

当进入一级旋流器分级的矿物量较大或较小时，可适当调整为适应其处理能力的旋流器，二级旋流器亦应根据一级旋流器的溢流矿浆量和所要求产品粒度来选择二级旋流器的处理能力及数量。

以申请人所在钒钛磁铁矿选矿行业为例，按照发明人设置的目标矿物粒级为-200目粒级质量比大于75％，处理能力约为300m³/h的要求，上述技术方案中，步骤A所述矿浆的浆体浓度为30-70％，-200目矿物含量20％以上，所述旋流器为1台Φ660～710mm旋流器(优选Φ660mm旋流器)。进入二级旋流器组的矿浆压力为0.12MP-0.15MP，所述旋流器为1组12台Φ250～350mm旋流器(优选Φ350mm旋流器)。经二级旋流器组分级后，其溢流浓度为15％以上，-200目含量为75％以上，达到申请人需要的产品粒度。

本发明磨矿分级方法的创新点在于：

1)本发明磨矿分级方法利用离心力水力分级的“一级旋流器+静压箱+二级旋流器”对矿物进行分级，取代依靠机械筛分分级的“一级旋流器+高频振动细筛+磁选脱水”分级方法。

2)进入一级旋流器矿浆为动压，进入二级旋流器矿浆为稳定静压，使进入二级旋流器的矿浆分级效率更高、质量稳定。

3)一级旋流器和二级旋流器的底流沉砂不用脱水，直接进入磨矿设备再磨。

4)通过调节二级旋流器的运行个数，可快速调节给入旋流器的给矿压力，使二级旋流器溢流矿物的粒度得到迅速控制，无需更换旋流器。

5)一级旋流器可适当增加数量，用于专门处理一级旋流器和二级旋流器底流细磨后的输入矿浆。

本发明磨矿分级方法中一级旋流器给矿为动压给矿，一级旋流器溢流通过静压箱后再进入二级旋流器进行分矿，由于静压箱与二级旋流器保持固定位置，因此可以确保进入二级旋流器的浆体压力保持稳定。一般情况下，进入一级旋流器采用自流给矿压力较使用泵输送压力更为稳定，更有利于旋流器分级参数保持稳定。

本发明磨矿分级方法的有益效果如下：

1)工艺流程简单，采用旋流器+静压箱+旋流器组合进行分级，取消脱水磁选机、振动筛、脱磁器等，便于维护。

2)现有采用旋流器+振动筛技术分级质效率为25％，本发明二级旋流器分级质效率提高到39％以上，较现有采用旋流器+振动筛技术提高了14％。

3)单台磨矿设备(如MQG3660型球磨机)磨矿能力由54.7t/h提高到76.8t/h以上，较采用旋流器+振动筛+脱水磁选机技术提高了40％以上。且产品粒度稳定在75％以上，不会出现因筛网长时间使用后破裂或筛孔增大造成产品粒度无法稳定在75％左右情况。

4)旋流器具有体积小、易于维护、分级效率高等特点，较原有工艺相比无电力及备品消耗，节约成本。

名词解释：

分级效率(E)是指分级溢流中某一级别的重量与分级机给料中同一粒级重量的百分比。它是考查分级机工作好坏的指标。

分级质效率通常用下式计算。E＝100(β-α)(α-θ)÷[α(100-α)(β-θ)]×100％

α：给料中小于一定粒级的含量；

β：溢流产品中小于一定粒级的含量；

θ：沉砂中小于一定粒级的含量。

附图说明

图1为本发明磨矿分级方法设备图。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，说明但不限制本发明。

原工艺相关情况，以目标矿物粒级为-200目需占75％以上为例。

申请人选铁工段原有分级流程为：球磨机的排矿和一段磁选精矿混合通过泵输送到一级旋流器，旋流器溢流经高频细筛筛分，筛下物作为合格品直接到二、三段磁选精选，筛上物再经过脱水磁选，脱水磁选的精矿和一段旋流器沉砂混合返回球磨机，脱水磁选的尾矿排走。经过2012和2013年的生产考查证明，此流程对选铁的分级是可行的，但随着生产量的增加，流程中出现的问题越来越多，主要存在以下问题：

1、原有流程中高频细筛存在分级效率低，以及筛下物-200目含量不稳定的缺点。2012和2013年，申请人对原14#、15#、16#球磨分级***中高频细筛的运行情况进行了多次考查，并对考查结果进行汇总分析，结果见表-1：

表-1

通过对三台球磨分级***2012和2013年两年考查结果得知，高频细筛的分级效率平均指标为24.97％，筛下物-200目含量平均指标为69.43％。因此，高频细筛在2012和2013年运行期间，分级效率较低，筛下物-200目含量也不稳定。而且，高频细筛的工作原理导致其分级效率随着其处理能力的增加反而会降低：2012年铁精矿产量为78万吨，分级效率为27.32％；而2013年产量为125万吨，分级效率为22.62％。

2、生产量增加后，需增加安装高频细筛的厂房面积。通过测量，一台高频振动细筛筛下物的矿量为每小时20吨左右，如生产能力增加，则需要增加高频振动细筛的安装平台。一台高频振动细筛的占地为5.9×1.8m，两台高频细筛之间至少要留1米的间隙，因此，要满足扩大生产的需要，则需要扩建现有的厂房。

