選礦知識(shí)
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司家營礦區(qū)磁鐵礦選礦工藝流程探討

時(shí)間:2017-03-10 20:37:53 來源:本站

司家營礦區(qū)是我國已探明磁鐵礦儲(chǔ)量*大的礦區(qū),礦石儲(chǔ)量32.13億t,其中磁鐵礦儲(chǔ)量超過30億t,為我國正在開發(fā)的主要鐵礦資源之一。河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司計(jì)劃在“十二五”期間將其建成年生產(chǎn)3500萬t鐵精粉生產(chǎn)能力的鋼鐵糧倉。目前司家營一期磁鐵礦生產(chǎn)能力為150萬t/a,擬建的2期~6期均在籌建或籌劃之中,各期選廠建成后將成為國內(nèi)*大的采選企業(yè),合理的磁鐵礦選礦工藝流程對(duì)司家營礦區(qū)的開發(fā)具有十分重要意義。通過對(duì)司家營磁鐵礦石性質(zhì)分析,采用高壓輥磨結(jié)合濕式粗粒磁選及重選工藝實(shí)現(xiàn)“早拋早收”的目的,該流程不但可以大幅度減少選礦加工成本,同時(shí)可以減少細(xì)粒尾礦的產(chǎn)生。

1、司家營鐵礦礦石性質(zhì)

司家營鐵礦床為火山沉積變質(zhì)鐵礦床,金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦(含假象-半假象赤鐵礦)、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦。脈石礦物種類多,為石英、黑云母、黏土(主要為高嶺石、少量水云母)、斜長石、方解石、磷灰石、透閃石、陽起石等。礦區(qū)淺部為赤鐵礦,深部為磁鐵礦,磁鐵礦平均品位22%,為貧磁鐵礦。磁鐵礦石英巖是礦區(qū)內(nèi)磁鐵礦石*主要的巖石類型,呈灰黑色,細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),細(xì)紋條帶狀構(gòu)造,礦物組成中的磁鐵礦多為半自形-自形晶,部分為他形晶,粒度嵌布較細(xì),大部分在0.04~0.15mm,部分重結(jié)晶后粒度增大至0.5~1mm,屬細(xì)粒不均勻嵌布。

礦石多元素分析結(jié)果見表1,鐵物相分析結(jié)果見表2。從分析結(jié)果可看出有工業(yè)回收價(jià)值的元素為Fe,脈石礦物主要為石英,有害元素S、P及其他有害雜質(zhì)含量較低。

礦石的多元素分析結(jié)果

原生礦石的鐵物相分析結(jié)果

2、選礦流程設(shè)計(jì)

司家營礦石性質(zhì)以及一期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明:司家營礦區(qū)的磁鐵礦嵌布粒度細(xì),磨礦細(xì)度-200目達(dá)到95%左右,品位才能達(dá)到66%;原礦品位低,“提前拋尾、早拋早收”是降低司家營選礦廠能耗、少產(chǎn)生細(xì)粒尾礦的有效手段。

2.1、磨前預(yù)先選別

司家營礦區(qū)儲(chǔ)量大,選廠處理量大,二期磁性礦處理能力達(dá)到1200萬t,在磨礦前預(yù)選尤為重要。經(jīng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì),如果提前拋尾15%,就可以使年處理量500萬t的選礦廠年節(jié)電800萬kWh,同時(shí)還能降低大量鋼耗,減少細(xì)粒尾礦的產(chǎn)生。中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司曾經(jīng)對(duì)司家營礦區(qū)原生礦在12~0mm粒度進(jìn)行過粗粒濕式拋尾試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表3。試驗(yàn)中的尾礦拋廢量可以達(dá)到33.76%,而司家營二期選擇高壓輥磨工藝,經(jīng)設(shè)備選擇前試驗(yàn)研究,其產(chǎn)品中80%的粒度可以達(dá)到8mm以下,其中-200目含量為25%。高壓輥磨后產(chǎn)品拋尾效果將比12~0mm更好。

原生礦粗粒濕式磁選指標(biāo)

