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螢石礦產(chǎn)同其他礦產(chǎn)一樣,一般采用露天和坑下兩種開采方式。本文以湖山白壇下選礦廠為例,對螢石礦選礦工藝流程及其技術(shù)指標(biāo)做以探析:該選礦廠為礦山聯(lián)合配套工程,選礦中是根據(jù)實際情況,確定方案的編制原則,充分利用已有設(shè)施,減少投資,降低成本;充分結(jié)合現(xiàn)行的生產(chǎn)工藝,確保技術(shù)可靠,經(jīng)濟合理,生產(chǎn)安全;充分利用資源的原則,提高選礦回收率;嚴格執(zhí)行有關(guān)法規(guī),因地制宜制定環(huán)保措施,做好環(huán)境保護工作。
二、選礦工藝流程分析
1.選礦工藝
本選礦廠已建成投產(chǎn)多年,其產(chǎn)品質(zhì)量符合酸級螢石精粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,選礦回收率達到85%以上。選礦指標(biāo)方面符合相關(guān)要求,現(xiàn)有的工藝流程成熟:破碎為二段閉路破碎流程;磨浮采用一段閉路磨礦、一粗六精二掃浮選流程;精礦脫水采用濃縮過濾兩段脫水流程。
2.工藝流程
原礦經(jīng)二段一閉破碎篩分后,經(jīng)給礦機——皮帶輸送入球磨機磨礦。球磨后的礦石排入分級機,分級后粗粒返回球磨機再磨,分級溢流物加純堿和油酸、水玻璃攪拌進入粗選,分級溢流物經(jīng)一粗六精二掃(2系列一粗五精二掃)的選別作業(yè)后,生產(chǎn)出制酸級螢石粉精礦,經(jīng)六(五)段精選后的螢石精礦由輸送至濃縮機,經(jīng)濃縮過、真空過濾后包裝存放。
3.工藝路線
本選礦廠的工藝流路線是破碎、脫水共用,球磨、浮選兩個系列。
3.1破碎篩分:采用二段一閉一開破碎篩分流程。
3.2磨礦:采用一段閉路磨礦流程。
3.3選別:系列采用磨后一粗二掃、六次精選,精選依次返回的浮選工藝流程,掃選精礦依次回流;系列采用磨后一粗二掃、五次精選,精選依次返回的浮選工藝流程,掃選精礦依次回流。
3.4精礦脫水:采用濃縮、過濾兩段脫水流程。
4.選別指標(biāo)
根據(jù)入選原礦的品位,依據(jù)本選礦廠多年的生產(chǎn)實踐,本著可靠、先進的原則,確定工藝技術(shù)指標(biāo),選別指標(biāo)計算見“選別指標(biāo)計算表”。選別指標(biāo)計算表
5.脫水設(shè)備能力校驗
5.1脫水工藝流程
選礦廠采用濃縮、過濾兩段脫水流程,符合工藝要求。三班工作制,每班八小時。
5.2小時處理量
小時處理量
Q濃——濃縮、過濾小時處理能力,t/h;
Q——年精礦量,33967.6t/a;
ta濃——濃縮全年作業(yè)時間,7200h。
5.3現(xiàn)有設(shè)備與能力校驗
5.3.1現(xiàn)有設(shè)備現(xiàn)有NSZ-12型、NSZ-12型濃縮機各1臺, GW10型真空過濾機2臺。
5.3.2濃縮能力校驗
濃縮作業(yè)所需濃縮機總面積:
式中:A-需要的濃縮機面積,m2;
Gd-給入濃縮機的固體量,4.72t/h(113.25 t/d);
q-單位處理面積,螢石精礦0.8~1.0t/m2.d
NZS-12濃縮機處理面積為113m2,NZS-9濃縮機處理面積為63.6m2,處理能力能夠滿足生產(chǎn)要求。
5.3.3過濾機能力校驗
GW10型真空過濾機生產(chǎn)能力為3.5t/h,現(xiàn)有設(shè)備能夠滿足生產(chǎn)的要求。
6.選礦輔助設(shè)施
6.1破碎輔助設(shè)備配置
6.1.1破碎給礦設(shè)備:采用600×600槽式給礦機給礦。
6.1.2輸送設(shè)備:B=500皮帶輸送機4臺。
