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高效节能的微细粒铁矿选矿关键装备研究现状和发展
2011-10-25
本文对近年来的强磁选、细磨、浮选装备及技术进行了详细评述,并对其装备的发展方向进行了展 望。着重介绍了塔磨机的最新进展及在铁矿细磨应用的优势,强磁选机的研究应用现状,浮选柱在微细粒铁矿反 浮选的应用前景。
SeptemSubpeprꢀl. 2011ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE 201增1年ꢀ 刊9 月 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 高效节能的微细粒铁矿选矿关键装备研究现状和发展 张 国 旺 ꢀ 肖长ꢀ沙 骁矿 冶ꢀ 研周究 岳院 有远限ꢀ责 辛任 公业司薇) ꢀ 黄 礼 龙 ( 摘 ꢀ 要 ꢀ 本 文 对 近 年 来 的 强 磁 选 、 细 磨 、 浮 选 装 备 及 技 术 进 行 了 详 细 评 述 , 并 对 其 装 备 的 发 展 方 向 进 行 了 展 望 。 着 重 介 绍 了 塔 磨 机 的 最 新 进 展 及 在 铁 矿 细 磨 应 用 的 优 势 , 强 磁 选 机 的 研 究 应 用 现 状 , 浮 选 柱 在 微 细 粒 铁 矿 反 浮 选 的 应 用 前 景 。 关 键 词 ꢀ 微 细 粒 铁 矿 ꢀ 塔 磨 机 ꢀ 强 磁 选 机 ꢀ 浮 选 柱 ꢀ ꢀ 我 国 的 铁 矿 资 源 较 为 丰 富 , 查 明 资 源 储 量 达 24 亿 t, 但 多 数 禀 赋 较 差 , 多 为 “ 贫 、 细 、 杂 ” 矿 ; 其 细 磨 能 耗 急 增 , 成 为 制 约 微 细 粒 铁 矿 高 效 开 发 利 用 的 关 键 技 术 。 因 此 , 必 须 开 发 新 型 高 效 节 能 的 微 细 粒 铁 矿 细 磨 设 备 及 相 关 技 术 。 下 面 介 绍 两 种 用 于 P80 < 38 μm 矿 物 细 磨 的 设 备 及 技 术 及 其 在 微 细 粒 铁 矿 应 用 的 现 状 。 6 中 微 细 粒 复 杂 难 选 铁 矿 储 量 约 120 多 亿 t, 占 我 国 铁 矿 资 源 储 量 总 量 的 20% , 其 中 代 表 性 矿 山 有 山 西 太 钢 袁 家 村 铁 矿 、 湖 南 祁 东 铁 矿 、 云 南 惠 民 铁 矿 、 湖 南 洞 口 铁 矿 和 辽 宁 本 溪 大 台 沟 铁 矿 等 。 近 10 a 来 根 据 这 些 复 杂 难 选 矿 石 的 特 点 开 展 了 大 量 的 研 究 工 作 , 总 结 得 出 微 细 粒 复 杂 铁 矿 的 合 适 的 选 矿 原 则 工 艺 流 程 是 “ 粗 磨 — 弱 磁 选 — 强 磁 选 — 粗 精 矿 再 磨 — 1. 1. 1ꢀ 塔 磨 机 ( 立 式 螺 旋 搅 拌 磨 机 或 立 磨 机 ) 国 外 塔 磨 机 主 要 由 美 卓 矿 业 公 司 ( Metso Miner als Ltd) ( 更 名 为 Vertimill) 和 日 本 爱 立 许 ( Nippon - Eirich) 公 司 TowerMill 提 供 , 美 卓 矿 业 已 经 在 全 球 安 装 超 过 300 套 Vertimill 塔 磨 机 , 总 装 机 功 率 160 MW, 目 前 最 大 型 号 为 VTM3000WB( 电 机 功 率 2 250 kW) 。 ( 脱 泥 ) — 反 浮 选 ” ( 见 图 1) , 该 工 艺 流 程 中 , 粗 磨 及 弱 磁 选 均 为 较 成 熟 的 技 术 , 近 年 装 备 革 新 较 小 , 局 部 方 面 的 改 进 较 多 。 