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弱磁性铁矿石的选矿方法

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发布时间:2013-01-23 09:45:04

其他国家处理赤铁矿石的选矿厂分布在巴西、加拿大、美国、澳大利亚和墨西哥。这种类型矿石铁精矿的产量在商品矿石总产量中占很大比例。像在巴西这样的一些国家,实际上这种矿石不仅供本国需要,而且是大量出口铁矿石产的一种来源。

铁矿石

其他国家处理赤铁矿石和假象赤铁矿石选矿厂的名称、地理位置。

如同分选其他类型矿石时一样,分选赤铁矿石的采选企业的组成单位包括采矿车间、选矿厂和球团厂。上述企业的特点是在其组成单位中包括有破碎筛分厂,因为选矿只处理筛分天然富矿时得到不合格的矿石或不合格产品。此外,在一些企业中还有处理小型矿床矿石的季节性选矿厂。

开采赤铁矿石实际上只用露采方法。由于生产的合格产品不仅有细磨的精矿,而且有块矿和烧结矿,因此在许多企业拥有破碎-筛分厂、原矿混匀和合格产品贮矿场。块矿和烧结矿作为成品输出。

赤铁矿石的工艺特性包括矿石的矿物和化学组成特点、嵌布粒度和物理性质。矿石具有各种各样的矿物组成,除赤铁矿外,其中还含有不同数量的假象赤铁矿、各种的矿物组成。实质上,它是混合的矿石,因此采用“赤铁矿石”的名称是相对的。

矿石及其选矿产品的化学组成常常与金属矿物嵌布特性有关,因此在开采和破碎时,这些金属矿物能够借助选择性破碎而分层剥落。

选矿工艺观点来看,赤铁矿石分为块状和浸染状矿石。全部由金属矿物组成的矿石属于块状矿;浸染状矿石主要是金属矿物不均匀地以单独颗粒、团块或细脉状浸染于脉石中。

块状富矿石还可以根据主要铁矿石的硬度分为块状的、致密的和土质的、易泥化的。

在其他国家,选别易选的粗粒嵌布和中粒嵌布的赤铁矿石为较普遍的。70年代随着塞普特-艾利斯和蒂尔登选矿厂投产,易泥化的难选土质富矿石和难选细粒嵌布盆矿石的选矿开始得到发展。

磁选机

这些选矿厂采用的选矿方法有重选、磁选和浮选,这些选矿方法既应用于联合选矿流程,也应用于普通选矿工艺流程中。在联合流程中选矿方法的应用顺序决定于矿石的工艺特性,主要是金属矿物和非金属矿物的嵌布粒度。选矿厂生产能力每年处理量达到4000-4500万吨原矿,虽然亦有些选矿厂的生产能力为每年处理100-300万吨原矿。但应考虑到,在许多企业除了开采需要入选的贫矿石外,还开采铁品位达50-62%的天然富矿石。

在全部开采矿石都进行选别的一些企业,矿石的品位比较低,介于30%到45%。许多企业主要开采天然富矿石,只需经过破碎筛分和混匀。分选作业只是分离粜一度为(0.5-0.1)~0毫米的矿泥颗粒,而有时不经分选就贮存起来。有很多选矿厂采用矿石分级和筛分流程。在这些流程中有时将大块矿石进行破碎,使矿石粒度减小到烧结矿粒度。嵌布粒度较细的矿石则按深选流程选别,用棒磨机和球磨机细磨,以及采用瀑落式自磨机和气落式自磨机进行自磨。浸染矿石的选矿流程极其多种多样。对于这样的矿石较常采用磁选不同组合的联合流程。同时在许多选矿厂,采用-磁选或浮选方法选别赤铁矿石。

赤铁矿石精矿质量和铁品位都相当高,不次于磁铁矿石和混合矿石的精矿。拉克-珍尼选矿厂精矿在卡堤尔港选矿厂精选之后,精矿含铁68-69%,含SiO22%以下。该精矿用于金属化冶金。

磨矿设备

在这些选矿厂,铁的回收率相当高,当选别富矿时约为90%,当选别贫矿石时为70~80%。

70年代建设的赤铁矿石选矿厂广泛应用微型处理机操纵机组,自动化程度很高。在很多选矿厂装备有工业电视系统。在托木-普拉伊斯山选矿厂建立有工艺过程中间控制和操纵系统。

选矿厂具有许多原矿和合格产品的贮存场,它们严格按品级贮存,并非常重视混匀。例如,1970年卡札-季-佩德腊选矿厂经过改建和扩建,建设了100万吨容量的混匀贮矿场,在这里进行各种商品矿石的混匀。贮矿场由四个并列堆放容量各为25万吨的区段组成。贮矿场装备有3300吨/时生产能力的堆矿机和轮行桥型斗式装载输送机(集矿装置)。考埃采选企业商品矿石贮矿场以及向该企业选扩厂供给赤铁矿和铁英岩贫矿石的贮矿场也拥有类似的混匀设备。