6.1.3除塵設(shè)備:選礦廠除塵設(shè)施完善,在粗、細破入礦口、排礦口、篩分入礦口、排礦口等產(chǎn)塵點,設(shè)置吸塵罩,現(xiàn)有NO6C型布袋除塵器(含引風(fēng)機)。
6.2磨礦與浮選輔助設(shè)備
6.2.1粉礦給礦:現(xiàn)采用φ600型園盤給礦機給礦,能夠滿足生產(chǎn)要求。
6.2.2粉礦輸送:采用B=500膠帶運輸機。
6.2.3礦漿攪拌:采用φ1500礦漿攪拌桶。
6.3精礦脫水輔助設(shè)備
精礦脫水真空系統(tǒng),現(xiàn)有PHS-600水噴射真空泵。
精礦計量現(xiàn)有2T地中衡。
成品倉庫設(shè)有Q=3t的電動單梁起重機。
7.藥劑與加藥設(shè)施
7.1藥劑種類與消耗
藥劑消耗是本選礦長多年的生產(chǎn)實踐確定的,在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)原礦性質(zhì)進行調(diào)整。
7.2藥劑制備
碳酸鈉制備布置在浮選間,選用XD-1000攪拌桶;鹽酸制備布置在浮選廠房的外部,選用φ1500的耐酸攪拌桶2臺,交替輪換使用。
7.3 藥劑工作制度、添加方式及設(shè)備
7.3.1藥劑的工作制度
藥劑的工作時間與浮選作業(yè)一致。
7.3.2藥劑的添加方式
自流添加,采用貝特機械隔膜計量泵添加。
8.技術(shù)檢查
8.1 技術(shù)檢查的任務(wù)、組成
為了檢驗生產(chǎn)成果、指導(dǎo)生產(chǎn),定時或不定時對生產(chǎn)過程的原礦、精礦、尾礦進行計量及物理、化學(xué)性質(zhì)等的分析,對磨礦、分級溢流濃細度,粗選作業(yè)的酸堿度及藥劑添加量進行檢查。
8.2 取樣、計量系統(tǒng)的方式和設(shè)施
8.2.1原礦計量
外部運入的礦石采用120噸地磅,選礦廠內(nèi)原礦采用皮帶秤自動計量,皮帶秤安裝在球磨機給料皮帶上。
8.2.2精礦計量
在過濾機落礦下部設(shè)2t地磅,濾品直接卸料裝袋稱量。
8.2.3取樣
原礦有兩種樣,一是入選樣,二是入磨樣。入選樣在原礦堆場中獲取,入磨樣在磨機給料皮帶中獲取。精礦、尾礦、中間樣采用樣勺人工取樣。
8.3 試(化)驗室
8.3.1試(化)驗室的任務(wù)、范圍,化驗室主要是承擔(dān)選廠每天的原礦樣、產(chǎn)品樣和快速分析樣。日常分析元素有CaF2、SiO2、CaCO3等。
8.3.2試驗室主要承擔(dān)原礦性質(zhì)試驗。由于原礦性質(zhì)變化對選礦影響較大,而原礦來源較多,性質(zhì)各異,所以生產(chǎn)中應(yīng)加強對原礦性質(zhì)的試驗。
9.生態(tài)環(huán)境保護及治理措施
9.1廢水治理,本設(shè)計采取澄清溢流,回用,實現(xiàn)尾礦水“零排放”。建立定期監(jiān)測水質(zhì)制度,根據(jù)實測資料采取相應(yīng)措施,如加氯化鋁、氯化鈣等,提高水質(zhì)。
9.2尾砂治理,尾礦進行無害化、資源化處理,已被列為螢石資源綜合利用示范基地之一。
9.3粉塵治理,采用灑水降塵和重點部位除塵器除塵等措施后,根據(jù)類似選廠粉塵濃度實測資料表明,一般在0.3~1.45mg/m3,再經(jīng)大氣稀釋后,對環(huán)境沒有明顯污染。
三、結(jié)論分析
1.技術(shù)經(jīng)濟結(jié)論
本選廠基本利用現(xiàn)有廠房、設(shè)備等設(shè)施,以現(xiàn)有的人員、管理體系,新增投資少,每年能實現(xiàn)銷售收入約6114.17萬元、增值稅276.62萬元,銷售稅金及附加30.43萬元,稅前利潤1320.15萬元,稅后利潤990.11萬元,企業(yè)經(jīng)濟效益較好。只要螢石原礦的來源有保證,企業(yè)有良好的持續(xù)經(jīng)營能力,能保證企業(yè)的健康發(fā)展,可為當(dāng)?shù)氐暮椭C社會建設(shè)貢獻力量。