必 须 研 制 出 先 进 的 新 型 装 备 或 对 原 装 备 进 行 重 大 革 新 , 才 能 使 微 细 粒 铁 矿 选 矿 具 有 技 术 及 经 济 可 行 性 。 强 磁 选 、 粗 精 矿 再 磨 、 反 浮 选 、 微 细 粒 浓 缩 和 微 细 粒 压 滤 等 装 备 是 微 细 粒 铁 矿 选 矿 的 关 键 装 备 。 本 文 对 近 年 来 的 强 磁 选 、 细 磨 、 浮 选 装 备 及 技 术 进 行 了 评 述 , 并 对 装 备 的 发 展 方 向 进 行 了 展 望 。 图 2 为 美 卓 矿 业 生 产 的 Vertimill 塔 磨 机 示 意 图 , 有 一 个 立 式 固 定 的 磨 矿 室 , 其 中 装 有 一 个 螺 旋 搅 拌 器 , 用 于 搅 动 直 径 为 12 ~ 25 mm 的 钢 球 磨 矿 介 质 。 螺 旋 搅 拌 器 以 梢 速 度 3 ~ 5 m/ s 旋 转 , 属 于 低 速 搅 拌 磨 。 矿 浆 从 磨 机 的 顶 部 或 中 底 部 给 入 , 利 用 重 力 进 行 磨 矿 , 磨 矿 产 品 从 磨 机 顶 部 溢 流 排 出 进 入 下 道 工 序 。 ! "#$%&% $ 0% 塔 磨 机 于 在 八 十 年 代 已 应 用 于 金 属 矿 山 , 主 要 用 于 获 得 P80 为 20 ~ 40 μm 的 矿 物 再 磨 回 路 , 处 理 的 矿 物 包 括 铜 、 铅 锌 、 镍 、 金 、 铂 族 金 属 等 有 色 、 稀 贵 金 属 矿 物 。 第 一 台 VTM3000WB 的 Vertimill 也 是 应 用 于 澳 大 利 亚 纽 克 雷 斯 特 矿 业 公 司 ( Newcrest Min ing Ltd) 卡 地 亚 瓦 利 运 营 公 司 ( Cadia Valley Opera tions) ( 澳 大 利 亚 最 大 的 黄 金 生 产 商 ) 金 铜 矿 的 三 段 再 磨 作 业 。 ' ( )*+ , * ./+ - ( 图 1ꢀ 微 细 粒 铁 矿 选 矿 原 则 流 程 及 关 键 装 备 1 ꢀ 微 细 粒 铁 矿 选 矿 关 键 装 备 技 术 现 状 1 . 1ꢀ 细 磨 装 备 及 技 术 铁 矿 细 磨 很 长 一 段 时 间 都 是 致 力 于 球 磨 机 结 构 的 改 进 及 球 磨 介 质 的 完 善 等 方 面 。 通 过 加 长 球 磨 机 长 度 ( 管 磨 机 ) 从 而 延 长 矿 浆 在 磨 机 内 的 停 留 时 间 、 使 用 小 介 质 球 、 改 变 介 质 形 状 等 方 式 来 达 到 矿 物 细 磨 目 的 , 得 到 的 磨 矿 产 品 粒 度 分 布 较 宽 , 过 磨 现 象 严 重 , 而 且 , 当 矿 物 细 磨 粒 度 P80 < 38 μm( 400 目 ) 时 , 尽 管 塔 磨 机 在 有 色 金 属 矿 已 成 功 推 广 应 用 近 30 a, 但 在 铁 矿 中 的 应 用 则 起 步 。 2009 年 , 日 本 爱 立 许 公 司 为 澳 大 利 亚 金 达 必 金 属 公 司 ( Gindalbie Met · 195· 增 刊 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 9 月 als Ltd) 与 中 国 鞍 钢 股 份 有 限 公 司 合 资 的 卡 拉 拉 矿 业 公 司 ( Karara Mining Limited) 提 供 了 5 套 KW 于 湖 南 省 郴 州 柿 竹 园 有 色 金 属 公 司 野 鸡 尾 选 矿 厂 铁 矿 选 矿 流 程 , 磨 矿 粒 度 - 38 μm 达 到 95. 