技术领域
[0001] 本
发明属于磁性矿物的选矿领域，具体涉及一种强磁性矿物的提质降杂的方法。技术背景
[0002]
铁是世界上最常用的金属，在金属消耗总量中占 95% 以上。我国由于铁矿资源的大规模开发，而导致易选的
磁铁矿资源日益短缺， 因此需要深层开采，采矿成本也逐渐升高。当前磁铁矿选矿通常采用连续多段
磁选装置进行分选，最后经过磁选柱分选后成为铁精粉，也有少数选矿厂采用反浮选实现铁精粉选别。浮选工艺选别段数较多， 工艺复杂，一般采用一次粗选一次精选三次扫选的流程，该工艺设备占地面积大，流程长，不便于管理。磁选工艺磁性夹杂多，大场
强磁选通常导致
尾矿低，精矿品位不合格，收率高；小场强磁选通常导致精矿合格，尾矿高，收率低，能难获得较高
质量铁精粉。例如，在攀西地区的
钒钛铁精矿的铁品位普遍低，杂质含量高，严重制约着攀西钒钛铁资源的高效利用。例如攀
钢的攀枝花矿区选矿厂始建于上世纪70年代，建厂初期采用三段开路
破碎、一段闭路磨矿分级、三段
弱磁选选铁工艺，生产铁精矿铁品位TFe51.5%，后经攀钢几代人的努
力，于2005年完成选矿厂进行阶磨阶选改造，改造后形成三段一闭路破碎流程、两段闭路磨矿、三段弱磁选选铁流程，生产的铁精矿铁品位54%左右；虽然目前生产的铁精矿相对于建厂初期有较大提高，但铁精矿铁品位不高、杂质含量高对后续的
高炉冶炼成本及
脱硫等成本居高不下，使得钒钛铁精矿利用经济价值受到影响，严重制约着攀西钒钛铁资源的开发利用。
[0003] 针对此类强磁性矿物的提质降杂的工艺技术，传统采用的是筒式弱
磁选机多次精选再通过浮选机进行反浮选，来降低粗精矿中Si、S、P等杂质含量，工艺流程复杂且成本高。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种强磁性矿物的提质降杂选矿方法，该方法包括对强磁性矿物进行精选，该精选包括如下步骤：
[0005] 1）向强磁性矿物粗精矿矿浆中加入浮选药剂进行调浆，粗精矿中粒度为-0.074mm的
矿石重量占总重量的80-90%；所述浮选剂包括捕收剂；
[0006] 2）将步骤1）所得物加入浮团聚电磁精选设备进行精选；所述浮团聚电磁精选设备包括：
[0007] 柱体，其下端设置精矿排放口或连接精矿排放管；
[0008] 给矿管，其出料口伸入柱体内并位于柱体内的中上部；
[0009] 微纳米气泡发生装置，其输出口与柱体的内腔相切式连通并与给矿管的出料口
位置相对应；
[0010] 交变
磁场发生器，位于柱体的外围，为柱体提供不均匀的交变磁场；
[0011] 溢流槽，位于柱体的上方，与柱体的上端连通。
[0012] 所述强磁性矿物粗精矿是对强磁性原矿进行粗选获得的。优选的，所述选矿方法还包括对强磁性矿物进行粗选，所述粗选包括如下步骤：
[0013] 将强磁性原矿进行阶段磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的50-60%后，加
水调浆，得到矿浆；所得矿浆中进行
梯级弱磁选，得到尾矿和强磁性矿物粗精矿。
[0014] 相对于现有技术而言，本发明的贡献在于显著提高了强磁性难选矿物的精选效果，更重要的是缩短了工艺流程，实现了高效、快捷的选矿效果。可以理解的是，正因本发明可以针对于强磁性难选矿物实现优秀的精选效果，在利用本发明的精选步骤的
基础上，可以采用任何常规的粗选工艺和或扫选工艺来与本发明的精选步骤结合，实现优秀的整体选矿效果。
[0015] 因此，值得强调的是，利用本发明的精选步骤，并将之与任何可预期的粗选工艺和或扫选工艺结合，均不背离本发明的精神，均属于本发明的保护范围。