3、备件及材料消耗量大。特别是用于高频振动细筛的筛网，一片价格达数千元，使用期仅为三个月左右，一台高频振动细筛一次更换量可达10片。

采用本发明磨矿分级方法后，以目标矿物粒级为-200目需占75％以上为例。

一段精矿(粒度-200目占30％左右，360t/h)直接通过一定距离和高差的管道输送到一级2台Φ660mm旋流器进行分级，一级旋流器分级后的溢流浓度与粒度分别为45％左右，底流沉砂浓度75％左右；旋流器溢流进入一台静压箱，通过底部分矿管进入一组12台的旋流器组，以产品需要粒度-200目需占75％以上为例，则全部平均进入10台Φ250mm旋流器分级(如-200目需占65％以上时，则分别进入2台Φ350mm旋流器和8台Φ250mm旋流器)。二级旋流器分级后，溢流浓度一般在15-20％，底流浓度75％左右，-200目约20-25％。

两级旋流器底流汇合进入球磨机再磨，经排矿端渣浆泵输送到另一台Φ660mm旋流器，其溢流汇入静压箱，再次分配给各台二级旋流器组进行分级。

通过近一年的时间对二级旋流器的运行效果进行验证，对我公司球磨***的考查结果进行综合分析，并与高频细筛的运行效果进行对比，结果见表-2。

表-2

通过考查的综合指标可知，使用高频细筛和二级旋流器进行控制分级，在分级质效率方面，二级旋流器分级质效率为38.60％，高频细筛分级质效率则只有24.97％，二级旋流器比高频细筛的分级质效率高出13.63个百分点；在分级粒度方面，给矿中-200目含量相当的情况下，二级旋流器溢流的-200目含量为81.91％，高频细筛的筛下物-200目则只有69.42％，二级旋流器的溢流中-200目含量比高频细筛筛下物高出12.49个百分点；在分级产品浓度方面，二级旋流器溢流浓度为23.60％，而高频细筛筛下物的浓度就高达44.30％，二级旋流器溢流浓度明显要低20.70个百分点，使用二级旋流器的溢流进入二段磁选，其给矿浓度适宜，而使用高频细筛的筛下物，在二段磁选给矿处就需要补加反冲水；在分级成品矿量方面，二级旋流器溢流矿量每小时能达到76.80吨，而高频细筛筛下物每小时只有54.70吨，二级旋流器溢流比高频细筛的筛下物每小时多出20.1吨。

经济效益

1、减少因生产能力增加需要安装的高频振动细筛和脱水磁选设备采购费用，节约68万元/台套。

而使用两级旋流器分级后，每个系列只需要安装由10台Φ250和2台Φ350旋流器组成的旋流器组，大约费用为38万元。

2、节约筛网费用采购费用。

每台高频振动筛有10张筛网，每张筛网4200元，筛网的使用周期是3到4个月，一年按3次更换筛网计算：10×4200×3＝12.6万元。

3、节约电费。改为二级旋流器分级后，可取消下列电力消耗：

3.1、每台高频振动细筛有2台振动机，每台振动机的功率为2.5kw，一年按300天，电费按0.55元计算：2×2.5×24×300×0.55＝1.98万元。

3.2、脱水磁选机电机功率为11kw，一年按300天，电费按0.55元计算，11×24×300×0.55＝4.36万元。

3.3、使用高频振动筛时，一段旋流器需运行两台泵，改成旋流器组后，只需要运行一台泵就能满足生产需要。一台泵电机功率为220kw，一年按300天，电费按0.55元计算，220×24×300×0.55＝87.12万元。

Claims (10)

1.磨矿分级方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将需要分级作业的矿浆输入一级旋流器进行分级；

B、一级旋流器中分级后的溢流矿浆进入静压箱；

C、静压箱中矿浆依靠与二级旋流器的高差自流进入二级旋流器；

D、二级旋流器分级后溢流的矿浆，得到目标磨矿粒级的矿物；

E、一级旋流器和二级旋流器的底流沉砂经磨矿设备再磨，再次输入一级旋流器进行分级至得到目标粒级的矿物。

2.根据权利要求1所述的磨矿分级方法，其特征在于：步骤A矿浆进入一级旋流器利用矿浆运输管道与一级旋流工序的旋流器的正高差产生的动压力使矿浆进入一级旋流器；或

依靠泵的扬送动压力使矿浆进入一级的旋流器。

3.根据权利要求1所述的磨矿分级方法，其特征在于：静压箱与二级旋流器的正高差计算方式：

高差根据以下公式计算：

h＝P/(pg)

式中：

h表示高差，单位为m；

P表示液体压强，单位为Pa；

p表示液体密度，单位为kg/m³；

g以9.8N/kg或10N/kg计。

4.根据权利要求1所述的磨矿分级方法，其特征在于：目标矿物粒级为-200目，步骤A所使用的矿浆浆体浓度为30-70％，-200目含量20％以上。

5.根据权利要求4所述的磨矿分级方法，其特征在于：步骤D经二级旋流器分级后，溢流浓度为15％以上，-200目含量为75％以上。

6.根据权利要求4所述的磨矿分级方法，其特征在于：静压箱与二级旋流器高差为9-15m，进入二级旋流器压力为0.12MP-0.15MP。

7.根据权利要求4所述的磨矿分级方法，其特征在于：步骤D目标磨矿粒级为矿物粒级达到-200目粒级质量比大于75％的粒级。

8.根据权利要求4所述的磨矿分级方法，其特征在于：一级旋流器的数量为至少1台，二级旋流工序中的旋流器的数量为至少8台。

9.根据权利要求4所述的磨矿分级方法，其特征在于：所述一级旋流器为660～710mm；所述二级旋流器为Φ250～350mm旋流器；

优选的，所述一级旋流器为Φ660mm旋流器；所述二级旋流器为Φ250mm旋流器或Φ350mm旋流器。

10.根据权利要求8或9所述的磨矿分级方法，其特征在于：所述一级旋流工序中的旋流器的数量旋流器为Φ660mm旋流器1台；所述二级旋流工序的旋流器为Φ350mm旋流器12台。