10% , 铁 精 矿 品 位 达 到 65. 20% , 解 决 了 以 前 球 磨 机 磨 不 细 ( 磨 矿 细 度 - 43 μm 占 60% ) , 铁 品 位 低 ( 53% ~ 55% ) 的 技 术 难 题 , 取 得 显 著 的 经 济 效 益 , 并 开 创 了 塔 磨 技 术 应 用 于 铁 矿 选 矿 的 先 例 。 2008 年 , 湖 南 郴 州 柿 竹 园 有 色 金 属 公 司 多 金 属 选 厂 铁 矿 选 矿 流 程 中 再 次 采 用 塔 磨 取 代 管 磨 机 进 行 粗 精 矿 再 磨 , 精 矿 铁 品 位 达 到 60% ( 采 用 管 磨 机 再 磨 时 精 矿 铁 品 位 只 有 45% ~ 50% ) 。 1 500 型 塔 磨 机 ( 电 机 安 装 功 率 为 1. 12 MW) , 用 来 将 80 磁 铁 矿 细 磨 至 P = 35 μm, 塔 磨 机 及 其 他 精 选 设 备 将 于 2012 年 1 月 安 装 完 毕 , 并 将 于 2012 年 6 月 前 产 出 铁 精 矿 。 瑞 典 诺 斯 兰 资 源 公 司 与 美 卓 公 司 签 订 协 议 , 由 美 卓 提 供 位 于 瑞 典 北 部 诺 斯 兰 的 考 尼 斯 瓦 拉 铁 矿 的 包 括 7 台 VTM3000WB 塔 磨 机 在 内 的 两 条 加 工 线 的 设 备 和 服 务 , 其 中 3 台 VTM3000WB 塔 磨 机 和 1 台 自 磨 机 已 签 订 订 购 协 议 。 但 由 于 国 内 金 属 矿 山 企 业 对 搅 拌 磨 的 认 知 和 接 受 需 要 一 个 过 程 , 市 场 需 求 受 到 一 定 限 制 , 因 而 在 设 备 大 型 化 方 面 跟 国 外 还 存 在 一 些 差 距 , 但 在 已 推 广 的 立 式 搅 拌 磨 技 术 的 示 范 作 用 下 , 大 型 化 的 进 程 会 逐 步 加 快 。 而 且 微 细 粒 铁 矿 的 处 理 量 大 , 对 设 备 大 型 化 提 出 更 高 的 要 求 , 应 加 大 设 备 大 型 化 的 力 度 。 7 8 ! "#$% '$( )*$ & 9 :;"8 ; "8<= > ?- CDE + ,- ? @AB FGH . /0 2 34 1 . 1. 2ꢀ 艾 萨 磨 机 ( IsaMill) 1 /0 艾 萨 磨 机 于 20 世 纪 90 年 代 由 蒙 特 艾 萨 矿 业 公 司 ( Mount Isa Mines Ltd) 与 耐 弛 粉 磨 技 术 公 司 ( NetszchFeinmahltechnik GmbH) 共 同 开 发 。 它 是 由 FGKL 颜 料 工 业 所 用 的 Netzsch 搅 拌 磨 改 进 过 来 的 , 目 前 , 艾 萨 磨 机 由 澳 大 利 亚 超 达 公 司 ( Xstrata) 提 供 。 迄 今 已 装 机 90 多 台 , 目 前 磨 机 最 大 功 率 为 3. 0 MW。 IJ- 5 6 M5NO0 图 2ꢀ Vertimill 塔 磨 机 在 相 同 的 进 料 及 使 用 相 同 尺 寸 球 磨 介 质 情 况 下 , 在 较 粗 粒 级 ( P = 75 ~ 45 μm) 时 搅 拌 磨 ( 塔 磨 80 机 ) 能 耗 较 球 磨 ( 普 通 球 磨 机 ) 高 30% , 而 在 较 细 粒 级 时 ( P = 45 ~ 15 μm) , 搅 拌 磨 能 效 较 球 磨 要 高 8 0 图 3ꢀ 艾 萨 磨 机 结 构 示 意 图 5 0% 。 