采用离心机与反浮选提纯赤铁矿粗精矿选矿工艺对比

摘 要 在分析了某贫赤铁矿矿石性质的基础上，确定了阶段磨矿、粗细分级、重选-磁选流程为处理该贫赤铁矿的合理原则流程。其中对细粒混磁精(粗精矿)的提纯进行了两种工艺流程离心机与反浮选的选别试验，通过试验指标的对比，分析了两种流程的优缺点，为建厂提供技术依据。关键词 贫赤铁矿 粗精矿 离心机 反浮选

Using Centrifuge Compared with Reverse Flotation Purification Rough Concentrate Hematite Ore Dressing Process Yu Kexu1 Chen Zhonghang2 (1. Anshan Mining Research Institute，Anshan，114001 2.University of Science and Technology Liaoning, ; School of Mining Engineering，Anshan，114004) Abstract based on the study on the properties of the l lean hematite, successive separating experiment with two different flowsheets was made. Through the comparison of the separating index, conclusion was made that the flowsheet consisting of stage grinding, classification of coarse and fine size, spiral cute-high intensity magnetic separation- centrifugal separator flowsheet was the rational one in treating the lean hematite. The results show: this processing flowsheet is reasonable in strucrure, reliable and applicable in practice, meanwhile the operation cost is low and a high recovery can be achieved. Key words lean hematite，centrifugal separator，spiral cute，yinlizi floatation

随着近几年选矿技术的进步和高效选矿设备的出现，贫赤铁矿的选矿技术指标取得了跨越性提高。为此根据原矿的性质，结合其它选厂同类矿石的生产工艺，进行了某贫赤铁矿合理工艺流程的试验研究，确定采用阶段磨矿、粗细分级、重选-磁选流程为处理该贫赤铁矿的合理原则流程。某赤铁矿中的铁矿物主要为赤、褐铁矿和磁铁矿及少量的碳酸铁和硅酸铁，该矿样中铁矿物及脉石的嵌布粒度均偏细，且不均匀，对于此类赤铁矿来说具有一定的代表性，通常此类赤铁矿采用阶段磨矿、粗细分选，螺旋溜槽-强磁-浮选机工艺。但由于在处理细粒混磁精(以下称为粗精矿)的反浮选工艺有一定的局限性。本文在详细研究原矿性质的基础上，结合鞍钢调军台选矿厂和凌钢保国铁矿赤铁矿选厂的生产工艺[1~4]，确定采用离心机工艺和浮选机工艺处理细粒混磁精。从两种工艺试验结果来看，分析各工艺的优缺点，为该选厂在目前技术经济条件下确定合理的选别工艺流程、工艺指标提供了技术依据[5]。 于克旭，鞍钢集团矿业设计研究院，高工，主要从事铁矿磁、重、浮选的研究工作，114004，[email protected] ·2· 第九届中国钢铁年会论文集 1 粗精矿制备 1.1 矿石的化学成分对原矿进行了化学多元素分析和物相分析，结果见表 1、表 2。表 1 原矿物相分析结果名 称 TFe FeCO3 FeSiO3 Fe3O4 假、半 赤、褐含量 41.16 0.65 1.60 3.30 1.00 34.61 分布率 100.00 1.58 3.89 8.02 2.42 84.09 表 2 原矿化学多元素分析结果元素 TFe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO S P Ig 含量 41.16 7.63 29.20 2.46 1.13 3.09 0.19 0.46 0.040 2.16 分析表 1 及表 2 可以看出，原矿品位 41.16%，亚铁含量 7.63%，硅酸铁、碳酸铁含量占全铁含量的 5.47%，赤铁矿、褐铁矿占全铁含量的 84.09%，该矿石为含有少量磁铁矿的赤、褐铁矿石。 1.2 矿石性质、类型及结构构造矿样岩相鉴定结果表明，矿样中有用铁矿物为赤铁矿、镜铁矿、磁铁矿、针铁矿、褐铁矿及含铁方解石，非工业用铁矿物为镁铁闪石，有害铁矿物为黄铁矿及黄钾铁矾。各矿物结晶粒度较细且分布状态较复杂。脉石矿物有石英、直闪石、蓝闪石、方解石等。结构较复杂，以半自形或它形细粒变晶结构、包裹体结构为主，有少量的氧化结构、风化结构和浸染结构。矿石构造多为紧密块状构造及和少量的条带状构造。