2.社會影響效果評價
2.1項目符合國家技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展政策。該項目市場容量和市場潛力之大是保障經(jīng)濟效益的基礎(chǔ),該產(chǎn)品最顯著的特點就是它的推廣使用與銷售符合經(jīng)濟發(fā)展趨勢。以礦產(chǎn)資源的合理利用和嚴格有效保護為核心,充分發(fā)揮礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益,為實現(xiàn)國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展提供堅實的資源基礎(chǔ)和可靠的物質(zhì)保障。
2.2實現(xiàn)尾礦無害化處理,使企業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營能夠持續(xù)穩(wěn)定進行,并做到了無尾砂外排,既解決環(huán)境污染問題,減少了耕地的占用面積,實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用,促進經(jīng)濟、社會和環(huán)境的和諧發(fā)展。
關(guān)鍵詞南非磷尾礦;流程改造;淘洗機
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也達到了空前水平,同時帶動了上游資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于國內(nèi)鐵礦石遠不能滿足冶煉需求,在大量進口國外成品礦石和投資國外礦山的同時,一些企業(yè)為實現(xiàn)“短、平、快”地獲得原料的目的,開始利用國內(nèi)富余的選礦生產(chǎn)能力對國外鐵品位較高又達不到冶煉要求的礦石及選礦副產(chǎn)品進行加工,以得到合格精礦。2016年9月司家營鐵礦在選礦試驗的基礎(chǔ)上,開始采用選廠五系列流程以南非磷尾礦(南非礦)為原料進行生產(chǎn)。實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),新進的南非礦性質(zhì)與原試驗時的有明顯差異,可選性差距大,達不到試驗時的回收指標(biāo)。為保證精礦品位和產(chǎn)量,司家營鐵礦選廠根據(jù)每船礦樣性質(zhì)調(diào)整選礦工藝流程。
1磁鐵礦選礦工藝改造流程
試樣取自河鋼礦業(yè)棒磨山鐵礦料場的南非磷尾礦,F(xiàn)eO/TFe=44.18,-6mm粒級占99.95%,+0.15mm占67.44%,主要化學(xué)成分分析結(jié)果結(jié)表1。從表1可知,南非礦鐵品位55.50%,品位較高,可進行回收利用。2016年下半年開始,司家營鐵礦對原棒磨山磁鐵礦選礦工藝流程進行改造,以進行南非礦選別加工。改造后的工藝流程見圖1.2016年10月開始采用該流程對京唐港的南非礦進行加工生產(chǎn)。由于京唐港的南非礦性質(zhì)較試驗時差很多,結(jié)果最終鐵精礦品位只能達到63%左右,且流程生產(chǎn)能力低,一段球磨機(3600mm×4500mm)處理量僅120~130t/(h•臺)。因此停止生產(chǎn),準(zhǔn)備采用研山鐵礦浮選尾礦再選流程處理。
2浮選尾礦再選工藝改造流程