加 拿 大 Nessetech 公 司 在 对 非 铁 金 属 矿 塔 磨 、 80 图 3 为 艾 萨 磨 机 结 构 示 意 图 , 搅 拌 器 是 由 七 到 八 个 橡 胶 盘 组 成 , 由 中 心 孔 固 定 在 一 端 空 悬 的 传 动 轴 上 , 这 些 圆 盘 以 梢 速 度 为 15 ~ 20 m/ s 高 速 旋 转 , 使 介 质 与 物 料 呈 流 态 化 运 动 。 艾 萨 磨 机 应 用 位 于 排 料 端 的 介 质 和 磨 矿 产 品 分 离 器 排 放 磨 矿 产 品 , 这 种 分 离 器 可 产 生 很 高 的 离 心 力 , 使 介 质 保 存 在 磨 机 中 , 而 让 最 终 磨 矿 产 品 通 过 。 通 过 磨 盘 之 间 的 分 段 研 磨 及 排 列 料 端 的 离 心 分 离 器 , 实 现 产 品 的 内 分 级 功 能 , 因 此 艾 萨 磨 为 开 路 磨 矿 , 且 产 品 粒 度 分 布 较 窄 。 工 业 艾 萨 磨 机 自 1994 年 在 澳 大 利 亚 蒙 特 艾 萨 矿 山 首 次 应 用 成 功 , 1995 年 , 澳 大 利 亚 的 麦 卡 瑟 河 艾 萨 磨 等 四 种 细 磨 设 备 能 耗 比 较 研 究 中 指 出 , 当 P < 50 μm 时 , 塔 磨 的 功 耗 刚 只 是 其 他 磨 机 的 57% , 为 能 效 最 高 的 磨 矿 设 备 。 当 磨 矿 粒 度 为 P = 20 ~ 80 4 0 μm 时 , 塔 磨 机 ( 立 式 螺 旋 搅 拌 磨 机 ) 为 最 适 宜 的 磨 矿 设 备 。 实 际 上 , 塔 磨 机 的 适 宜 粒 度 范 围 可 以 为 P80 为 20 ~ 65 μm。 国 内 , 长 沙 矿 冶 研 究 院 开 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 立 式 螺 旋 搅 拌 磨 机 ( 塔 磨 机 ) , 并 实 现 了 系 列 化 、 大 型 化 , 形 成 了 搅 拌 磨 细 磨 关 键 技 术 , 目 前 , 该 技 术 已 成 为 国 内 钼 矿 选 矿 行 业 粗 精 矿 再 磨 的 关 键 技 术 , 并 已 推 广 至 铅 锌 、 铜 、 铜 钼 、 黄 金 、 铁 矿 等 选 矿 领 域 应 用 , 已 应 用 400 多 台 , 最 大 单 台 应 用 的 型 号 力 ( McArthur Mining Ltd) 铅 锌 矿 开 工 , 采 用 了 5 台 艾 萨 磨 机 。 该 矿 山 于 20 世 纪 40 年 代 就 已 发 现 , 铅 锌 综 合 品 位 20% 以 上 , 金 属 储 量 达 几 百 万 吨 。 但 为 了 2 2 80 kW, 正 在 开 发 600 kW 大 型 塔 式 搅 拌 磨 机 。 005 年 , 长 沙 矿 冶 研 究 院 开 发 的 搅 拌 细 磨 技 术 应 用 · 196· ꢀ ꢀ ꢀ 张 国 旺 等 : 高 效 节 能 的 微 细 粒 铁 矿 选 矿 关 键 装 备 研 究 现 状 和 发 展 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 9 月 将 有 害 硅 石 与 含 铅 锌 矿 物 分 开 , 原 矿 要 磨 到 平 均 粒 度 3 μm 以 下 。 艾 萨 磨 机 的 使 用 不 但 低 成 本 的 产 出 了 微 米 粒 级 的 磨 矿 产 品 , 并 成 功 地 使 用 了 1 到 3 毫 米 的 原 矿 矿 石 作 为 惰 性 磨 矿 介 质 , 大 大 提 高 了 后 续 浮 选 作 业 的 选 择 性 , 取 得 了 世 界 首 创 的 微 米 浮 选 商 业 成 功 的 业 绩 。 艾 萨 磨 机 现 已 推 广 至 铜 、 钼 、 金 、 铂 族 金 属 等 矿 石 细 磨 , 并 于 2010 年 ( 电 机 功 率 3. 