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阶段抛废在低品位磁铁矿选别中的应用∗
2019-02-20
为提前抛去采矿中混入的围岩与废石,张庄矿采用三段一闭路干磁抛废、高压辊磨— 磨前湿式磁选抛废工艺进行铁矿石预富集,可抛去总产率为47. 03% 的尾矿,抛废效果明显;其中 35. 42%尾矿作为建筑用砂销售,实现了资源的高效绿色开发,经济效益、社会效益显著。
Serial No. 597 January. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 597期 2019 年 1 月第 1 期 ∗ 阶段抛废在低品位磁铁矿选别中的应用 齐美超ꢀ 余ꢀ 剑 安徽马钢张庄矿业有限责任公司) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 为提前抛去采矿中混入的围岩与废石,张庄矿采用三段一闭路干磁抛废、高压辊磨— 磨前湿式磁选抛废工艺进行铁矿石预富集,可抛去总产率为 47. 03% 的尾矿,抛废效果明显;其中 35. 42% 尾矿作为建筑用砂销售,实现了资源的高效绿色开发,经济效益、社会效益显著。 关键词ꢀ 低品位磁铁矿ꢀ 大块干式磁选ꢀ 磨前预选 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 01. 030 ꢀ ꢀ 马钢张庄铁矿地处霍邱铁矿区,地质储量 2. 25 的矿物主要为磁铁矿。 亿 t,平均铁品位 33. 31% ,为新建以磁铁矿为主的 大型铁矿山,设计采选综合能力为 550 万 t/ a。 选矿 试验研究由中钢集团马鞍山矿山研究院和马钢集团 设计研究院有限责任公司完成,根据试验结果,推荐 原矿—预选(包括大块干式磁选和辊压产品预选抛 表 2ꢀ 原矿铁物相分析结果 % 铁物相 磁铁矿 赤褐铁矿 磁黄铁矿 黄铁矿 碳酸铁 硅酸铁 全铁 铁含量 19. 63 1. 70 铁分布率 71. 36 6. 03 0. 08 0. 30 [ 1] 0. 11 0. 40 废)—阶段磨矿—阶段弱磁选的选别流程 来处理 张庄铁矿石,马钢集团设计研究院有限责任公司根 据研究结果进行了选厂设计、建设。 选矿厂 2015 年 底建成并投产,通过一系列调试、优化,选矿厂各项 指标稳定,两段干抛及辊压产品预选抛废效果显著。 0. 66 2. 41 5. 36 19. 50 100. 00 27. 54 2ꢀ 阶段抛废工艺流程 2 . 1ꢀ 三段一闭路干磁抛废工艺流程 1 ꢀ 张庄矿原矿性质 原矿化学多元素分析及铁物相分析结果见表 破碎采用三段一闭路破碎工艺流程,原矿经井 1 、表 2。 下粗碎后,粒径 300 ~ 0 mm 的粗碎产品经提升输送 至选矿厂给入山特维克 CH870EC 圆锥破碎机,经中 碎后产品粒度为 75 ~ 0 mm,采用申克振动筛进行筛 分,筛上+30 mm 物料经磁场强度为 278. 66 kA/ m 的干 式 磁 选 抛 尾 后, 磁 选 粗 精 矿 给 入 山 特 维 克 CH870EF 圆锥破碎机,细碎后产品返回振动筛形成 闭路;磁选尾矿( +30 mm)为块尾矿,通过皮带输送 至块尾矿堆场。 破碎最终合格产品 ( 粒度 30 ~ 0 mm)经磁场强度为 278. 66 kA/ m 的干式磁选机抛 表 1ꢀ 原矿多元素化学分析结果 % 元素 TFe TiO MFe CaO MgO SiO Al O S P 2 2 2 3 含量 27. 54 0. 29 19. 63 2. 88 3. 71 49. 62 4. 04 0. 84 0. 087 元素 MnO Ni Cu Zn 烧失 Na O Cr K O O V O 2 5 2 2 2 3 含量 0. 