1.3 矿石的嵌布粒度利用显微图像分析仪测定该矿样铁矿物和脉石矿物的嵌布粒度。结果表明该矿石铁矿物的平均粒度为 20.46μm，且小于 15μm 铁矿含量为 20.25%，铁矿物在磨矿过程中难以单体解离;脉石矿物嵌布粒度 42.86μm，矿物嵌布粒度均偏细。 1.4 粗精矿制备根据矿石性质及相关的条件试验确定采用如下工艺流程制备粗精矿。将粒度为 2～0mm 的破碎产品给入一次球磨机与一次螺旋分级机构成闭路磨矿，一次溢流经粗细分级旋流器分级后，粗粒经两段螺旋溜槽选别，粗螺精矿给入精螺，精螺精矿给入细筛，筛下为粗粒精矿，精螺中矿自循环，粗螺尾经扫中磁抛尾后，扫中磁精与精螺尾和细筛筛上一起成为中矿，中矿给入二次分级与二次磨矿组成的开路磨矿系统再磨，再磨后二球排与二分溢一起返回到粗细分级，细粒给入弱磁机，弱磁尾给入强磁，强尾给入扫强磁机抛尾后，弱精、强精和扫精构成混磁精(粗精矿)，对截取的混磁精分别采用离心机或反浮选进行选别，扫中磁尾矿、扫强磁尾矿和离心机(浮选)尾矿合并为综合尾矿，筛下(粗粒精矿)与离心机(浮选)精矿合并为综合精矿。粗精矿制备工艺数质量流程图见图 1。试验所用设备和技术参数见表 3。采用离心机与反浮选提纯赤铁矿粗精矿选矿工艺对比 ·115· 图 1 粗精矿工艺数质量流程图表 3 试验所用设备和技术参数作业 设备 技术参数一次磨矿 Φ420mm×450mm 球磨机 2 台一次分级 Φ150mm 螺旋分级机 2 台 75%～80%(-200 目含量)粗细分级 Φ50mm 旋流器 1 台脱磁 脉冲脱磁器 1 台重选 粗选：Φ400mm 螺旋溜槽精选：Φ300mm 螺旋溜槽细筛 高频振网筛 筛孔尺寸 0.09mm 扫中磁 Φ750mm 立环中磁机 600mT 弱磁 Φ400mm×300mm 鼓形湿式磁选机 1300 Oe ·116· 第九届中国钢铁年会论文集续表 3 作业 设备 技术参数强磁 Φ750mm 立环强磁机 600mT 扫强磁 Φ750mm 立环强磁机 800mT 二次磨矿 Φ420mm×600mm 球磨机 1 台二次分级 Φ150mm 螺旋分级机 1 台 85%(-200 目含量)离心机 φ400×300mm 离心机浮选机 0.5 升单槽浮选机 2 粗精矿提纯试验研究 2.1 粗精矿离心机试验将经弱磁、强磁扫选获得的混磁精给入两段离心机，进行闭路试验，试验所用设备为试验室用φ400× 300mm 离心机，其中一段离心机转数为 450r/min、给矿浓度在 15%左右，二段离心机转数为 350r/min、给矿浓度在 10%左右，试验结果见图 2。品位 46.93%的混磁精经一粗一精两段离心机选别获得的指标为：离精品位 64.84%、离精产率 46.98%、离尾品位 31.06%。[6, 7] 图 2 混精离心机闭路试验数质量流程图 2.2 粗精矿反浮选试验将经弱磁、强磁扫选获得的混磁精给入浮选机，进行一粗一精二扫闭路试验。试验所用的设备为试验室用单槽浮选机，规格为 0.5L。试验结果见图 3。工艺条件为：浮选温度 32~36℃;浮选浓度：33%左右;矿浆 PH 值：11.5 左右。使用的药剂为：调整剂 NaOH 浓度 5%药量 1250 g/t 浮给;抑制剂玉米淀粉浓度 2.5%药量 625g/t 浮给;活化剂：CaO 浓度 2.5%药量 625 g/t 浮给;捕收剂：GD-Ⅰ浓度 3%粗选 1200 g/t 浮给，精选 825 g/t 浮给。混磁精(弱精+强精+扫精) 46.93;100.00; 100.00 31.06;53.02 35.09 二段 离心机一段 离心机 64.84;46.98 64.91 精 尾图例：品位(%);产率(%)回收率(%) 采用离心机与反浮选提纯赤铁矿粗精矿选矿工艺对比 ·117· 图 3 混精反浮选闭路试验数质量流程图反浮选闭路试验指标为：浮给品位 46.93%、浮精品位 63.60%、浮精产率 54.44%、作业回收率为 73.78%，浮尾品位 27.02%。 2.3 试验结果分析 2.3.1 工艺参数及选别指标对比粗精矿经“离心机工艺”和“反浮选工艺”两种工艺流程选别获得的指标见表 4。