0 MW) 应 用 于 超 达 铜 公 司 ( Xstrata Copper) 的 欧 内 斯 特 亨 利 ( Ernest Henry) 项 目 进 行 磁 铁 矿 再 磨 。 国 内 没 有 应 用 艾 萨 磨 的 生 产 厂 家 。 1 . 2ꢀ 强 磁 选 设 备 及 技 术 强 磁 选 设 备 是 回 收 赤 铁 矿 的 关 键 设 备 , 德 国 图 6ꢀ VMKS 连 续 式 立 环 高 梯 度 磁 选 机 Jones DP 系 列 双 盘 和 Eriez 单 盘 连 续 式 平 环 强 磁 选 机 、 捷 克 VMS 和 VMKS 连 续 式 立 环 高 梯 度 磁 选 机 以 及 Sala 系 列 连 续 式 平 环 高 梯 度 磁 选 机 是 国 外 开 发 成 功 的 大 规 模 工 业 生 产 应 用 的 高 效 磁 选 设 备 ; 其 中 Sala 型 平 环 高 梯 度 磁 选 机 可 有 效 回 收 - 20 μm 弱 磁 性 矿 物 。 图 7ꢀ Sala 连 续 式 平 环 高 梯 度 磁 选 机 图 4ꢀ Jones 型 DP 系 列 高 梯 度 磁 选 机 图 8ꢀ ShP 型 平 环 强 磁 选 机 图 5ꢀ VMS 连 续 式 立 环 高 梯 度 磁 选 机 国 内 复 杂 难 选 矿 应 用 最 多 的 主 要 机 型 为 ShP 型 平 环 强 磁 选 机 和 SLon 型 脉 动 立 环 高 梯 度 磁 选 机 。 ShP 型 平 环 强 磁 选 机 ( 图 8) 为 长 沙 矿 冶 研 究 院 于 80 年 代 开 发 成 功 的 仿 Jones 型 系 列 平 环 强 磁 选 机 , 与 江 西 赣 州 所 Slon 系 列 脉 动 立 环 高 梯 度 磁 选 机 ( 图 9 ) 是 目 前 国 内 应 用 最 为 广 泛 的 细 粒 强 磁 选 设 备 。 图 9ꢀ SLon 型 立 环 高 梯 度 磁 选 机 SLon 系 列 脉 动 立 环 高 梯 度 磁 选 机 具 有 冲 洗 精 内 矿 粒 群 保 持 松 散 状 态 , 使 磁 性 颗 粒 更 容 易 被 磁 介 质 捕 获 , 非 磁 性 颗 粒 尽 快 穿 过 磁 介 质 堆 进 入 到 尾 矿 中 去 。 显 然 , 脉 动 分 选 可 提 高 精 矿 铁 品 位 , 由 于 磁 场 强 度 较 高 对 分 选 的 粒 度 下 限 较 低 , 所 以 尾 矿 含 铁 较 矿 的 方 向 与 给 矿 方 向 相 反 , 粗 颗 粒 不 必 穿 过 磁 介 质 堆 便 可 冲 洗 出 来 , 可 有 效 地 防 止 了 磁 介 质 堵 塞 的 特 点 。 分 选 时 , 脉 动 机 构 驱 动 矿 浆 产 生 脉 动 , 使 分 选 区 · 197· 增 刊 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 9 月 低 , 回 收 率 较 高 。 但 其 与 ShP 型 平 环 强 磁 选 机 均 存 在 对 于 微 细 粒 级 弱 磁 性 矿 物 ( - 30 μm) 的 有 效 回 收 率 偏 低 的 不 足 。 加 拿 大 的 CPT 浮 选 柱 ( 图 11) 和 CFCC 浮 选 柱 、 德 国 的 KHD 浮 选 柱 、 美 国 的 Flotair 浮 选 柱 、 VPI 微 泡 浮 选 柱 、 MTU 型 充 填 介 质 浮 选 柱 、 澳 大 利 亚 的 Jameson cell 浮 选 槽 、 英 国 的 Imhoflot 浮 选 槽 ( 图 12) 等 , 其 中 后 两 种 为 短 柱 型 。 