155 0. 387 0. 473 0. 001 0. 001 0. 012 0. 001 0. 001 0. 23 ꢀ ꢀ 由表 1 可知,原矿中可综合回收的元素为铁,全 铁含量为 27. 54% ,其他有用元素含量较低;有害杂 质磷含量较低,硫含量略高,碱比为 0. 12,为酸性矿 石。 # 尾后,磁选精矿输送至 1 圆筒仓;磁选尾矿(粒度 30 [ 2] 。 ~ 0 mm)为粗尾矿,通过皮带输送至粗尾矿堆场 生产实践结果表明,全铁品位为 27. 54% 的原 ꢀ ꢀ 由表 2 可知,原矿中铁矿物主要是以磁铁矿的 形式 存 在, 其 分 布 率 为 71. 36% , 但 含 铁 量 仅 为 矿先 后 经 两 次 干 式 磁 选, 在 磁 场 强 度 为 278. 66 kA/ m 的条件下,分别抛去产率为 13. 56% 、全铁品 位为 12. 54% 、磁性铁品位为 0. 72% 的块尾矿和产 率为 16. 32% 、全铁品位为 13. 92% 、磁性铁品位为 1 1 9. 63% ,为低品位磁铁矿;其次为硅酸铁,分布率为 9. 50% ;其他铁矿物含量较低;因此,选厂回收的目 ꢀ ꢀ ∗安徽省面上攻关项目(编号:1804a0802205)。 1 . 41% 的粗尾矿,得到全铁品位为 33. 57% 的磁选 齐美超(1987—),男,技术主管,工程师,硕士,237471 安徽省六 安市霍邱县周集镇。 精矿。 两 次 干 式 磁 选 尾 矿 磁 性 铁 含 量 均 低 于 1 32 ꢀ ꢀ 齐美超ꢀ 余ꢀ 剑:阶段抛废在低品位磁铁矿选别中的应用ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 1 月第 1 期 1 8 . 5% ,磁性铁损失 1. 68% ,磁选精矿全铁回收率达 5. 56% ,磁性铁回收率达 98. 32% ,两段干式磁选 为辊磨合格产品,粒度为 3. 15 ~ 0 mm,对辊磨合格 [ 3] 产品进行磨前湿式磁选 ,精矿进入磨选作业,湿 分选效果较好。 对块尾矿、粗尾矿分别进行筛析,分析结果见表 、表 4。 式磁选尾矿自流进入水力旋流器+直线脱水筛捞砂 [4] 作业 ,捞出+0. 3 mm 粗粒尾砂为细尾砂,经过皮 3 带输送至细尾砂堆场,其余尾矿流入浓缩大井。 生产实践结果表明,全铁品位 33. 57% 的干式 磁选精矿经磨前湿式磁选后,抛除产率 17. 15% 、全 铁品位 12. 63% 、磁性铁品位 1. 15% 的尾矿,得到产 率 52. 97% 、全铁品位 40. 35% 的入磨矿石,磨前预 选效果良好,大大提高了入磨品位,降低了入磨矿 量。 磨前预选尾矿经水力旋流器+直线脱水筛捞砂 表 3ꢀ 块尾矿粒度组成分析结果 产率/ % 负累积 铁品位 铁分布率 / % 粒度/ mm 90 / % 个别 8. 48 + 100. 00 91. 52 74. 92 29. 63 17. 11 7. 51 17. 02 12. 79 12. 35 11. 75 11. 34 11. 04 12. 55 11. 50 16. 92 44. 57 11. 72 8. 68 ꢁ ꢁ ꢁ ꢁ 90+75 75+50 50+40 40+30 16. 60 45. 29 12. 52 9. 60 得到产率 5. 54% 、全铁品位 12. 88% 的细尾砂。 对磨前预选尾矿、细尾砂分别进行筛析,分析结 果见表 5、表 6。 ꢁ 30 7. 51 6. 61 合计 100. 00 100. 00 表 4ꢀ 粗尾矿粒度组成分析结果 表 5ꢀ 磨前预选尾矿粒度组成分析结果 产率/ % 负累积 铁品位 铁分布率 / % 粒度/ mm 30 / % 个别 3. 