[0016] 值得指出的是，本发明在对强磁性矿物精选时，相对于现有技术，对浮选药剂的要求很低。使用本发明时，只需要少量的浮选药剂便可以实现很好的精选效果。对于起泡剂和
抑制剂等常规精选工艺中比较重要的
试剂，本发明对其均没有必须添加的要求。因此，在本发明的基础上，基于本领域常识，对浮选药剂进行任何可预期的调整，均属于本发明的保护范围。
[0017] 应该理解，本发明所述的粗精矿意为使用任何现有技术对原矿进行粗选所得到的粗精矿产物。本发明的作用在于可以使得需要进行精选的粗精矿获得更高的品位和更低的杂质。
[0018] 所述浮选药剂还包括抑制剂，所述抑制剂为
淀粉；所述捕收剂为黄原酸钠盐、脂肪胺、醚胺中的一种。所述抑制剂的用量为300-1000g/t•矿，所述捕收剂的用量为50-300g/t•矿。
[0019] 步骤2）中所述微纳米气泡发生装置包括：
[0021]
喷嘴，伸入吸入室内并与气泡输送管连通；
[0022] 其中，气泡输送管分为I段、II段和III段，I段的一端伸入吸入室与喷嘴连通，另一端从吸入室伸出与II段连通，III段自与II段连接处始向外呈喇叭状，其大端与柱体内腔相切连通；
[0023] 所述II段的通路上设置有剪泡装置；
[0024] 所述剪泡装置包括多个径向位于II段内并带有不规则孔隙的滤网。
[0025] 优选的，本发明方法，在步骤2）前，还包括步骤：向微纳米气泡发生器当中加入稳泡剂，加入量为10-100g/t•水；所述稳泡剂为醇类、醚类、醚醇类
表面活性剂中的至少一种。更优选的，所述稳泡剂为松香油、醚醇类、
煤油、甲基异丁基甲醇中的至少一种。
[0026] 所述柱体包括竖直上段和锥形下段，交变磁场发生器的多组螺旋管励磁线圈缠绕在这两段的外围，形成电磁励磁旋转磁系，所述螺旋管励磁线圈为5～15组，每组
匝数为50～100匝，各组螺旋管励磁线圈沿柱体轴向圆周排列分布并与励磁电源连接。
[0027] 所述给矿管竖直布置在柱体内，其出料口位于柱体内腔的中上部，进料口从柱体上方伸出；所述柱体包括内壁和外壁结构，内壁与外壁之间形成一
密闭空间，用于装配螺旋管励磁线圈；所述空气接入管上设置有充气
泵和压强调节器。
[0028] 本发明在对强磁性矿物进行选矿时，通过先控制粗精矿的粒径，实现矿物的选择性解离，控制矿物粒度相对均匀，防止过
粉碎现象发生。在此基础上，再采取浮选和磁选结合的方式，利用浮选药剂和本发明的浮团聚电磁精选设备并控制其工艺参数，对强磁性矿进行精选，可以获得高品位的磁铁矿精矿或钛磁铁矿精矿（TFe>59%）。
[0029] 本发明所用的浮团聚电磁精选设备一方面充分利用了湍射流的紊动扩散原理来传递
能量与质量，产生大量微纳米气泡，特别是纳米气泡，并采用切线
角度将这些微纳米气泡输送入柱体内，从而对柱体内的水流产生一个旋转向上的冲力；另一方面，本发明采用多组螺旋管励磁线圈沿柱体轴向圆周排列缠绕，并与励磁电源连接，从而形成电磁励磁旋转磁系以产生脉冲交变磁场，其与微纳米气泡共同作用于物料矿浆，使其中的磁性/强磁性矿物与非磁性/弱磁性脉石矿物分别发生“分散—团聚—再分散—选择性团聚”，还可以如此循环，使非磁性/弱磁性脉石矿物与磁性/强磁性矿物充分分离，并使非磁性/弱磁性脉石矿物彻底脱离磁链，在微纳米
泡沫与水
浮力的共同作用下，溢流出柱体外，该浮团聚电磁精选设备有效避免了尾矿跑黑的现象，能够有效将矿浆中的杂质矿物去除，最后得到高品位的磁性铁精矿或钛磁铁矿精矿。
[0030] 其中，稳泡剂的加入对于选矿效果也有着重要的作用，本发明所选择的稳泡剂能够防止气泡的兼并，也能够适当地延长气泡在矿浆表面的存在时间，且能稳定气泡产生量和气泡尺寸，从而控制分选的效果。经过