国 内 则 有 中 国 矿 业 大 学 充 填 介 质 浮 选 柱 以 及 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 等 喷 射 式 浮 选 柱 ( 图 13) 、 长 沙 有 色 金 属 设 计 院 的 CCF 逆 流 充 气 式 浮 选 柱 ( 图 14) 及 北 京 矿 冶 总 院 的 KYZ 系 列 喷 射 式 浮 选 柱 等 。 浮 选 柱 已 逐 步 取 代 浮 选 机 广 泛 用 于 微 细 粒 钼 矿 、 铜 矿 等 有 色 金 属 矿 的 选 矿 流 程 中 。 2 008 年 以 来 , 长 沙 矿 冶 研 究 院 研 制 了 新 型 高 效 ZH I 型 组 合 式 湿 式 强 磁 选 机 该 机 采 用 隔 粗 筛 加 三 道 分 选 盘 式 结 构 , 前 置 专 门 配 套 的 隔 粗 装 置 隔 除 矿 浆 中 粗 渣 , 分 选 主 体 采 用 梯 度 高 达 1. 0 T 的 多 层 感 应 磁 极 介 质 及 三 盘 对 应 的 介 质 参 数 , 形 成 上 盘 0. 1 ~ 0. 3 T 磁 感 应 强 度 的 弱 磁 选 体 系 , 以 回 收 少 量 强 3 4 磁 性 的 Fe O , 中 盘 是 1 ~ 1. 5 T 磁 感 应 强 度 的 中 磁 选 体 系 , 用 于 回 收 中 粗 粒 级 赤 铁 矿 及 假 象 赤 铁 矿 , 下 盘 磁 感 应 强 度 高 达 1. 7 ~ 1. 8 T, 对 于 回 收 微 细 粒 赤 铁 矿 及 易 泥 化 的 褐 铁 矿 极 其 有 效 。 这 种 设 备 相 对 于 目 前 工 业 上 常 用 的 Shp 仿 琼 斯 强 磁 选 机 和 SLon 强 磁 选 机 , 由 于 下 盘 磁 感 应 强 度 高 出 0. 8 T, 铁 回 收 率 要 高 出 10 个 百 分 点 以 上 , 且 由 于 对 不 同 磁 性 的 铁 矿 物 分 阶 段 选 别 , 大 幅 度 减 少 了 磁 性 夹 杂 , 某 些 赤 褐 铁 矿 选 矿 厂 使 用 该 设 备 甚 至 实 现 全 磁 选 流 程 将 铁 精 矿 品 位 提 高 到 65% 以 上 。 由 于 前 端 隔 粗 和 隔 磁 , 完 全 消 除 了 粗 杂 碎 屑 物 堵 塞 和 磁 性 堵 塞 , 分 选 畅 通 无 阻 , 强 磁 分 段 磁 选 效 果 十 分 明 显 , 具 有 很 好 且 更 广 泛 的 实 用 性 。 作 为 回 收 微 细 粒 弱 磁 性 赤 ( 褐 ) 铁 矿 的 关 键 设 备 , 取 得 了 满 意 效 果 。 采 用 ZH 型 组 合 湿 式 强 磁 选 机 对 酒 钢 微 细 粒 级 铁 矿 中 矿 ( - 38 μm 96% 以 上 , TFe 29. 10% ) 进 行 精 选 , 取 得 了 精 矿 品 位 图 10ꢀ ZH 组 合 湿 式 强 磁 选 机 4 8. 87% , 产 率 15. 07% , 回 收 率 25. 31% 的 较 好 指 标 。 永 磁 高 梯 度 磁 选 机 相 对 强 磁 选 机 由 于 磁 场 梯 度 与 磁 力 比 电 磁 高 , 对 微 细 粒 磁 性 矿 物 选 择 性 高 , 因 此 在 分 选 细 弱 磁 性 物 料 具 有 独 特 优 势 。 墨 西 哥 赫 尔 库 莱 斯 铁 矿 尾 矿 库 中 的 尾 矿 , 铁 矿 物 主 要 为 赤 铁 矿 , 少 量 的 磁 铁 矿 、 假 相 赤 铁 矿 、 针 铁 矿 及 褐 铁 矿 , 平 均 含 铁 50% , 尾 矿 较 细 , - 200 目 粒 级 占 90% , - 500 目 粒 级 占 72% , 采 用 美 国 Erize 公 司 研 制 的 网 介 质 815 型 铁 轮 式 永 磁 高 梯 度 磁 选 机 对 其 进 行 了 尾 矿 回 收 试 验 , 结 果 表 明 , 通 过 采 用 一 粗 一 扫 流 程 , 可 获 得 精 矿 产 率 49% ~ 58% , 品 位 56% ~ 58% , 回 收 率 58% ~ 图 11ꢀ CPT 浮 选 柱 目 前 , 浮 选 柱 在 铁 矿 中 应 用 主 要 为 磁 铁 矿 精 矿 反 浮 选 提 高 铁 精 矿 质 量 。 