2.2、磁重聯(lián)合流程

采用粗細(xì)分級(jí)-磁重聯(lián)合流程處理鞍山式磁、赤鐵礦是我國近年來選礦工藝重大進(jìn)展之一,該工藝已在鞍鋼齊大山、東鞍山取得成功應(yīng)用。

從司家營鐵礦一期磁鐵礦選礦流程看,其-200目達(dá)95%時(shí),精礦品位達(dá)66%,再從磨礦程度與單體解離度分析看,在-200目達(dá)到70%左右,可以選出部分合格精礦。根據(jù)鞍鋼礦山研究所和中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院對(duì)司家營礦區(qū)赤(磁)鐵礦的試驗(yàn)研究看,當(dāng)-200目在65%~70%時(shí),可提出2/3左右的精礦,工業(yè)生產(chǎn)中大約50%左右。磁鐵礦的分級(jí)采用細(xì)篩,旋流器分級(jí)主要靠比重差進(jìn)行分級(jí),而不是完全按照粒度進(jìn)行分級(jí),因此會(huì)產(chǎn)生反富集現(xiàn)象,在沉砂中會(huì)有大量相對(duì)較細(xì)的單體解離的金屬礦物進(jìn)入再磨,同時(shí),溢流中相對(duì)較粗的連生體會(huì)影響精礦品位,而細(xì)篩是靠粒度分級(jí),可以解決旋流器的反富集,設(shè)計(jì)流程中沒有采用旋流器。設(shè)計(jì)流程預(yù)選出50%以上的精礦,可提高臺(tái)時(shí)處理量應(yīng)該在5%~8%。

2.3、脈動(dòng)磁選機(jī)

對(duì)二段分級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行粒級(jí)分析,在磨礦分級(jí)產(chǎn)品中,粗粒級(jí)中連生體含量高,單體解離差,連生體應(yīng)以粗粒為主。脈動(dòng)磁選機(jī)分選的正是相對(duì)較粗的連生體,采用脈動(dòng)磁選機(jī)適合于*后一段選別。

脈動(dòng)磁選機(jī)的尾礦絕大多數(shù)是連生體,且又多是貧連生體,進(jìn)入一段磨礦比進(jìn)入二段磨礦更好一些。在設(shè)計(jì)流程中,加入地點(diǎn)可放在原礦進(jìn)入磁選前的補(bǔ)加水階段以進(jìn)入一段磨礦。

3、司家營礦區(qū)磁鐵礦工藝流程

司家營一期磁鐵礦設(shè)計(jì)為“三段一閉路破碎,階段(三段)磨礦分級(jí)、階段選別”的工藝流程,其流程見圖1。設(shè)計(jì)的司家營磁鐵礦選別流程為“三段閉路破碎,階段磨礦分級(jí),磁重聯(lián)選,預(yù)選掃精”的工藝流程,見圖2。

4、結(jié)語

(1)根據(jù)對(duì)司家營磁鐵礦礦石性質(zhì)分析,結(jié)合國內(nèi)近年來磁鐵礦選礦實(shí)踐,建議采用粗粒濕式拋尾—細(xì)篩分級(jí)-磁重聯(lián)選,預(yù)提精礦流程,可以在球磨機(jī)相同有效容積的情況下,提高臺(tái)時(shí)處理量20%以上。一個(gè)年處理量2000萬t的選礦廠,如果每個(gè)系列年處理量400萬t,需要5個(gè)系列,而采用新設(shè)計(jì)流程4個(gè)系列即可。

(2)精礦細(xì)度可以降至80%(-200目)以下,過濾機(jī)有用圓筒式內(nèi)濾機(jī),大大降低投資和運(yùn)營費(fèi)用。由于流程的優(yōu)化,避免了大量的礦石過磨,使選別更容易,同時(shí)可以適當(dāng)降低尾礦品位,提高金屬回收率。

磁鐵礦原設(shè)計(jì)流程

新建磁鐵礦建議流程

(3)設(shè)計(jì)的流程比傳統(tǒng)流程略復(fù)雜,對(duì)工藝管理的要求更高。

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