2016年10月從京唐港南非礦取樣進行探索試驗發(fā)現(xiàn):相同條件下,京唐港南非礦磨礦10min時磨礦細度-0.074mm占70.8%,鐵精礦品位63.07%;磨礦12min磨礦細度-0.074mm占79.6%,鐵精礦品位63.33%,現(xiàn)場生產(chǎn)時鐵精礦品位和磨機臺時處理量達不到預(yù)期。為實現(xiàn)試驗時的全封閉、全粒級磨礦條件,司家營鐵礦在現(xiàn)場允許的條件下進行了工藝流程改造,改造后的工藝流程見圖2,并于2017年1月12日采用該流程重新加工生產(chǎn)南非礦。
3新進南非礦選礦工藝流程
2017年2月7日新進一船南非礦,云母含量較高,原礦鐵品位僅52%,并含一些膠結(jié)塊。試驗?zāi)塬@得62%以上的鐵精礦,但生產(chǎn)上達不到。通過使用淘洗機,分別可使鐵精礦品位達到61.67%(大淘洗機)、62.85%(小淘洗機),較不使用淘洗機的鐵精礦品位最高60.98%有所提高??紤]到僅使用淘洗機時磨機臺時處理量低,通過提高磨礦濃度、增設(shè)脫磁器等方法,在鐵精礦品位基本不變的前提下,將臺時處理量提高了30t左右。3月15日,又到一船質(zhì)量更差南非礦,不僅云母含量繼續(xù)增加,膠結(jié)塊也增多了,并含有石塊,原礦鐵品位僅49.44%。盡管可使生產(chǎn)流程的鐵精礦品位達到62%以上,但磨機臺時處理量下降了20t。按完善后的圖3工藝流程進行生產(chǎn),磨機處理量為130~135t/(h•臺),鐵精礦品位62.0%~62.5%。
4結(jié)論
Abstract: A lead zinc ore mainly contains galena and sphalerite, its monomer dissociation is difficult, which belongs to the refractory ores. Based on its ore properties, different flotation reagents and different flotation processes were used to screen the zinc and lead, and the qualified lead concentrate and zinc concentrate were obtained. After the condition test, the black powder, chunam, copper sulfate, zinc sulfate, sulfur nitrogen and other drugs are added in the lead and zinc roughing selection and carefully chosen selection. The lead grade in the ore reaches 59.88%, its quality is 72.18g, the zinc grade reaches 32.02%, its quality is 24g. This selected process provides a new idea for the ore dressing process.
關(guān)鍵詞:鉛鋅礦;選礦;藥劑;鉛鋅分離
Key words: lead zinc ore;mineral separation;medicament;separation of lead and zinc
中圖分類號:TD952 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)35-0135-02
0 引言
鉛、鋅是人類從鉛鋅礦石中提煉出來的較早的兩種金屬。鉛、鋅廣泛用于電氣工業(yè)、機械工業(yè)、軍事工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域。此外,鉛金屬在核工業(yè)、石油工業(yè)等部門也有較多的用途[1-3]。為了得到較高品位的鉛、鋅兩種金屬,以及對鉛、鋅選礦工藝中藥劑選擇更加合理,我們嘗試采用合理的工藝流程進行對比實驗,獲得較高品位和回收率的鉛精礦和鋅精礦。