巴 西 铁 矿 厂 用 浮 选 柱 降 低 球 团 矿 中 硅 含 量 ; 印 度 国 家 冶 金 研 究 所 的 选 矿 高 级 科 学 家 进 行 了 实 验 室 浮 选 柱 综 合 试 验 , 表 明 采 用 浮 选 柱 可 以 使 KIOCL( 古 德 雷 穆 克 山 铁 矿 有 限 公 司 ) 选 厂 的 铁 回 收 率 从 当 前 的 最 高 80% 提 高 到 最 低 6 8% 的 较 好 指 标 , 磁 选 精 矿 再 用 浮 选 柱 选 别 后 , 精 矿 品 位 可 达 到 65. 7% 。 9 0% , 同 时 简 化 了 流 程 , 随 后 , 该 公 司 采 用 8 台 浮 选 1 . 3ꢀ 微 细 粒 铁 矿 浮 选 设 备 及 技 术 柱 处 理 铁 品 位 67% , SiO 含 量 4. 5% 的 精 矿 , 使 SiO 2 2 在 处 理 细 粒 矿 物 方 面 , 浮 选 柱 具 有 常 规 浮 选 机 含 量 降 到 了 2% , 满 足 了 球 团 用 铁 精 矿 的 质 量 要 求 。 所 不 可 比 拟 的 分 选 效 果 。 近 年 来 , 浮 选 柱 的 发 展 和 应 用 取 得 了 重 大 突 破 , 一 批 新 型 浮 选 柱 脱 颖 而 出 , 如 2 005 年 , 智 利 Huasco 矿 业 公 司 ( CMH ) 采 用 · 198· ꢀ ꢀ ꢀ 张 国 旺 等 : 高 效 节 能 的 微 细 粒 铁 矿 选 矿 关 键 装 备 研 究 现 状 和 发 展 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 9 月 率 为 97% 。 但 是 , 浮 选 柱 用 于 微 细 粒 赤 铁 矿 或 磁 赤 混 合 矿 则 仅 处 于 试 验 阶 段 。 巴 西 的 Rocha 针 对 D 10. 9 90 μm 的 赤 铁 矿 细 粒 进 行 了 浮 选 柱 反 浮 选 试 验 , 给 矿 TFe 34. 87% , SiO 47. 70% , 精 矿 TFe 67. 39% , SiO 2 2 0 . 82% , 铁 回 收 率 80. 5% 。 国 内 , 中 国 矿 业 大 学 采 用 旋 流 - 微 泡 浮 选 柱 对 - 43 μm 含 量 78% 的 赤 铁 矿 进 行 了 微 泡 浮 选 柱 试 验 , 在 给 矿 品 位 44. 87% 的 条 件 下 , 采 用 一 次 粗 选 、 一 次 扫 选 反 浮 选 流 程 , 可 以 获 得 精 矿 产 率 47. 80% 、 铁 精 矿 品 位 67. 14% 、 回 收 率 71. 52% 的 较 好 指 标 。 与 浮 选 机 相 比 , 在 给 矿 品 位 和 精 矿 品 位 基 本 相 同 的 情 况 下 , 回 收 率 提 高 了 8 . 37个 百 分 点 , 并 且 取 代 了 浮 选 机 的 一 次 粗 选 、 一 次 精 选 、 三 次 扫 选 反 浮 选 流 程 , 大 大 缩 短 了 工 艺 流 程 。 图 12ꢀ Imhoflot V型 浮 选 槽 进 一 步 的 工 业 试 验 也 取 得 了 成 功 , 在 给 矿 品 位 46. 9 1% 条 件 下 , 通 过 一 粗 二 扫 的 短 流 程 获 得 了 精 矿 产 率 57. 