发明人的大量摸索，利用醇类、醚类、醚醇类表面活性剂可取得较好效果，松香油、醚醇类、
煤油、甲基异丁基甲醇为优选稳泡剂，其可以单独使用也可以混合使用。
[0031] 本发明可以将浮选过程和磁选过程合二为一，不仅仅缩短了选矿流程，更为重要的是，本发明所得的精矿的品位指标更高。
[0032] 值得指出的是，本发明可以运用于通常意义上的磁性矿物的选矿，只是针对于强磁性矿物而言，效果更为显著而已。将本发明用于其它磁性矿物的选矿，均不背离本发明的精神，均属于本发明的保护范围。
[0033] 本发明的有益效果：
[0034] 1、本发明能够获得高纯强磁性矿物精矿，所得矿的品位高，TFe>59%，显著降低
硅指标和硫指标；
[0035] 2、本发明显著缩短了强磁性矿物的选矿过程，具有巨大的市场经济效益；
[0036] 3、本发明的工艺中，采用了特殊结构的气泡发生装置，能显著改善浮选过程中发泡效果及泡沫的持续性、
稳定性，是选矿效果显著提升，药剂污染减小，铁精矿品位可提高至少6～10个百分点，且选别速度快、结构紧凑、成本低廉、高效节能。
附图说明
[0037] 图1为浮团聚电磁精选设备的示意简图；
[0038] 图2为微纳米气泡发生装置的示意简图；
[0039] 图3为气泡输送管与柱体内腔相切式连通的结构简图。
具体实施方式
[0040] 以下通过
实施例的具体实施方式对本发明的上述内容作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。
[0041] 以下实施例所用浮团聚电磁精选设备为
说明书附图1-3所示。
[0042] 实施例1：
[0043] 针对新疆某磁铁矿，TFe品位25.2%，将原矿进行阶段磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的50%后，得到矿浆；所得矿浆中进行梯级弱磁选，得到尾矿和粗精矿；粗精矿中主要杂质为磁性较强的含铁矿物：包括黑
云母、铁绿泥石等含铁
硅酸盐矿物，粗精矿经过砂磨机进行选择性磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的85%后，得到矿浆；将矿浆与抑制剂和捕收剂进行混合，抑制剂为淀粉，药剂用量为300g/t•矿，捕收剂为醚胺，药剂用量为50g/t•矿，稳泡剂为乙醚醇，用量为50g/t•水，进入浮团聚电磁精选机进行精选，控制浮团聚电磁精选设备的磁场强度在11.94kA/m -63.69 kA/m，磁场变换周期为2-6秒，上升水流速度为 2-6cm /s，可获得铁精矿TFe品位为69.5%，硅指标降至1.5%。以常规磁选方法为对照，本发明与其的对比效果见表1。
[0044]
[0045] 本实施例所用浮团聚电磁精选机：如图1至图3所示，包括：
[0046] 柱体1，其下端设置精矿排放口31，或连接精矿排放管，用于排放精选后的高品位精矿；
[0047] 竖直布置在柱体1内的给矿管2，其出料口21伸入柱体1内并位于柱体1内的中上部，为矿浆在柱体1内的运动留出足够的空间，进料口22从柱体1上方伸出，便于给料；
[0048] 微纳米气泡发生装置33，其输出口（即III段的出口）与柱体1的内腔相切式连通并与给矿管2的出料口21位置相对应，所谓＂位置相对应“，是指该输出口与出料口２１的水平高度相当，两者避免正对，这种既不正对又相切式的连通结构，不但能够使柱体中的水获得一个向上的旋转力，又能对出料口２１的物料矿浆施加一个打散的作用力，力度比较适中；该微纳米气泡发生装置包括与空气接入管5连通的吸入室4和伸入吸入室4内并与气泡输送管7连通的喷嘴6，其中，气泡输送管7分为I段、II段和III段，I段的一端伸入吸入室4与喷嘴6连通，另一端从吸入室4伸出与II段连通，III段自与II段连接处始向外呈喇叭状，其大端与柱体1内腔相切连通，III段做为微纳米气泡的扩散段，使微纳米气泡更加均匀的进入到柱体1内与矿浆充分