15 产率/ % 铁品位 铁分布率 / % 粒度 / mm + 100. 00 96. 85 84. 85 59. 49 30. 27 20. 92 14. 04 5. 98 15. 55 14. 88 13. 57 13. 26 12. 52 12. 57 12. 5 3. 53 12. 83 24. 73 27. 84 8. 41 个别 3. 17 14. 50 8. 38 4. 60 9. 91 11. 44 负累积 100. 00 96. 83 82. 33 73. 95 69. 35 59. 44 48. 00 37. 07 29. 01 / % ꢁ ꢁ ꢁ 30+25 25+20 20+10 12. 00 25. 36 29. 22 9. 35 +3 14. 34 11. 21 12. 22 11. 69 11. 63 12. 38 10. 91 13. 66 14. 21 12. 63 3. 60 12. 87 8. 11 ꢁ3+1 ꢁ1+0. 5 ꢁ 10+6 ꢁ0. 5+0. 3 ꢁ0. 3+0. 15 ꢁ0. 15+0. 076 4. 26 ꢁ 6+3 3+1 6. 88 6. 21 9. 13 ꢁ 8. 06 7. 24 11. 22 9. 44 ꢁ 1+0. 5 1. 86 13. 05 19. 23 30. 66 13. 92 1. 75 ꢁ0. 076+0. 045 10. 93 ꢁ 0. 5+0. 076 1. 97 4. 12 2. 72 ꢁ0. 045+0. 030 ꢁ0. 030 8. 06 29. 01 100. 00 8. 72 ꢁ 0. 076 2. 15 2. 15 4. 74 32. 65 100. 00 合计 100. 00 100. 00 合计 ꢀ ꢀ 由表 3、表 4 可知,块尾矿中+90 mm 粒级铁品 表 6ꢀ 细尾砂粒度组成分析结果 位较高,达 17. 02% ,主要是由于粒度过大,铁矿与 废石未完全分离,废石块中仍有小部分铁矿石;粗尾 矿中ꢁ0. 5+0. 076 mm 和ꢁ0. 076 mm 粒级铁品位较 高,分别达到 19. 23% 、30. 66% ,主要原因是矿石采 矿、运输过程中洒水降尘导致细粒矿石成团或黏在 块状石表面,并随干式磁选的精矿、尾矿带走;其次, 是普通干式磁选机对细粒铁矿石选别效果较差;但 粗尾矿中细粒部分含量较少,铁损失较小。 产率/ % 铁品位 / % 铁分布率 / % 粒度 / mm 个别 负累积 +3 4. 00 28. 20 17. 60 8. 90 100. 00 96. 00 67. 80 50. 20 41. 30 22. 50 4. 20 12. 15 11. 79 11. 86 13. 51 13. 87 13. 99 14. 47 12. 88 3. 78 25. 82 16. 21 9. 34 ꢁ 3+1 1+0. 5 0. 5+0. 3 0. 3+0. 15 ꢁ0. 15+0. 076 ꢁ ꢁ ꢁ 18. 80 18. 30 4. 20 20. 25 19. 88 4. 72 ꢁ 0. 076 合计 100. 00 100. 00 2 . 2ꢀ 高压辊磨—磨前湿式磁选抛废工艺流程 为进一步抛除废石,富集目的矿物,现场采用高 ꢀ ꢀ 由表 6 可知,磨前预选尾矿中 +3 mm、ꢁ0. 03 mm 2 个 粒 级 铁 品 位 较 高, 分 别 为 14. 34% 、 14. 21% ; ꢁ 0. 030 mm 粒 级 铁 分 布 率 较 高, 占 32. 65% ,但+3 mm 粒级铁分布率较低,仅为 3. 6% ; 采用 0. 3 mm 筛网进行捞砂,细尾砂中ꢁ0. 3 mm 达 41. 