赤铁矿石和假象赤铁矿石的破碎和筛分流程的复杂性不次于前面叙述过的磁铁矿石和混合矿石的选矿流程。对这种矿石而言。破碎作业不仅是为磨矿作准备,而且是加工天然富矿的较终工序。因此,矿石的破碎和筛分比加工其他类型矿石时更加得到重视。筛分是为天然富矿石的冶金利用(按粒度组成)作准备,因此其作用特别大。由于这些原因,赤铁矿石破碎和筛分流程达到四段具有极复杂的分支结构。为做好商品矿石烧结和进一步细磨的准备,在后段通常采用闭路破碎。破碎粒度决定于下一步的矿石加工和为此所采用的破碎流程。对于自磨来说,矿石粒度为200(250)~0毫术;当加工天然富矿石时,在分出高炉用块矿,的情况厂粒度为50(75)~0毫米;在分出烧结矿的情况下,粒度为10(6)~0毫米。闭路破碎不仅用于获得细碎矿石,而且用于"检验"高炉块矿。

颚式破碎机

用于赤铁矿石和假象赤铁矿石的破碎机与破碎磁铁矿石和混合矿石的破碎机相差不多。多数采用旋回圆锥破碎机、标准圆锥破碎机和短头圆锥破碎机。颚式破碎机采用得较少,在加工粘土质矿石时才采用。由于矿石强度普遍较低,旋回破碎机生产能力很高,可达到4500吨/时。对于坚硬矿石,生产能力降低到2950吨/时,还降低到2750吨/时。后面一些破碎段的破碎机生产能力也比较高;第二段为880吨/时,第三段为700~800吨/时。

只有当矿石中金属矿物或非金属矿物嵌布粒度细时,赤铁矿石才进行磨矿和分级。块状矿石则通过破碎进行入选前准备。

对于贫化的和粗粒嵌布的矿石,采用一段自磨或球磨磨矿对于细粒嵌布矿石,一段磨矿在棒磨机球磨机中进行,而在布坎南和蒂尔登选矿厂则为此安装了瀑落式自磨机。磨碎矿石的分级采用各种结构筛子以及水力旋流器。第二段和第三段磨矿利用介质或砾石磨矿。

球磨机

棒磨机

磨矿粒度决定于矿石嵌布粒度和磨矿段数,从一段磨矿时的2---0毫米到三段磨矿时的0.037-0毫米。这样的磨矿粒度在铁矿石加工中是较细的。

特别是在70年代投产的选矿厂都采用大型磨矿设备进行磨矿。例如,在赖特山、赛普特一艾利斯、蒂尔登选矿厂安装直径8米以上的自磨机,而在蒂尔登安装直径4.27~4.72来和长9.14~10.2米的砾磨机。以蒂尔登选矿厂为例,磨矿机工作制度可以用下面数据说明。瀑落式自磨机转速为临界速度的74%,砾磨机转速为临界速度的75.1%.砾石耗量不超过原矿的3%。为了改善一段磨矿条件而添加水玻璃(0.25公斤/吨矿石)和氢氧化钠(0.47公斤/吨)。

磨矿主要采用闭路流程,虽然在加卫赤铁矿石时也常常采用棒磨机和球磨机开路磨矿。

磨碎矿石的一段分级利用不同结构的筛子,在二段和三段则只用水力旋流器。较常见的水力旋流器直径为380mm。筛缝尺寸3.0~0.1mm。

赤铁矿石电耗与采用的流程有关,为3-33千瓦小时/吨。共和选矿厂钢棒和钢球耗量分别为0.495公斤/吨原矿和0.38公斤/吨原矿。

浮选机

实际上,赤铁矿石选矿采用所有书籍的机械选矿方法。重选、磁选和浮选方法应用较普遍。对于这种矿石还广泛采用选择破碎,在开采和加工天然富矿石时,可以使较贫的部分集中到粉矿中,然后将其分离出来供贮存或用某种方法进行选别。

浮选工艺

磁选工艺

重选方法为重悬浮液选矿、跳汰和螺旋选矿。

从列举的资料可以看出,重悬浮液选矿和螺旋选矿应用较广泛。只有在康塞考选矿厂进行跳汰分选。跳汰精矿铁品位为64.2%。如同选别赤铁——磁铁矿石一样,重悬浮液利用硅铁(纽曼山、托木-普拉伊斯山)或硅铁与磁铁矿的混合物(锡申-波斯特马斯堡)。重悬浮液分选在圆简选矿机和水力旋流器中进行。前者选别100(80)~6毫米的矿石,后者处理6~0.54米的矿石。通过重悬浮液选别可以获得含铁62%的块矿和供烧结矿用的精矿。预先筛分分出的细粒级可用磁选或浮选等其它方法选别。

螺旋选矿应用于中粒嵌布赤铁矿石,特别是应用于拉克-珍尼、赖特山和瓦布什矿床的镜铁矿石。在进入螺旋选矿之前,将矿石磨到3毫米以下。采用各种结构的螺旋选矿机选别。较现代的和高生产率的螺旋选矿机是黑克-埃利奥特公司(英国)专为赖特山企业制造的双头螺旋选矿机。螺旋选矿的精矿铁品位为66%。