从两种流程指标对比看：“离心机工艺”的精矿品位稍高，精矿产率稍低。“反浮选工艺”的精矿产率稍高，金属回收率稍高。表 4 两种流程选别指标及工艺参对比表精矿 尾矿 工艺品位 产率 品位 产率金属回收率离心机工艺 64.84 46.98 31.06 53.02 64.91 反浮选工艺 63.60 54.44 27.02 45.56 73.78 2.3.2 流程结构对比分析(1)细粒级产品采用弱磁、强磁扫选脱泥提质，可获得品位 46.93%，产率 52.41%的混磁精，为后续选别创造了条件。对于此类给矿“离心机工艺”和“反浮选工艺”都有能力选出合格的精矿产品。“离心机选别工艺”与“浮选选别工艺”均适于选别细粒级产品，二种工艺相比，离心机的精矿品位高，但回收率低，浮选工艺对铁矿物的回收率高于离心机。(2)生产操作管理上“离心机工艺”优于“反浮选工艺”，离心机的智能管理减轻工人的劳动强度。而 “反浮选工艺”中的浮选作业药剂制度复杂，药剂需根据来矿需要及时进行调整;药剂和矿浆需要加温，增加生产成本;各选别之间的浮选机液面需通过阀门及时调整;且回水须经药剂处理，费用较高。(3)生产运行中“离心机工艺”工艺结构简单，相关配套少。由于离心机的给矿浓度低，粗选给矿浓度 15%，精选给矿浓度 10%，实际生产中可不建浓缩机，减少投资。“反浮选工艺”中反浮选给矿浓度要求 35%~ 精选 粗选 一扫二扫 63.60;54.44 73.78 27.02 ;45.56 26.22 46.93 ; 100.00 100.00 浮精 浮尾图例：品位(%);产率(%) 混精(弱精+强精+扫精)回收率(%) ·118· 第九届中国钢铁年会论文集 45%，必须建浓缩机;需建配药和供药系统;矿浆加温需有加温系统;水处理系统。这些增加生产成本[8, 9]。(4)离心机设备处理能小，占地大，厂房面积大;浮选作业设备布置紧凑，占地小，厂房面积小。 3 结语(1)采用“离心机工艺”和“反浮选工艺”两种工艺都可以处理此类赤铁矿的粗精矿，二种工艺相比，离心机的精矿品位高，但回收率低，浮选工艺对铁矿物的回收率高于离心机。(2)“阶段磨矿、粗细分选，螺旋溜槽-强磁-离心机(浮选机)工艺”流程适合原矿性质，充分发挥了螺旋溜槽和离心机各自的优势，能够获得良好指标，提高了生产的稳定性。(3)整个流程为磁重选流程，工艺可靠，选矿指标较好。其中粗精矿提纯究竟采用“离心机工艺”和“反浮选工艺”的哪一种，还需细致经济论证。(4)“离心机工艺”的引进拓展了选别细粒赤铁矿的宽度，打破了“反浮选工艺”的局限性，提供了选别细粒赤铁矿的思路。参 考 文 献 [1] 李维兵, 刘保平. 陈占金. 我国红铁矿选矿技术研究现状及发展方向. 金属矿山, 2005(3): 1~6, 25. [2] 苏兴强, 李维兵. 鞍山地区红铁矿选矿技术研究. 金属矿山, 2006(11): 35~40. [3] 周伟, 金成宽, 李维兵. 鞍钢矿山选矿工艺技术发展综述. 中国矿业增刊, 2008(7): 61~70. [4] 张国庆, 李维兵, 白晓鸣. 调军台选矿厂工艺流程研究及实践. 金属矿山, 2006(3): 37~41. [5] 于克旭, 苏兴强, 李维兵.鞍山地区红铁矿选矿技术研究. 金属矿山, 2006(11): 35~40. [6] 陈禄政, 任南琪, 熊大和. 海钢尾矿强磁—离心分离再选试验研究. 金属矿山, 2006(10): 75~77. [7] 陈禄政, 任南琪, 熊大和, 赵鑫. 采用连续离心分离技术回收细铁尾矿中铁. 中南大学学报(自然科学版), 2008(12): 1257~1261. [8] 熊大和. Slon 磁选机与离心机组合技术分选氧化铁矿. 金属矿山增刊 2009, 11: 95~98. [9] 狄家莲, 陈荣. 强磁—离心分离工艺分选海钢贫铁矿试验研究.矿冶工程, 2008(1): 43~45.