87% 、 品 位 68. 17% , 尾 矿 品 位 17. 71% , 回 收 率 84. 10% 的 较 好 指 标 。 2 ꢀ 微 细 粒 铁 矿 关 键 选 矿 装 备 发 展 趋 势 2 . 1ꢀ 细 磨 装 备 发 展 趋 势 塔 磨 细 磨 技 术 在 有 色 金 属 矿 的 多 年 实 践 证 明 当 P < 50 μm 时 , 塔 磨 机 是 能 效 较 高 的 细 磨 磨 矿 设 80 备 。 当 磨 矿 粒 度 P 为 20 ~ 40 μm 时 , 塔 磨 机 ( 立 式 80 螺 旋 搅 拌 磨 机 ) 为 最 适 宜 的 磨 矿 设 备 , 近 年 已 推 广 至 微 细 粒 铁 矿 中 应 用 , 国 内 应 加 大 设 备 大 型 化 研 究 和 在 微 细 粒 铁 矿 应 用 的 力 度 , 尽 快 研 制 生 产 大 处 理 量 ( 200 ~ 300 t/ h) 的 塔 磨 机 , 以 满 足 铁 矿 细 磨 处 理 量 大 的 要 求 。 图 13ꢀ 旋 流 静 态 微 泡 浮 选 柱 原 理 图 另 一 方 面 , 为 了 给 后 续 的 铁 矿 磁 浮 选 提 供 单 体 解 离 好 、 粒 度 分 布 窄 的 细 磨 产 品 , 应 进 行 细 磨 产 品 的 精 确 分 级 , 旋 流 器 的 结 构 优 化 和 自 动 控 制 需 要 进 一 步 深 入 , 另 外 对 于 超 细 磨 和 分 级 一 体 化 值 得 关 注 。 2 . 2ꢀ 强 磁 选 装 备 发 展 趋 势 图 14ꢀ CCF 浮 选 柱 原 理 图 Mmaelgwyn 公 司 的 直 径 5. 2 m Imhoflot 浮 选 槽 提 高 磁 铁 矿 精 矿 质 量 , 在 给 矿 粒 度 80% - 44 μm 条 件 目 前 生 产 中 使 用 的 强 磁 选 机 对 微 细 粒 铁 矿 回 收 性 能 差 , 对 - 30 μm 粒 级 回 收 率 低 。 ZH 组 合 型 湿 式 强 磁 选 机 采 用 组 合 式 磁 场 , 有 效 解 决 了 微 细 粒 回 收 难 的 问 题 。 随 着 微 细 粒 赤 ( 褐 ) 铁 矿 的 开 发 利 用 , 其 市 场 接 受 度 会 逐 步 提 高 , 逐 步 在 微 细 粒 铁 矿 强 磁 选 中 推 广 应 用 。 下 , 铁 精 矿 由 原 来 的 TFe 69. 69% , SiO 1. 63% 提 高 2 至 TFe 70. 7% 、 SiO 0. 77% 。 国 内 , 2004— 2005 年 , 2 长 沙 矿 冶 研 究 院 、 中 国 矿 业 大 学 、 武 汉 理 工 大 学 和 鞍 钢 弓 长 岭 选 矿 厂 合 作 , 对 弓 长 岭 磁 铁 矿 弱 磁 选 粗 精 矿 细 筛 下 产 品 ( TFe 64% ~ 65% , SiO 8% ~ 9% , 给 永 磁 高 梯 度 磁 选 机 作 用 于 细 粒 上 的 磁 力 远 超 过 强 磁 设 备 , 其 有 效 的 强 背 景 磁 场 和 高 梯 度 , 使 磁 力 增 大 , 在 分 选 微 细 粒 弱 磁 性 矿 物 具 有 独 特 优 势 。 但 是 目 前 国 内 永 磁 高 梯 度 磁 选 机 普 遍 ( 下 转 第 226 页 ) 2 矿 粒 度 - 74 μm 88% ~ 90% ) 进 行 了 浮 选 柱 反 浮 选 工 业 分 流 试 验 , 经 一 次 粗 选 二 次 扫 选 铁 精 矿 品 位 可 以 提 高 到 69% , 而 SiO2 含 量 降 低 为 3. 8% , 铁 回 收 · 199·


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