3% ,尾矿直线脱水筛筛分效率较差,但不影响细 尾砂销售。 压辊磨进行超细碎。 中、细碎产品(30 ~ 0 mm)给入 魁伯恩 RP750 / 19-1 500 mm 高压辊磨机,辊磨后产 品经圆筒打散机打散,然后进行直线筛筛分,筛上物 料由于含水,为防止圆筒仓中、细碎产品细粒成团, # 结成饼状,因此将筛上物料返回 2 圆筒仓,并根据 # # 生产需要组织 1 、2 圆筒仓下矿量,振动筛筛下物料 1 33 总第 597 期 现代矿业 2019 年 1 月第 1 期 阶段抛废数质量流程见图 1。 图 1ꢀ 阶段抛废数质量流程 3 ꢀ 结ꢀ 语 矿山建设要求,应用意义重大。 ( 1)采用阶段抛废工艺选别张庄矿铁矿石,可 抛去产率为 47. 03% 的尾矿,将入磨铁品位提升至 0. 35% ,抛废效果明显,大大提高了入磨品位,降低 了入磨矿量,达到了降低磨矿成本的目的。 2)块尾矿、粗尾矿以及细尾砂硅含量高,有害 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ [ 1]ꢀ 杨任新. 低品位磁铁矿合理选别工艺流程研究[J]. 金属矿山, 008(增):251-255. 2]ꢀ 常鲁平,李ꢀ 亮,王ꢀ 炬. 霍邱某低品位磁铁矿石选矿试验 J]. 现代矿业,2016(2):79-80. 4 2 ( [ 元素低,对其简单分级后,检测分析表明,可作为铁路 道砟、建筑用石和建筑用砂,实现了资源的综合利用。 3]ꢀ 于克旭,周ꢀ 健,戴兴宇. 磁铁矿磨前干湿式预选选矿技术研 究[C] ∥2017 第二十四届鲁冀晋粤川辽陕京八省(市) 金属 学会矿业学术交流会论文集. 济南:山东金属学会,2017:174- 180. ( 3) 张 庄 矿 块 尾 矿、 粗 尾 矿、 细 尾 砂 产 率 达 5. 42% ,达产后可生产建材 195 万 t/ a,销售收入可 达 7 000 万元/ a,经济效益显著。 4)当前国家正在大力推进生态文明建设,阶 段抛废能够高效绿色开发低品位磁铁矿,符合绿色 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 3 [ 4]ꢀ 齐美超,吴ꢀ 红,叶献华. 张庄铁矿湿抛尾矿捞砂工业试验 [ J]. 现代矿业,2018(1):167-168. ( ( 收稿日期 2018-12-02ꢀ 责任编辑ꢀ 袁风香) ■ ( 上接第 128 页)酸用量也相应减少,还可节省一部 本,同时还可减少浮选药剂的使用,从而获得良好的 经济效益和社会效益。 分成本费用。 ( 2)采用改造后工艺流程,可避免氢氧化钠、淀 本项目是该选厂工艺流程优化的前期工作,下 一步将对尾矿的回收利用作进一步研究,以提高金 属回收率;同时,对改造工艺的技术经济分析还需进 一步研究,以推动本工艺流程的具体实施。 粉、捕收剂、氧化钙等药剂的使用,减少环境污染,实 现良好的环境效益和社会效益。 5 ꢀ 结ꢀ 语 针对某选矿厂“鞍山式” 赤铁矿中含有大量磁 铁矿的生产现状,通过相关试验研究,提出了将阶段 磨矿、粗细分级、重选—强磁—阴离子反浮选工艺流 程中的强磁—阴离子反浮选流程改为磨矿—分级— 淘洗精选流程,这样可以更好地适合目前的矿石性 质,既能实现良好的选矿技术指标,又能降低选别成 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ 1]ꢀ 魏焕民,刘桂林,赵争争,等. 研山铁矿高压辊磨机工艺参数优 化试验[J]. 现代矿业,2013(10):156-157。 ( 收稿日期 2018-12-02ꢀ 责任编辑ꢀ 袁风香) 1 34
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