近年来,为处理赤铁矿石而建设的一些选矿厂中,强磁场磁选得到普遍推广。在列举的26个选矿厂中有9个选矿厂成功地应用磁选处理粒度1毫米以下的赤铁矿石。

这种磁选作业儿乎都采用琼斯型强磁机,通常为TIP-317型,磁场强度为1.0~1.1特。弱磁场圆筒磁选机(磁场强度达到150千安/米)进行预先选别,分选出磁铁矿与石英组成的强磁性连生体物料,以防止强磁机被堵塞。强磁选可以保证磁性精矿铁品位为61~68%。TIP-317型强磁机生产能力为100120吨/时。

阿利斯-查默斯公司(美国)研制了在工作区充填铁介质的工业用磁选机,这种铁介质是由冲剪成矩形的钢板网所构成。直径6米的卡鲁谢利式480-05型强磁机可以有三个磁极头,从而可以使粒度为0.044~0毫米的弱磁性矿石的生产能力达到400吨/时。1982年,马拉姆帕选矿厂安装这种磁选机选别尾矿库积存的约4吨含铁28~29%的重选尾矿,可以从中将85%的金属回收到含铁64%的精矿中。

磁选工艺流程

除了强磁选外,许多选厂将赤铁矿浮选作为一般的与专用的分选作业。铁矿石矿物选择性絮凝和"热浮选"即属于后者。蒂尔登选矿厂不同于其池一些选矿厂,它采用选择性絮凝处理以假象赤铁矿为主要金属矿物的细粒嵌布氧化铁燧岩,采用选择性絮凝可以在pH=10~11.5的情况下通过脱泥将较分散的脉石矿物排人尾矿。脱泥后的物料利用阳离子捕收剂(胺)很好浮选。将脉石分选到泡沫中去。在共和选矿'厂则通过"热浮选"强化赤铁矿浮选。"热浮选"方法包括:将预先浮选的赤铁矿进行再磨,四次用过热蒸气将矿浆加热到99℃以及在不添加药剂情况下进-步进行两次精矿精选和三次尾矿扫选。借助于此法使精矿铁品位提高到65--67%。

磁选和浮选是必择其一的方案。无论苏联还是在其他国家,目前都没有得出关于上述方法中哪种方法具有优越性的技术经济论证。其他国家的实践认为磁选方法优越,这可以以巴西迈因选矿厂为例所进行的下列技术经济计算来说明,该选矿厂处理的富赤铁矿右占850/,,风化的铁英岩矿石占15%。在在该选矿厂优先用琼斯强磁机选别(在浮选前,鉴于经济理由)。尽管装备强磁机的基建投资高于浮选设备,但是浮选的生产费用要高得多。计算结果确定,在浮选的总费用中药剂费用占75%,而磁选的总费用为浮选的57~60%。

处理赤铁矿石的特例是利用电选作为粗选或精选过程。马姆贝尔格特选矿厂利用电选作为选别赤铁矿石的主要作业。电极上的电位差为2-4万伏。在电选机中利用交流电极从旋转的接地圆简上分离粘附的脉石颗粒。用刷子后清理圆筒。电选结果磷含量从0.6%降低到0.08%。在瓦布什选矿厂,电选用于精选螺旋分选的赤铁精矿,结果使精矿铁品位从63%提高到65.5%a双电极和圆辊之间的电压为2.3-2.5万伏。每个圆辊的生产能力达到3吨/时。在该选矿厂同时有288个圆辊运转。尾矿进行扫选。铁回收率很高,占给矿中铁含量的95%。

赤铁矿石选矿产品可采用各种已知类型的设备进行浓缩和过滤。大多数选矿厂分离出粗粒商品矿,广泛应用矿仓、筛子和水力旋流器进行脱水。在进行矿石细磨的些选矿厂用浓缩机脱水,而过滤采用圆盘过滤机(迈因、塞普特-艾利斯、共和)、圆筒过滤机(瓦布什,共和)和平面过滤机(康塞考)当精矿粒度在0.5毫米以下时,亦采用平而过滤机精矿水分变化范围大(95~15%),并取决子精矿粒度。浮选赤铁精矿不容易过滤。因此,在一些浮选细磨物料的选矿厂过滤时,利用过热蒸气或将矿浆预热到30-400C,得到水分为12-15%的滤饼,它在造球前进行干燥(寒普特一艾利斯、蒂尔登)。

浓缩机

为了利用回水,在绝大多数选矿厂将选出的尾矿用各种结构和规格类型的浓缩机进行浓缩。当尾矿粒度粗时,在浓缩机之前预先用水力旋流器处理,水力旋流器溢流给浓缩机,而沉砂与浓缩机沉砂合并一起。较常采用过滤机的圆盘直径为2.7米,圆筒直径为2.4米;圆盘数为8--120圆盘真空过滤机过滤面积达125(杜兰哥),圆筒真空过滤机过滤而积达25.6平方。

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