一种极微细粒赤铁矿石的磁-浮联合选矿新工艺 |
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| 申请号 | CN202210265633.X | 申请日 | 2022-03-17 | 公开(公告)号 | CN114653472B | 公开(公告)日 | 2023-09-15 |
| 申请人 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司; 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司; | 发明人 | 李亮; 陈洲; 常前发; 杨任新; 刘军; 袁启东; 王炬; 张永; 林小凤; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种极微细粒赤 铁 矿石 的磁‑浮联合选矿新工艺，采用以下工艺实施：(1)高压辊磨‑湿式粗粒强磁预选，获得湿式粗粒强磁预选精矿；(2)湿式粗粒强磁预选精矿一段磨矿‑一段强 磁选 一粗一扫抛尾，获得一段强磁混合精矿；(3)一段强磁混合精矿二段磨矿‑二段 强磁选 一粗二扫抛尾，获得二段强磁混合精矿；(4)二段强磁混合精矿阴离子反浮选，获得最终铁精矿。本发明在浮选前设置强磁选作业，既提高入浮品位，又可脱除极微细粒矿泥，避免矿泥对浮选的不利影响；浮选分两段获得铁精矿，大大降低中矿循环量；本发明不仅可以获得铁精矿品位63.5％以上、铁回收率为70.0％以上的最终铁精矿，还可以获得产率9％～11％的建筑用砂产品。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺，用于对原矿TFe品位在35.0％～ |
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| 说明书全文 | 一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺技术领域[0001] 本发明涉及一种赤铁矿石的选矿方法，具体涉及一种微细粒磁铁矿石的磁‑浮联合选矿工艺，特别适合于对原矿TFe品位在35.0％～45.0％之间、赤褐铁矿占铁矿物总量在95％以上的且铁矿物嵌布粒度极微细的赤铁矿石的分选。 背景技术[0003] 我国赤铁矿石储量较大、品位低、嵌布粒度细、成分较复杂的特点。目前，处理低品位细粒赤铁矿的选矿工艺流程主要有高梯度强磁选‑阴(阳)离子反浮选工艺、选择性絮凝脱泥‑反浮选工艺、磁化焙烧‑阶段磨矿‑磁选‑反浮选工艺、阶段磨矿‑重选‑弱磁选‑高梯度磁选‑阴离子反浮选工艺等。 [0004] 21世纪以来，我国赤铁矿选矿技术水平取得了较大进展，其中以鞍山式赤铁矿选矿最为成功，如齐大山选矿厂采用阶段磨矿，重选—磁选—反浮选流程，即原矿经一段磨矿分级后，一次溢流经水力旋流器分级，粗粒产品进入螺旋溜槽处理，细粒经弱磁、强磁选别，弱磁强磁混合精矿反浮选，粗、细粒二者均产出最终精矿，重选精螺尾矿与扫螺精矿，经扫中磁后的扫中磁精再磨返回水力旋流器，流程最终得到铁品位为67.50％、金属回收率75.00％的铁精矿。 [0005] 当前，对于微细粒特别是极微细粒赤铁矿矿石的选矿，大多还停留在实验室研究阶段，包括微泡浮选工艺、生物分选工艺、选择性聚团分选工艺、还原焙烧—磁选工艺、强磁—离心工艺、联合选矿工艺等，其中以联合选矿工艺相对较为成功，但也存在着能耗高、流程长、流程结构复杂、铁精矿品位低、铁回收率低、选矿成本高等技术难题。 [0006] 《矿冶工程》2013年12月第6期发表的“永州某高泥细粒贫赤铁矿选矿工艺研究”，针对该赤铁矿石中铁矿物堪布粒度细、含泥量大的情况，采用选择性絮凝脱泥.强磁抛尾一阳离子反浮选组合新技术进行了选矿工艺研究。