一种超纯铁精矿的制备方法及设备 |
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| 申请号 | CN202311550422.1 | 申请日 | 2023-11-16 | 公开(公告)号 | CN117399172A | 公开(公告)日 | 2024-01-16 |
| 申请人 | 安徽金安矿业有限公司; | 发明人 | 林鑫; 李纪磊; 胡祥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种超纯 铁 精矿的制备方法及设备，S1：细磨矿作业：将TFe品位68.0±0.5％、含 水 ≤8%的 磁铁 矿精矿经预先造浆成45% 质量 浓度的矿浆后，给入 艾 砂磨机进行细磨；S2：弱 磁选 —淘洗精选作业：艾砂磨机的磨矿产品给入 弱磁选 机进行粗选，获得弱磁选粗选精矿，排出弱磁选粗选 尾矿 ；对弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入电磁淘洗机精选，排出电磁淘洗机精选尾矿；S3：将弱磁选精矿经脱磁后，给入电磁淘洗机进行精选，再次抛尾，进行预先脱磁；S4：反浮选作业：将电磁淘洗精矿进行脱磁给入反浮选作业，反浮选作业采用 碳 酸钠作为调整剂，进行预先调浆，然后再采用十二胺作为捕收剂进行反浮选。本 申请 具有提升磨矿效率，提升铁精矿纯度的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种超纯铁精矿的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：细磨矿作业：将TFe品位68 .0±0.5％、含水≤8%的磁铁矿精矿经预先造浆成45%质量浓度的矿浆后，给入艾砂磨机(100)进行细磨，控制艾砂磨机(100)的磨矿浓度在45%左右，产品粒度控制在‑0 .038mm占94％以上； |
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| 说明书全文 | 一种超纯铁精矿的制备方法及设备技术领域[0001] 本发明涉及矿物加工的领域，尤其是涉及一种超纯铁精矿的制备方法及设备。 背景技术[0002] 超纯铁精矿是铁基矿物新材料重要的原料来源，通常要求TFe品位大于72 .0％，SiO2等杂质(酸不溶物)含量小于0 .2％，可广泛用于生产粉末冶金、磁性材料、超纯铁及洁净钢基料、电子、化工、环保、保鲜和医疗等行业，其需求量随着社会经济技术的发展也与日俱增。相比于普通铁精矿，超级铁精矿具有更高的技术含量和附加值，其售价是普通铁精矿的3～5倍，其加工生产对于改善企业经济效益、充分发挥我国有限优质矿产资源的价值以及促进矿物加工技术进步、产品升级具有重要意义。 [0003] 在相关技术中公告号为CN1920066A的中国发明专利，其公开了一种超纯铁精矿粉的生产方法，包括可以将含铁60－66％的低品位铁精矿提高到71％左右。将低品位60－66％的铁精矿粉，粒度160－180目，进行磨矿处理、分离机分离出粒度为260目的矿粉；加入强碱性药剂组成的水混合液，强碱水混合液的浓度为15－22％，装入反应釜内，经搅拌、加温至200℃，当压力达到0 .6MPa时，保压8小时后卸料；卸出的料放入沉淀槽中进行沉淀，沉淀物上部是副产品硅酸钠溶液，下部沉淀物是超纯铁精矿粉。 [0004] 在相关技术中公告号为CN1920066A的中国发明专利，其公开了一种用低品位磁铁矿石制取超级铁精矿的方法，包括(1)一段磨矿：将破碎后的含铁品位低于30％的铁矿矿石在格子型或溢流型球磨机里磨矿；(2)第一步弱磁选：将分级机的溢流给入弱磁选机进行分选；(3)二段磨矿：将弱磁选得到的粗磁铁精矿给入用于再磨矿的小型磨机中进一步细磨，(4)第二步弱磁选：将再磨矿的分级机溢流给入用于第二步弱磁选的磁选机进行二步分选；(5)反浮选：将第二步弱磁选得到的磁铁精矿经加药、调浆、搅拌后给入浮选机进行反浮选； (6)产品处理：将反浮选的槽底物进行浓缩、过滤、干燥，得到超级铁精矿。 [0005] 针对上述相关技术，现有超级铁精矿主要采用细磨、磁选、浮选或细磨、磁选、浮选、化学浸出的生产工艺，并且存在以下不足：磨矿方式单一，造成磨矿效率低、能耗高，大多反浮选作业只添加胺类药剂，而不进行预先调浆，使浮选指标差，精矿SiO2杂质含量较高。 发明内容[0006] 为了提升磨矿效率，提升铁精矿纯度，本申请提供一种超纯铁精矿的制备方法及设备。 [0007] 第一方面的，本申请提供的一种超纯铁精矿的制备方法，采用如下的技术方案：一种超纯铁精矿的制备方法，包括如下步骤：S1：细磨矿作业：将TFe品位68 .0± 0.5％、含水≤8%的磁铁矿精矿经预先造浆成45%质量浓度的矿浆后，给入艾砂磨机(1)进行细磨，控制艾砂磨机(1)的磨矿浓度在45%左右，产品粒度控制在‑0 .038mm占94％以上；S2： 弱磁选—淘洗精选作业：所述艾砂磨机(1)的磨矿产品给入弱磁选机进行粗选，获得弱磁选粗选精矿，排出弱磁选粗选尾矿；对弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入电磁淘洗机精选，获得电磁淘洗机精选精矿，排出电磁淘洗机精选尾矿；使电磁淘洗机精选底流精矿矿浆的质量浓度控制在50～60%，弱磁选粗选采用永磁筒式磁选机，精选采用精矿淘洗机，弱磁选粗选的磁场强度为80mT；S3：将弱磁选精矿经脱磁后，给入电磁淘洗机进行精选，再次抛尾，控制淘洗机底流精矿浓度50～60%；将淘洗机底流精矿稀释至25～30%浓度，进行预先脱磁； S4：反浮选作业：将电磁淘洗精矿进行脱磁给入反浮选作业，反浮选粗选添加调整剂碳酸钠 1200g/t，捕收剂130g/t；反浮选精选添加调整剂碳酸钠400g/t，捕收剂32g/t；反浮选作业采用一次粗选、一次精选开路流程，获得浮选槽底TFe品位72 .2％、SiO2含量0 .13％、酸不溶物0 .16％的超纯铁精矿，浮选泡沫为TFe品位70 .7％高纯铁精矿，反浮选作业采用碳酸钠作为调整剂，进行预先调浆，然后再采用十二胺作为捕收剂进行反浮选；调整剂配制成 10%溶液，捕收剂按十二胺与冰乙酸摩尔比为1∶1配制；药剂制度为：粗选调整剂用量1200g/t，捕收剂用量130g/t，精选调整剂用量400，捕收剂用量32g/t。 [0008] 通过采用上述技术方案，通过将铁精矿预先造浆后，采用艾砂磨机进行细磨，提高了磨矿效率，然后经过磁选和反浮选，并用碳酸钠作为调整剂，十二胺作为捕收剂，可以实现在不添起泡剂的条件下，将磁铁矿与石英（SiO2）的有效分离，提高了精矿质量，获得浮选槽底TFe品位72 .2％、SiO2含量0 .13％、酸不溶物0 .16％的超纯铁精矿，浮选泡沫为TFe品位70 .7％高纯铁精矿。综合成本低，回收率高，所生产的超级铁精矿质量高，易于实现大规模工业化生产。 [0009] 第二方面的，本申请提供的一种超纯铁精矿的制备设备采用如下的技术方案：一种超纯铁精矿的制备设备，包括机架、设置于所述机架上的筒体、转动设置于所述筒体内的转轴和用于驱动所述转轴转动的动力机构，所述动力机构固定于所述机架上，所述转轴上设置有若干个搅拌盘，所述转轴的端部安装有分级结构。 [0010] 通过采用上述技术方案，转动轴带动分级结构，转动产生离心力，离心力自然将细颗粒往轴心区域集中，粗颗粒往边缘甩，因为受到上游粗细颗粒浆料的挤压，合格的产品粒度出去，而粗颗粒沿着筒壁回到上游继续研磨，直到达到合格粒度。 [0011] 优选的，所述分级结构包括固定连接于所述转轴上的固定法兰盘、固定连接于所述固定法兰盘上的若干个叶轮板、固定连接于所述叶轮板远离所述固定法兰盘的侧面的箍环和与所述箍环可拆卸连接的可拆法兰盘，所述固定法兰盘上开设有流通孔，所述可拆法兰盘上开设有出料孔。 [0012] 通过采用上述技术方案，将铁精矿填入到分级结构内，转轴的转动能够带动分级结构转动，从而使磨好的矿浆能够流出，未磨好的矿石继续研磨，其中可拆卸法兰盘与箍环可拆卸连接，从而便于在研磨工作完成后对分级装置内部进行清理。 [0013] 优选的，所述可拆法兰盘靠近所述箍环的侧面上开设有插孔，所述箍环上固定连接有可插设于所述插孔内的插杆，所述插孔的侧面上开设有滑动孔，所述插杆上开设有锁定槽，所述滑动孔内滑动设置有一端可插设于所述锁定槽内的锁定杆，所述可拆法兰盘上还设置有用于阻碍所述锁定杆向远离所述插杆的方向滑动的阻力机构和用于驱动所述锁定杆向远离所述插杆方向滑动的驱动机构。 [0014] 通过采用上述技术方案，当插杆插设于插孔内后，在阻力机构的限制下，锁定杆能够稳定的插设于锁定槽内，并且在驱动机构的驱动作用下，能够驱动锁定杆向远离插杆的方向滑动并脱离锁定槽，从而便于可拆法兰盘的拆装，进而便于对分级结构内部进行清理。 [0015] 优选的，滑动孔的内壁上开设有限位槽，所述锁定杆上固定连接有限位块，所述阻力机构包括设置于所述限位槽内的推力弹簧，所述推力弹簧的一端抵触于所述限位块远离所述插杆的侧面上，所述推力弹簧的另一端抵触于所述限位槽远离所述插杆的侧壁上。 [0016] 通过采用上述技术方案，推力弹簧的一端抵触于限位块远离插杆的侧面上，推力弹簧的另一端抵触于限位槽远离插杆的侧壁上，从而使限位杆能够稳定的插设于限位槽内，使可拆法兰盘能够稳定固定于箍环上。 [0017] 优选的，所述插杆位于所述箍环上固定有多个，所述插孔位于所述可拆法兰盘上行开设有多个，所述插杆和所述插孔一一对应，所述可拆法兰盘远离所述固定法兰盘的侧面上开设有圆形凹槽，所述滑动孔连通于所述圆形凹槽，所述锁定杆远离所述插杆的一端延伸至所述圆形凹槽内，所述驱动机构包括转动设置于所述圆形凹槽内的解锁圆板，所述解锁圆板靠近所述固定法兰盘的侧面上开设有圆形让位槽，所述圆形让位槽的内周壁上固定连接有推块，所述推块靠近所述解锁圆板轴心线的侧面上设置有第一斜面，所述锁定杆位于所述圆形凹槽的一端设置有解锁块，所述解锁块上设置有可与所述第一斜面相抵触的第二斜面，所述推块与所述解锁了一一对应。 [0018] 通过采用上述技术方案，当转动解锁圆板时，在第一斜面与第二斜面的抵触作用下，推块能够通过解锁块驱动锁定杆向远离插杆的方向滑动，从而使多根锁定杆同时脱离插杆上的锁定槽内，便于可拆法兰盘的拆卸。 [0019] 优选的，所述圆形凹槽的内周壁上开设有第一环形槽，所述解锁圆板的外周面上固定连接有挡环，所述挡环转动设置于所述第一环形槽内。 [0020] 通过采用上述技术方案，挡环转动设置于第一环形槽内，从而是解锁圆板能够更加稳定的转动设置于所述圆形凹槽内。 [0021] 优选的，所述圆形凹槽的内周壁上开设有第二环形槽，所述第二环形槽内设置有卷簧，所述卷簧的一端固定于所述第二环形槽的内周壁上，所述卷簧的另一端固定于所述解锁圆板的外周面上。 [0022] 通过采用上述技术方案，在卷簧的弹力作用下，能够使推块上的第一斜面保持与第二斜面脱离的状态。 [0023] 优选的，所述锁定杆靠近所述插杆的端部开设有第三斜面，所述第三斜面朝向靠近所述固定法兰盘的一侧。 [0024] 通过采用上述技术方案，第三斜面位于锁定杆靠近插杆的端部，第三斜面朝向靠近固定法兰盘的一侧，从而便于插杆插设于插孔内。 [0025] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过将铁精矿预先造浆后，采用艾砂磨机进行细磨，提高了磨矿效率，然后经过磁选和反浮选，并用碳酸钠作为调整剂，十二胺作为捕收剂，可以实现在不添起泡剂的条件下，将磁铁矿与石英（SiO2）的有效分离，提高了精矿质量，获得浮选槽底TFe品位72 .2％、SiO2含量0 .13％、酸不溶物0 .16％的超纯铁精矿，浮选泡沫为TFe品位70 .7％高纯铁精矿。综合成本低，回收率高，所生产的超级铁精矿质量高，易于实现大规模工业化生产； 2.转动轴带动分级结构，转动产生离心力，离心力自然将细颗粒往轴心区域集中，粗颗粒往边缘甩，因为受到上游粗细颗粒浆料的挤压，合格的产品粒度出去，而粗颗粒沿着筒壁回到上游继续研磨，直到达到合格粒度； 3.