接触，该微纳米气泡发生装置充分利用了湍射流的紊动扩散原理来产生微米气泡和纳米气泡（可统称＂微纳米气泡”），即，原液在高压泵30的压力作用下，从喷嘴6高速射出后，在吸入室4中产生
负压，射流表面与吸入室4中的空气产生摩擦，射流质点与空气质点进行换位，空气被高速卷入射流中，从而产生大量微米气泡和纳米气泡；这些
流体与微纳米气泡一起，经过气泡输送管7的I段、II段输送进入到III段进行扩散，从而扩散性的进入到柱体1中，增大了微纳米气泡与物料矿浆的接触面积；当射流与微纳米气泡进入到I段后，吸入室4内自动变成了负压，从而形成局部
真空，此时又会把空气接入管5中的空气卷入进吸入室4，再与射流发生质点换位，从而又形成了大量的微纳米气泡，如此不断循环，空气接入管5上无需额外施加动力，均可有空气不断自动进入到吸入室4，节省
能源；
[0049] 交变磁场发生器，本实施例采用多组螺旋管励磁线圈9，这些线圈分为5～15组，每组匝数为50～100匝，各组螺旋管励磁线圈9沿柱体1轴向圆周排列缠绕分布在柱体1的外围，并与励磁电源连接，从而形成电磁励磁旋转磁系，为柱体1提供不均匀的交变磁场；
[0050] 溢流槽3位于柱体1的上方，与柱体1的上端连通。
[0051] 该浮团聚电磁精选设备尤其适用于分选磁铁矿粗精矿或钛磁矿粗精矿等强性磁矿物，其工作流程为：
[0052] 首先，将物料矿浆与浮选药剂搅拌均匀后，从给矿管2的进料口22连续给入，物料矿浆从给矿管2的出料口21进入到柱体1内腔的中上部，与此同时，微纳米气泡发生装置产生的微纳米气泡沿柱体1内腔壁切线方向上进入柱体1中与水混合，之所以要切线方向进入，原因在于此角度能够对柱体1中的水施加一个旋转冲力，使柱体1中的水不断旋转向上运动，出料口21处的物料矿浆在水流动力和自身重力的作用下，在柱体1中不断分散开来，此过程可称作“分散“；
[0053] 物料矿浆中的磁性/强磁性矿物与非磁性/弱磁性脉石矿物在“分散“的运动过程中，非磁性/弱磁性脉石矿物或其他杂质表面已进行过疏
水处理，从而与微纳米气泡在尽可能短的时间内发生第一次团聚，初步形成”絮凝物“并向上运动，磁性/强磁性矿物在水流中也发生团聚，形成自身重力更大的”团聚物“并向下运动，此时无论是”絮凝物“还是”团聚物“，均在一定程度上达到力平衡状态，该过程可称作“团聚“；
[0054] 然后，向螺旋管励磁线圈9通电（通电一小段时间后断开），此时瞬间产生脉冲磁场，这些“絮凝物“和”团聚物“在强烈的脉冲磁场作用下，力平衡状态均受到严重破坏，从而分散开来继续运动，螺旋管励磁线圈9在通电状态下，这些”絮凝物“受到四种力的作用，包括螺旋管励磁线圈9产生的向下的磁场力、自身的重力、旋转上升的水流动力以及微纳米气泡向上的浮选力，该过程可称作“再分散“；
[0055] 随后，被打散的“絮凝物“继续向柱体1的上部运动，并再一次与微纳米气泡凝聚在一起，再一次逐渐达到力平衡，其中，非磁性/弱磁性脉石矿物或其他杂质在脉冲磁场力、微纳米气泡、自身重力以及水流旋转力的共同作用下，完全与矿物中的磁性矿物发生分离，最终脱离磁链，并在微纳米气泡浮力与水流向上的旋转力共同作用下，再次发生团聚，可称作”选择性团聚“，最后在微纳米气泡与水的共同浮力作用下，通过溢流槽3溢流出柱体1内，而磁性/强磁性矿物（尤其是
单体磁铁矿颗粒）在由上而下断续产生的脉冲磁场力以及自身重力作用下，经过多次磁重力聚合，多次反复克服旋转上升水流动力以及微纳米气泡的浮选力，不断下沉，最后由柱体1下部的精矿排放口或连接精矿排放管排出，得到高品位的磁铁矿精矿或钛磁铁矿精矿。