试验结果表明，原矿经聚丙烯酰胺絮凝脱泥，磁场强度960KA/m下强磁选别，得到含铁55％、回收率为85％的磁铁精矿；后经GE‑609A阳离子反浮选，获得了品位为59.8％、回收率为94.2％的铁精矿，全流程铁的回收率达到了75.9％。尽管该选矿工艺铁的回收率较高，但铁品位不到60％，铁精矿价格低，市场竞争力差。 [0007] 近年来，以太钢袁家村铁矿为代表半自磨‑球磨‑弱磁‑强磁‑混合精矿再磨反浮选工艺，是我国微细粒铁矿石选矿的重大进展。该工艺的优点是流程短，缺点是入磨矿前没有预选抛尾，磨矿能耗搞；而且混合精矿再磨后直接进入反浮选，矿泥容易影响浮选指标。试验研究表明，采用该工艺处理极微细粒赤铁矿石，铁精矿品位、铁回收率双双大幅度下降。 发明内容[0008] 本发明的目的就是针对现有微细粒赤铁矿选矿技术中存在的能耗高、流程长、流程结构复杂、微细粒尾矿产生量大、矿泥恶化浮选指标的问题，而提供一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺。 [0009] 为实现本发明的上述目的，本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺采用的技术方案为： [0010] 本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺，用于对原矿TFe品位在35.0％～45.0％之间、赤褐铁矿占铁矿物总量在95％以上且铁矿物嵌布粒度极微细的赤铁矿石的分选，采用以下工艺实施： [0011] 1)将极微细粒赤铁矿石破碎至‑30mm后，给入到高压辊磨－筛分/分级作业中，筛孔直径/分级粒度2～3mm；将筛下产物/分级溢流给入湿式粗粒强磁预选作业，湿式粗粒强磁预选作业采用一次粗选、一次扫选，排出粗粒强磁预选尾矿，获得的一次粗选精矿、一次扫选精矿合并为湿式粗粒强磁预选精矿；对粗粒强磁预选尾矿进行分级，获得市场需要的建筑用砂产品，分级中控制建筑用砂产品中+0.3mm粒级含量≥95％，分级溢流作为细粒尾矿排出。 [0012] 研究表明，通过湿式粗粒强磁预选，给入下段磨矿作业的铁品位提高6～7个百分点，抛尾产率15％以上，但湿式粗粒强磁预选精矿中铁的回收率高达96.5％以上；获得的建筑用砂产品的产率占极微细粒赤铁矿石总给矿的9％～11％。 [0013] 2)将步骤1)获得的湿式粗粒强磁预选精矿给入一段磨矿作业，磨矿粒度控制在‑0.076mm粒级含量82％～88％范围，一段磨矿产品给入一段强磁选一粗一扫抛尾作业，一段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的一段强磁粗选精矿、一段强磁扫选精矿合并为一段强磁混合精矿。 [0014] 研究表明，通过一段强磁选一粗一扫抛尾作业，可以进一步抛出占极微细粒赤铁矿石总给矿产率17％以上的合格尾矿。 [0015] 3)将步骤2)获得的一段强磁混合精矿给入二段磨矿作业，磨矿设备采用塔磨机，磨矿粒度控制在‑0.030mm粒级含量87％～93％范围；二段磨矿产品给入二段强磁选一粗二扫抛尾作业，二段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的二段强磁粗选精矿、二段强磁一扫精矿、二段强磁二扫精矿合并为二段强磁混合精矿。 [0016] 研究表明，该步骤不仅使铁矿物基本单体解离，获得铁品位达60％以上、铁回收率81％(占极微细粒赤铁矿石总给矿中铁)以上的二段强磁混合精矿，而且可以进一步抛出占极微细粒赤铁矿石总给矿产率7.5％以上的细粒尾矿。 [0017] 4)将步骤3)获得的二段强磁混合精矿给入阴离子反浮选作业，阴离子反浮选作业采用一次粗选、三次扫选。