当插杆插设于插孔内后，在阻力机构的限制下，锁定杆能够稳定的插设于锁定 槽内，并且在驱动机构的驱动作用下，能够驱动锁定杆向远离插杆的方向滑动并脱离锁定槽，从而便于可拆法兰盘的拆装，进而便于对分级结构内部进行清理。 附图说明 [0027] 图2是本申请实施例中艾砂磨机的整体结构示意图。 [0028] 图3是本申请实施例中筒体的剖视图。 [0029] 图4是本申请实施例中分级结构的爆炸图。 [0030] 图5是本申请实施例中可拆法兰盘的剖视图。 [0031] 图6是本申请实施例中解锁圆板的整体结构示意图。 [0032] 附图标记说明：1、机架；2、筒体；21、支撑杆；3、转轴；4、搅拌盘；5、动力机构；51、电动机；6、分级结构；61、固定法兰盘；611、流通孔；62、叶轮板；63、箍环；64、可拆法兰盘；641、出料孔；642、插孔；643、滑动孔；644、限位槽；645、圆形凹槽；646、第一环形槽；647、第二环形槽；65、插杆；651、锁定槽；66、锁定杆；661、限位块；662、第三斜面；663、解锁块；6631、第二斜面；67、阻力机构；671、推力弹簧；68、驱动机构；681、解锁圆板；6811、圆形让位槽；682、推块；6821、第一斜面；684、挡环；685、卷簧；100、艾砂磨机。 具体实施方式[0033] 以下结合附图1‑6对本申请作进一步详细说明。 [0034] 本申请实施例公开一种超纯铁精矿的制备方法，参照图1所示，包括如下步骤：S1：细磨矿作业：将TFe品位68 .0±0.5％、含水≤8%的磁铁矿精矿经预先造浆成45%质量浓度的矿浆后，给入艾砂磨机100进行细磨，控制艾砂磨机100的磨矿浓度在45%左右，产品粒度控制在‑0 .038mm占94％以上；S2：弱磁选—淘洗精选作业：艾砂磨机100的磨矿产品给入弱磁选机进行粗选，获得弱磁选粗选精矿，排出弱磁选粗选尾矿；对弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入电磁淘洗机精选，获得电磁淘洗机精选精矿，排出电磁淘洗机精选尾矿；使电磁淘洗机精选底流精矿矿浆的质量浓度控制在50～60%，弱磁选粗选采用永磁筒式磁选机，精选采用精矿淘洗机，弱磁选粗选的磁场强度为80mT；S3：将弱磁选精矿经脱磁后，给入电磁淘洗机进行精选，再次抛尾，控制淘洗机底流精矿浓度50～60%；将淘洗机底流精矿稀释至25～30%浓度，进行预先脱磁；S4：反浮选作业：将电磁淘洗精矿进行脱磁给入反浮选作业，反浮选粗选添加调整剂碳酸钠1200g/t，捕收剂130g/t；反浮选精选添加调整剂碳酸钠400g/t，捕收剂32g/t；反浮选作业采用一次粗选、一次精选开路流程，获得浮选槽底TFe品位72 .2％、SiO2含量0 .13％、酸不溶物0 .16％的超纯铁精矿，浮选泡沫为TFe品位70 .7％高纯铁精矿，反浮选作业采用碳酸钠作为调整剂，进行预先调浆，然后再采用十二胺作为捕收剂进行反浮选；调整剂配制成10%溶液，捕收剂按十二胺与冰乙酸摩尔比为1∶1配制；药剂制度为：粗选调整剂用量1200g/t，捕收剂用量130g/t，精选调整剂用量400，捕收剂用量32g/t。 [0035] 本申请实施例还公开一种超纯铁精矿的制备设备。参照图2和图3所示，艾砂磨机100包括机架1、筒体2、转轴3、搅拌盘4和动力机构5。机架1固定安装于地面上，筒体2横向设置于机架1上，筒体2的底部竖直固定有支撑杆21，支撑杆21通过滑轨和滑块水平滑动设置于机架1上，使得筒体2能够水平滑动设置于机架1上。 [0036] 参照图2和图3所示，转轴3转动设置于机架1上，转轴3水平插设于筒体2内，搅拌盘4位于转轴3上固定连接有多个，多个搅拌盘4沿转轴3的轴线方向均匀分布于转轴3上。动力机构5为电动机51，电动机51固定安装于机架1远离筒体2的一侧。电动机51的输出轴同轴固定连接于转轴3上。 [0037] 参照图3和图4所示，转轴3远离电动机51的一端固定安装有分级结构6。分级结构6包括固定法兰盘61、叶轮板62、箍环63、可拆法兰盘64、插杆65、锁定杆66和阻力机构67。固定法兰盘61通过螺栓固定连接于转轴3远离电动机51的一端，固定法兰盘61上开设有若干个流通孔611，若干个流通孔611沿固定法兰盘61的圆周方向均匀分布，叶轮板62位于固定法兰盘61远离电动机51的端面上固定连接有若干个，若干个叶轮板62沿固定法兰盘61的圆周方向均匀分布。 [0038] 参照图3和图4所示，箍环63固定连接于叶轮板62远离固定法兰盘61的侧面上，箍环63的轴心线与固定法兰盘61的轴心线相重合，可拆法兰盘64与箍环63可拆卸连接。可拆法兰盘64上开设有若干个出料孔641，出料孔641沿可拆法兰盘64的圆周方向对称分布。 [0039] 参照图3和图4所示，可拆法兰盘64靠近箍环63的侧面上开设有四个插孔642，四个插孔642沿可拆法兰盘64的圆周方向对称分布。插杆65位于箍环63上水平固定连接有四根，当可拆法兰盘64与箍环63相抵触时，四根插杆65分别插设于四个插孔642内。 [0040] 参照图4和图5所示，插孔642的侧面上均开设有滑动孔643，插杆65上均开设有锁定槽651，锁定杆66设置有四根，四根锁定杆66分别滑动设置于四个滑动孔643内。锁定杆66靠近插杆65的端部开设有第三斜面662，第三斜面662朝向靠近固定法兰盘61的一侧。 [0041] 参照图4和图5所示，滑动孔643的内壁上开设有限位槽644，锁定杆66上固定连接有限位块661，阻力机构67包括设置于限位槽644内的推力弹簧671，推力弹簧671的一端抵触于限位块661远离插杆65的侧面上，推力弹簧671的另一端抵触于限位槽644远离插杆65的侧壁上。阻碍锁定杆66向远离插杆65的方向滑动，使锁定杆66的一端稳定插设于锁定槽651内。 [0042] 参照图4和图6所示，可拆法兰盘64远离固定法兰盘61的侧面上开设有圆形凹槽645，滑动孔643连通于圆形凹槽645，锁定杆66远离插杆65的一端延伸至圆形凹槽645内，驱动机构68包括转动设置于圆形凹槽645内的解锁圆板681，解锁圆板681靠近固定法兰盘61的侧面上开设有圆形让位槽6811，圆形让位槽6811的内周壁上固定连接有推块682，推块 682靠近解锁圆板681轴心线的侧面上设置有第一斜面6821，锁定杆66位于圆形凹槽645的一端设置有解锁块663，解锁块663上设置有可与第一斜面6821相抵触的第二斜面6631，推块682与解锁了一一对应。 [0043] 参照图4和图6所示，圆形凹槽645的内周壁上开设有第一环形槽646，解锁圆板681的外周面上固定连接有挡环684，挡环684转动设置于第一环形槽646内。圆形凹槽645的内周壁上开设有第二环形槽647，第二环形槽647内设置有卷簧685，卷簧685的一端固定于第二环形槽647的内周壁上，卷簧685的另一端固定于解锁圆板681的外周面上。 [0044] 参照图4所示，解锁圆板681远离固定法兰盘61的侧面上开设有内六角槽，便于驱动解锁圆板681转动。 [0045] 本申请实施例一种超纯铁精矿的制备设备的实施原理为：转动轴带动分级结构6，转动产生离心力，离心力自然将细颗粒往轴心区域集中，粗颗粒往边缘甩，因为受到上游粗细颗粒浆料的挤压，合格的产品粒度出去，而粗颗粒沿着筒壁回到上游继续研磨，直到达到合格粒度。 [0046] 当转动解锁圆板681时，在第一斜面6821与第二斜面6631的抵触作用下，推块682能够通过解锁块663驱动锁定杆66向远离插杆65的方向滑动，从而使多根锁定杆66同时脱离插杆65上的锁定槽651内，便于可拆法兰盘64的拆卸。 [0047] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。 |
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