[0056] 实施例2：
[0057] 针对攀西地区复杂难选的橄辉岩型钒钛磁铁矿，TFe品位22.5%，将原矿进行阶段磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的55%后，得到矿浆；所得矿浆中进行梯级弱磁选，得到尾矿1和粗精矿；钒铁粗精矿矿中主要杂质为铁橄榄石和磁黄铁矿，粗精矿经过砂磨机进行选择性磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的85%后，得到矿浆；将矿浆与捕收剂进行混合，捕收剂为丁黄药，药剂用量为300g/t•矿，抑制剂为淀粉，用量为1000g/t•矿，稳泡剂为松醇油，用量为10g/t•水，进入浮团聚电磁精选机进行精选，控制浮团聚电磁精选设备的磁场强度在11.94kA/m -63.69 kA/m，磁场变换周期为2-6秒，上升水流速度为 2-6cm /s，可获得TFe品位为59.2%，S指标降至0.15%，硅指标降至
1.8%。以常规磁选配合浮选的方法为对照，本发明与其的对比效果见表2。
[0058]
[0059] 本实施例所用浮团聚精选机，在实施例1的基础上进行了改进：作为实施例一的改进方案，可在气泡输送管7II段的通路上设置多个剪泡装置8，主要用于对初产生的微纳米气泡进行剪切，从而得到更多的纳米气泡，使微米气泡和纳米气泡的尺寸更加均匀，防止微米气泡与纳米气泡之间的兼并，有利于“絮凝物“浮团聚的顺利进行；在本实施例中，剪泡装置8可为多个径向位于II段内并带有不规则孔隙的滤网，以对直径较大的气泡进行阻断和剪切，形成更多的纳米气泡，或者，剪泡装置8可采用多个带不规则纹路的摩擦板，也可以起到对水流中的大气泡进行剪切的作用，以形成更多的纳米气泡；再或者，也可以采用狼牙棒状的阻隔板，也可以对气泡进行剪切和阻断，在此不做更多的限定。
[0060] 实施例3
[0061] 针对河北承德地区复杂难选的钒钛磁铁矿，TFe品位24.3%，将原矿进行阶段磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的60%后，得到矿浆；所得矿浆中进行梯级弱磁选，得到尾矿1和粗精矿；钛磁铁矿粗精矿矿中主要杂质为磁黄铁矿，粗精矿经过砂磨机进行选择性磨矿，磨矿至粒度为-0.074mm的矿石重量占原矿总重量的90%后，得到矿浆；将矿浆与捕收剂进行混合，捕收剂为乙黄药，药剂用量为100g/t，稳泡剂为甲基异丁基甲醇，用量为100g/t•水，进入浮团聚电磁精选机进行精选，控制浮团聚电磁精选设备的磁场强度在11.94kA/m -63.69 kA/m，磁场变换周期为2-6秒，上升水流速度为 2-6cm /s，可获得TFe品位为60.5%，S指标降至0.08%。以常规磁选柱为对照，本发明与其的对比效果见表3。
[0062]
[0063] 本实施例所用的浮团聚精选机，在实施例2的基础上进行了改进：作为进一步的改进方案，本实施例将柱体1分为竖直上段和锥形下段，交变磁场发生器的多组螺旋管励磁线圈9缠绕在这两段的外围，可在竖直上段和锥体下段产生贯穿性的不均匀交变磁场，提升选别效果，锥形下段更利于对浮选后的磁性矿物颗粒进行收集，更彻底地从精矿排放口或连接精矿排放管中排出； 进一步的，还可以将柱体1设置为内壁和外壁的配合结构，并内壁与外壁之间形成一密闭空间10，用于装配螺旋管励磁线圈9。
[0064] 进一步的是，所述空气接入管5上设置一充气泵和压强调节器图中未示出，便于调节控制进入吸入室4的空气量，从而可根据选矿需要控制微纳米气泡的产生量，进一步控制选别效果。
