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在磁铁矿选矿过程中分出粗粒尾矿

在磁铁矿选矿过程中分出粗粒尾矿

50年代末设计的磁铁石英岩的准备作业和选矿工艺流程,实际上与70~80年代的工艺流程并无区别。只是生产规模扩大,系列和工艺设备的生产能力提高了,分选的段数和作业次数也有所增加。然而这种流程与现代理论水平不相适应,也不符合细分散物料按一定物理性质进行准备和分选(磨矿、分级、磁选、脱泥)的实践要求。

在选矿的每一段里分出尾矿,而解离了不同粒度和品位的铁矿颗粒只是在工艺流程之末才以最终产品(精矿)产出。这已成为传统的作法。尾矿都会被过磨并形成很稀的矿浆(重量7~10%)。回水澄清、尾矿固相的沉降和保存都要采用高水头的水工构筑物。矿泥设施要有分支很多而且能耗大的水力输送管线。尾矿库要占用可贵的土地,要求固定住尾矿的干的滩面,使之不受风的侵蚀。尾矿在矿石准备和选矿过程中过磨,在建筑业中实际上不能利用。

处理磁铁石英岩的克里沃罗格地区和库尔斯克磁力异常区各类采选公司以及其他采选公司采用的所有工艺流程的特点是,矿石磨到-0.074mm 60~80%,在第一段选矿中分出最终尾矿,然后将中矿经两段再磨至-0.05mm90~98%,在每段和每次磁选作业中分出尾矿。根据矿石的物理力学性质选择磨矿设备。分级、磁选和脱泥作业线的确定往往不经论证,有任意性,根据主要作业与辅助作业各种不同的联合进行的试验资料选择工艺流程。

1、国外金属矿山

对第一段磨矿、分级和磁选值得特别注意,因为在此作业段内,金属矿层和非金属矿层和连生体的大部分可解离,约40%的脉石可抛到尾矿中去。在此作业段中,大量已解离的脉石(石英)和非金属矿物颗粒闭路循环。受到过磨并失掉其作为建筑材料的性质,且其存在会降低磨矿回路的产量。

最合理的方案是在第一段磨矿中,用磁选法从磨矿产品(磨机排料)中分出已解离的粗颗粒石英,以便于用制备建筑材料、堆坝和筑路等。然而实现此方案相当困难,因为此作业段没有可靠的保护性筛分设备,磁选机和专用输送粗粒产品的砂泵。

其他国家也有处理磁铁矿石英岩的同类选矿厂,这些选矿厂的特点是对第一段磨矿产品进行选矿。在开路磨矿的第一段作业中,磨矿产品直接送去磁选。在球磨机与筛分中,磨放产品直接送去磁选。在磨机与筛分机闭路作业时,筛下产品进入磁选,而筛上产品返回第一段磨矿。对克里沃罗格和库尔斯克磁力异常区各选矿厂的工艺流程以及对磨矿、分级和磁选产品进行分析表明,第一段磨矿产品中,有相当数量已解离的金属矿物和非金属矿物。

北部采选公司对于在第一段用磁选分出粗粒尾矿的工艺进行了工业试验。在从闭路磨矿引出的第一段磨矿产品中,通常在螺旋分级机溢流产品中含有-1.0+0.56mm粒级0.5%至8.5%。将-2.5~0mm粒级分出到螺旋分级机的溢流产品中,有一定的困难。因为必须将溢流产品的固相浓度提高到2100~2200kg/m2。这种粒度和密度的溢流产品难以分离是因为分级过程不稳定,粒度大于5mm的颗粒会进入溢流,第一段磁选机槽子易堵塞等。

研究确定,在第一段磨矿中,非金属矿物的解离量超过金属矿物(磁铁矿)的解离量相当多。北部采选公司在磨矿粒度-0.074mm占65.5%的条件下,磁铁矿的解离度是27.2%,非金属矿物的解离度是40.6%。因此,在第一段磨矿中制定一种最大限度地分出粗粒尾矿的工艺是合理的,在这种情况下,一定粒度的石英可以分出到尾矿中,可避免其过磨并可用来制备建筑材料以及堆坝等。

如果在第一段磨矿中,将磨矿—分级回路中引出的磨矿产品最大粒度限制在2~3mm,用现有磁选机在技术上就可以实现对该产品选别,无需增加投资和生产费用。

在从螺旋分级机分出中粒级产品之前先进行了研究,并绘制了在分级机槽体垂直面上各粒径的颗粒,质量和解离度等的分布图。显微镜分析表明,在中粒级产品(距分级机矿浆液面1000mm处)中,含已解离的非金属矿物数量颇多。在-0.56mm粒级中,含非金属矿颗粒24.5%,在-0.56+0.28mm粒级中,含21.9%,在-0.28+0.14mm粒级中含19.7%,贫连生体含量分别为51.9%~35.2%和32.8%。解离的金属矿颗粒占20.5~26.5%。

螺旋分级机在闭路磨矿中,起着分级和输送两种作用。

在螺旋分级机内流体动力学平稳的条件下,槽体中的矿浆悬浮体按深度分层,因此可以用下列装置从螺旋分级机槽体中分出中粒级产品:有一定吸入深度的砂泵,在槽体端壁溢流堰一方安装特制的可调孔隙装置或者用虹吸水力提升排料装置。1986年至1987年北部采选公司对用于螺旋分级机分出粗粒产品的各种装置进行了试验。

排料孔直径60mm的虹吸水力提升装置的体积产量不超过30~35m3/h。用泵从螺旋分级机分出粗粒产品时,其体积产量是115m3/h,而按重量计的产量在89~161t/h范围内,此时最大粒度是3~8mm。这种情况并不是所期望的。这可能是由于吸入管路中的高速压头使螺旋分级机下层的粗颗粒吸入所致。

螺旋分级机的溢流和中粒级产品用磁选机单独进行选矿。对占原产品(原矿)量的32%的螺旋分级机溢流产品进行选矿时,选出磁性产品的全铁品位是52%,尾矿含铁是13.6%,在总尾矿中损失的磁性铁是2.4%。

对占原矿量68%的中粒级产品进行选矿,选出磁性产品的全铁品位43.8%,尾矿含铁11.8%,磁性铁1.46%,铁矿尾矿中的损失降低是因为磨矿产品以较窄的粒级进行选矿。在矿浆粘度降低的情况下,矿物颗粒的分离效率提高。最大限度地分出过磨矿物的细粒,就使矿浆具备这种粘度低的性质。

螺旋分级机溢流在一定的流体动力学参数、粒度组成和矿物解离度条件下,可以进行脱泥并进行第二和第三段磁选。

第一段磨矿的中粒级产品选矿选出的磁性产品可以用水力旋流器预先分级,然后将沉砂闭路磨矿并将溢流产品送第二段磁选。

中粒级产品选矿的尾矿必须用水力旋流器分级,以除去其中的细分散颗粒,然后将水力旋流器的沉砂产品用螺旋分级机处理。这样,可以得到具有一定粒度的石英砂,可配置建筑材料等。

通过在磁铁矿选矿工艺流程之首分出粗粒尾矿的工业试验研究,可以得出以下结论:从螺旋分级机中分出的粒级产品,可以减少第一段磨矿—分级的循环负荷量,使工艺回路按原矿的产量提高7~10%,使第一段选矿尾矿中的全铁和磁性铁损失分别由17.0降到11.3%,和由2.69降到1.46%。

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