采用氢氧化钠为pH调整剂；水玻璃、羧甲基纤维素、聚羧酸盐按1:(0.11～0.14):(0.11～0.14)的复配为分散剂；葛根淀粉为铁矿物抑制剂；石灰为活化剂； 捕收剂采用RA系列浮选捕收剂，如RA‑315、RA‑515、RA‑715、RA‑92、RA‑935，以RA‑935(有时称RA935)为优。 [0018] 通过步骤4)，最终可以获得铁品位63.5％、铁回收率70％左右的铁精矿。 [0019] 进一步地，步骤1)中，湿式粗粒强磁粗选采用聚磁介质为不锈钢圆形棒/不锈钢异性棒的粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度在0.9～1.15T范围；湿式粗粒强磁扫选亦采用粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度在1.3～1.5T之间。这里所说的异性棒是指表面具有环状尖突起的不锈钢圆形棒，研究表明，与普通不锈钢圆棒作为聚磁介质相比，采用不锈钢异性棒，铁的回收率提高2.5～4.0个百分点。 [0020] 进一步地，步骤2)中，一段磨矿采用溢流型球磨机；一段强磁粗选、一段强磁扫选皆采用聚磁介质为编织网状的立环脉动高梯度强磁选机，一段强磁粗选磁场强度在0.9～1.15T范围，一段强磁扫选磁场强度在1.3～1.5T之间。 [0021] 进一步地，步骤3)中，二段强磁粗选、二段强磁一扫、二段强磁二扫皆采用聚磁介质为丝状的立环脉动高梯度强磁选机，二段强磁粗选磁场强度在0.95～1.2T范围，二段强磁一扫磁场强度在1.35～1.5T之间，二段强磁二扫磁场强度亦在1.35～1.5T之间。 [0022] 进一步地，步骤4)中，采用一次粗选、三次扫选，其中一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药，将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1‑1、反浮粗选1‑2、反浮粗选1‑3、反浮粗选1‑4四段；一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药，将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1‑1、反浮扫选1‑2、反浮扫选1‑3三段；二次扫选采用单点加药，即只有反浮扫选2一段，三次扫选亦采用单点加药，即只有反浮扫选3一段；二扫精矿、三扫精矿集中返回到一次粗选。 [0023] 进一步地，所述反浮粗选1‑1的药剂制度为：pH调整剂氢氧化钠用量为900～1100g/t，复合分散剂用量为900～1100g/t，抑制剂葛根淀粉用量为900～1100g/t，活化剂石灰用量500～700g/t，捕收剂RA‑935用量为350～480g/t；所述反浮粗选1‑2、反浮粗选1‑ 3、反浮粗选1‑4各段只添加捕收剂RA‑935，用量分别为70～90g/t、70～90g/t、70～90g/t、 70～90g/t；所述反浮扫选1‑1不加药，反浮扫选1‑2、反浮扫选1‑3各段只添加捕收剂RA‑ 935，用量分别为145～175g/t、145～175g/t；所述的反浮扫选2捕收剂RA‑935用量为145～ 175g/t；所述的反浮扫选3不加药。 [0024] 作为本发明的优选技术方案，步骤1)中，湿式粗粒强磁粗选采用聚磁介质为不锈钢异性棒的粗粒立环脉动高梯度强磁选机；步骤2)中，一段强磁粗选、一段强磁扫选皆采用聚磁介质为丝状状的立环脉动高梯度强磁选机；步骤3)中，二段强磁粗选、二段强磁一扫、二段强磁二扫皆采用聚磁介质为编织网状的立环脉动高梯度强磁选机。 [0025] 作为本发明进一步优选技术方案，步骤4)中，水玻璃、羧甲基纤维素、聚羧酸盐按8:1:1的复配为分散剂；所述反浮粗选1‑1的药剂制度为：pH调整剂氢氧化钠用量为950～ 1050g/t，复合分散剂用量为950～1050g/t，抑制剂葛根淀粉用量为950～1050g/t，活化剂石灰用量550～650g/t，捕收剂RA‑935用量为360～450g/t；所述反浮粗选1‑2、反浮粗选1‑ 3、反浮粗选1‑4各段只添加捕收剂RA‑935，用量分别为75～85g/t、75～85g/t、75～85g/t、 75～85g/t；所述反浮扫选1‑1不加药，反浮扫选1‑2、反浮扫选1‑3各段只添加捕收剂RA‑ 935，用量分别为155～165g/t、155～165g/t；所述的反浮扫选2捕收剂RA‑935用量为155～ 165g/t；所述的反浮扫选3不加药。 [0026] 上述所有药剂添加量均换算为对浮选给矿的干矿量。 [0027] 上述磨矿粒度、磁场强度、药剂用量等参数的具体值，皆可以根据矿石性质，通过实验室试验结果确定。 [0028] 与现有技术相比，本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺具有如下优点： [0029] ①将极微细粒赤铁矿石原矿破碎产品(‑30mm)高压辊磨至‑3mm，然后进行湿式粗粒强磁预选，经过一次粗选、一次扫选，可以抛除产率15％以上的湿式粗粒强磁尾矿，并将入磨矿石铁品位提高5～8个百分点。 [0030] ②磨矿后的强磁选作业采用超高磁场强度的脉动高梯度强磁选设备，通过多次选别，提高金属回收率。 [0031] ③在二段磨矿粒度达‑0.030mm 90％左右的条件下，一般是直接进行浮选；本发明在浮选前设置强磁选作业，既提高入浮品位，又可脱除极微细粒矿泥，避免矿泥对浮选的不利影响。 [0032] ④浮选粗选采用分段加药，粗选获得浮选精矿1；各次粗选获得的泡沫产品集中给入到一次反浮扫选作业，一次反浮扫选也采用分段加药，获得浮选精矿2；反浮扫选2、反浮扫选3的精矿集中返回粗选。浮选分两段获得铁精矿，有利于浮选系统的稳定，大大降低中矿的循环量。 [0033] ⑤本发明在步骤1)中的湿式粗粒强磁粗选采用聚磁介质为不锈钢圆形棒/不锈钢异性棒，步骤2)中的立环脉动高梯度强磁选机的聚磁介质为编织网状，步骤3)中的立环脉动高梯度强磁选机的聚磁介质为丝状，分别适应不同处理粒度立环脉动高梯度强磁选的分选要求，不仅明显提高了铁的回收率，而且也有利于提高系统生产能力，并利于设备的匹配。 [0035] 图1为本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺之磨矿－强磁选部分原则工艺流程图； [0036] 图2为本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺之阴离子反浮选部分原则工艺流程图； [0037] 图3为本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺之粗粒强磁预选尾矿分级工艺流程图。 具体实施方式[0038] 为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺做进一步详细说明。 [0039] 极微细粒赤铁矿石样品取自华东地区某铁矿，原矿化学多元素分析结果分别见表1、铁物相分析结果见表2。 [0040] 表1原矿化学多元素分析结果(％) [0041] 化验项目 含量(％) 化验项目 含量(％)TFe 44.12 Na2O 0.186 SiO2 24.30 MnO 0.116 Al2O3 3.82 V2O5 0.217 CaO 2.19 TiO2 0.251 MgO 0.312 CuO 0.030 S 0.121 ZnO 0.030 P 0.732 Cr2O3 0.008 K2O 0.123 NiO <0.005 [0042] 表2原矿铁物相分析结果 [0043] [0044] [0046] 该极微细粒赤铁矿石，选矿厂采用洗矿‑破碎‑干选得块精抛块尾、中矿阶段磨矿‑阶段强磁选的选矿工艺流程，主要存在如下问题： [0047] (1)块精矿铁品位低，已不能适应下游产业的需求； [0048] (2)铁矿物嵌布粒度极微细，现磨矿至‑0.076mm 85％，铁精矿品位仅56.0％～57.0％；在磨到‑0.030mm粒级含量90％的情况下，才只有85％左右的铁矿物单体解离； [0049] (3)矿石硬度大，中矿入再磨，再磨量大，磨矿成本高。 [0050] 由图1所示的本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺之磨矿－强磁选部分原则工艺流程图、图2所示的本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺之阴离子反浮选部分原则工艺流程图并结合图3看出，本发明一种极微细粒赤铁矿石的磁‑浮联合选矿新工艺采用以下工艺、步骤实施： [0051] 1)高压辊磨‑湿式粗粒强磁预选 [0052] 将极微细粒赤铁矿石破碎至‑20mm后，进行高压辊磨至‑3mm；将高压辊磨产品给入湿式粗粒强磁预选作业，湿式粗粒强磁预选作业采用一次粗选、一次扫选，排出粗粒强磁预选尾矿，获得的一次粗选精矿、一次扫选精矿合并为湿式粗粒强磁预选精矿，对粗粒强磁预选尾矿进行分级，控制建筑用砂产品中+0.3mm粒级含量≥95％，获得市场需要的建筑用砂产品，分级溢流作为细粒尾矿排出。在工业实际应用中，高压辊磨机的给料的最大粒度可以放粗到30mm，高压辊磨机排料为饼状物，需要给入到筛分/分级作业中，筛孔直径/分级粒度2～3mm，筛上产物/分级沉砂返回高压辊磨机中，筛下产物/分级溢流给入湿式粗粒强磁预选作业。筛分/分级作业不仅起到控制湿式粗粒强磁预选作业的给料粒度，而且起到打散滤饼、松散物料的作用。 [0053] 在该步骤中，湿式粗粒强磁粗选采用Slon型粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度1.0T；湿式粗粒强磁扫选亦采用Slon型粗粒立环脉动高梯度强磁选机，磁场强度1.4T。聚磁介质为圆形不锈钢圆形棒。 [0054] 在该步骤，可以排出产率15.09％的粗粒强磁预选尾矿，获得的湿式粗粒强磁预选精矿的铁品位达50.22％，铁回收率为96.65％。 [0056] 2)湿式粗粒强磁预选精矿一段磨矿‑一段强磁选一粗一扫抛尾 [0057] 将步骤1)获得的湿式粗粒强磁预选精矿给入一段磨矿作业，磨矿粒度控制在‑0.076mm粒级含量85％，一段磨矿产品给入一段强磁选一粗一扫抛尾业，一段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的一段强磁粗选精矿、一段强磁扫选精矿合并为一段强磁混合精矿。 [0058] 在该步骤中，一段磨矿采用溢流型球磨机；一段强磁粗选、一段强磁扫选皆采用Slon(1.5T)立环脉动高梯度强磁选机，聚磁介质为编织网状，一段强磁粗选磁场强度为1.0T，一段强磁扫选磁场强度为1.4T。 [0059] 通过步骤2)，进一步抛除产率达16.85％的粗粒尾矿，获得的一段强磁混合精矿铁品位提高到57.82％。 [0060] 3)一段强磁混合精矿二段磨矿‑二段强磁选一粗二扫抛尾 [0061] 将步骤2)获得的一段强磁混合精矿给入二段磨矿作业，磨矿设备采用塔磨机，磨矿粒度控制在‑0.030mm粒级含量90％；二段磨矿产品给入二段强磁选一粗二扫抛尾作业，二段强磁扫选尾矿作为合格尾矿丢弃，获得的二段强磁粗选精矿、二段强磁一扫精矿、二段强磁二扫精矿合并为二段强磁混合精矿。 [0062] 在该步骤中，磨矿采用塔磨机；二段强磁粗选、二段强磁一扫、二段强磁二扫皆采用Slon(1.5T)立环脉动高梯度强磁选机，聚磁介质为丝状(也称钢毛状)，二段强磁粗选磁场强度1.0T，二段强磁一扫磁场强度1.4T，二段强磁二扫磁场强度亦为1.4T。 [0063] 通过该步骤，进一步抛除产率7.52％的细粒尾矿，获得二段强磁混合精矿的铁品位提高到60.13％。 [0064] 4)二段强磁混合精矿阴离子反浮选 [0065] 将二段强磁混合精矿给入阴离子反浮选作业，阴离子反浮选作业采用一次粗选、三次扫选。采用氢氧化钠为pH调整剂；水玻璃、羧甲基纤维素、聚羧酸盐按8:1:1的复配为分散剂；葛根淀粉为铁矿物抑制剂；石灰为活化剂；RA‑935为捕收剂，RA‑935也称RA935，在市场购得。 [0066] 步骤4)中，采用一次粗选、三次扫选，其中一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药，从而将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1‑1、反浮粗选1‑2、反浮粗选1‑3、反浮粗选1‑4四段；一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药，从而将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1‑1、反浮扫选1‑2、反浮扫选1‑3三段；二次扫选仅为反浮扫选2一段，三次扫选亦仅为反浮扫选3一段，二扫精矿、三扫精矿集中返回到一次粗选。 [0067] 所述反浮粗选1‑1的药剂制度为：pH调整剂氢氧化钠用量为1000g/t，复合分散剂用量为1000g/t，抑制剂葛根淀粉用量为1000g/t，活化剂石灰用量600g/t，捕收剂RA‑935用量为400g/t。 [0068] 所述反浮粗选1‑2、反浮粗选1‑3、反浮粗选1‑4各段只添加捕收剂RA‑935，用量分别为80g/t、80g/t、80g/t、80g/t。 [0069] 所述反浮扫选1‑1不加药，反浮扫选1‑2、反浮扫选1‑3各段只添加捕收剂RA‑935，用量分别为140～180g/t、140～180g/t。 [0070] 所述的反浮扫选2捕收剂RA‑935用量为140～180g/t。 [0071] 通过上述1)、2)、3)、4)，最终获得的铁精矿品位为63.76％、铁回收率为70.38％。 [0072] 此外，本发明在步骤2)、步骤3)中的Slon(1.5T)立环脉动高梯度强磁选机的聚磁介质，采用不锈钢圆形棒进行试验对比试验，只是变换不锈钢圆形棒的直径(变细)和充填密度，对比试验结果表明，步骤2)、步骤3)中的Slon(1.5T)立环脉动高梯度强磁选机采用不锈钢圆形棒，最终的铁精矿品位变化不大，但铁回收率降低1.5～2个百分点。 [0073] 另外，步骤4)中还进行了反浮粗选一段加药、反浮一次扫选一段加药的对比试验，药剂总用量与上述实施例相同，但获得的铁精矿品位仅为61.8％、铁回收率仅为66.9％。通过对比试验结果充分说明：本发明在步骤4)中，一次粗选按照矿浆流向顺序采用四点加药，将一次粗选按照矿浆流向分为反浮粗选1‑1、反浮粗选1‑2、反浮粗选1‑3、反浮粗选1‑4四段，一次扫选按照矿浆流向顺序采用三点加药，将一次扫选按照矿浆流向分为反浮扫选1‑1、反浮扫选1‑2、反浮扫选1‑3三段，取得了铁精矿品位、铁回收率双双大幅度提高的显著效果。 [0074] 更进一步地，本发明在步骤1)中还更换了不锈钢异性棒作为聚磁介质进行了试验。研究结果表明，聚磁介质采用不锈钢异性棒，铁精矿品位基本不变，但步骤1)中铁回收率提高1.2个百分点，即铁回收率由96.65％提高到97.85％；再通过步骤2)、3)、4)，最终铁精矿中铁的总回收率提高到71.03％。 |
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