1 實驗材料及方法
1.1 實驗工藝流程設(shè)計
鉛鋅礦中鉛、鋅、銅三種物質(zhì)之間關(guān)系復(fù)雜密切,如采用鉛鋅混選,其再分離更加困難。因此選用抑鋅浮鉛優(yōu)先浮選方法。由于鉛礦物嵌布粒狀很細,如不進行再磨無法充分回收有用礦物,因此鉛粗精礦需再磨后精選工藝流程。如圖1所示。
1.2 實驗設(shè)備
顎式破碎機、單雙層兩用振動篩、輥式破碎篩分機、棒(球)磨機、變頻調(diào)速式單槽浮選機、過濾機等設(shè)備。
1.3 實驗材料
硫酸鋅、亞硫酸鈉、乙硫氮、硫酸銅以及鉛鋅礦樣。
1.4 原礦化學(xué)分析
原礦中賦存較多種化學(xué)元素,分析各種化學(xué)元素的質(zhì)量分數(shù)對合理回收有用礦物提供了科學(xué)依據(jù)。如表1所示。
2 實驗結(jié)果討論
2.1 鉛、鋅的粗提純
2.1.1 鉛的粗選
鉛的粗選主要采用硫酸鋅、碳酸鈉、乙硫氮、松油醇等藥劑提純,所用藥劑對比例見表2所示。
硫酸鋅在水中產(chǎn)生下列反應(yīng):
ZnSO4=Zn2++SO42- Zn2++2H2O=Zn(OH)2+2H+
Zn(OH)2為兩性化合物,溶于酸生成鹽。
Zn(OH)2+H2S04=ZnSO4+2H2O
在堿性介質(zhì)中,得到HZnO2-和ZnO22-。它們吸附于礦物增強了礦物表面的親水性。
Zn(OH)2+NaOH=NaHZnO2+H2O
Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O
同時,發(fā)現(xiàn)在第三組實驗中,硫酸鋅、碳酸鈉、乙硫氮的添加量分別增加了400%、600%、100%,主要是三者使用以及量少時,共抑制效果較差,所以增加它們的量,同時與黑藥、亞硫酸鈉配合使用,礦漿PH控制在5-7的范圍內(nèi)。亞硫酸鹽在水中分二步解離,溶液中H2SO3、HSO3-和SO32-的濃度,起抑制作用的主要是HSO3-,使用亞硫酸鹽浮選時。亞硫酸(鹽)主要用于抑制黃鐵礦、閃鋅礦。同時利用乙硫氮、黑藥和松油醇共用比乙硫氮和松油醇同時共用,增加對鉛鋅礦中硫化礦、黃鐵礦的捕收作用[4]。因此,利用上述藥劑共同作用提高鉛粗選量。如表2所示。
2.1.2 鋅的粗選
三組鋅粗選實驗中,主要添加藥劑是硫酸銅,在此基礎(chǔ)上,相比于前兩組實驗,第三組實驗中減少了硫酸銅的添加量40%,添加了大量的生石灰。主要原因是由于鋅粗選過程礦漿中Cu2+離子與閃鋅礦表面作用給銅鋅分離造成困難,加入石灰調(diào)整某些可能引起活化的“離子”。石灰在礦物表面分解,并生成Fe(OH)2和Fe(OH)3的親水薄膜。所形成薄膜抑制了銅、鋅表面之間作用。同時被石灰抑制的黃鐵礦,利用硫酸銅將礦漿pH值調(diào)至6-7,浮選進程被大大地推進。因此在第三組粗選過程中,礦漿中加入了石灰,與其他藥劑間起到協(xié)同作用,比起前兩組鉛的提純純度增加。如表3所示。
2.2 鉛、鋅的精選
2.2.1 鉛的精選
利用粗選實驗中得到的三組鉛試樣再分別進行三組不同精選實驗對比,精選次數(shù)達到兩次。在第一次精選中,三組試樣均加入ZnSO4、石灰、松油醇、乙硫氮藥劑,第三組的第一次精選時又添加亞硫酸鈉藥劑,其加入的目的是提高乙硫氮使用量,增加對鉛鋅礦中硫化礦、黃鐵礦的捕收作用[5]。
第二次精選中,前兩組試樣均沒有加入藥劑,第三組的第二次精選中加入亞硫酸鈉、硫酸鋅、黑藥和乙硫氮。加入這些藥劑目的是提高鉛的提取,增加鉛的質(zhì)量。
2.2.2 鋅的精選
同上,對粗選后的三組鋅試樣再進行三組不同的精選實驗對比,同時精選次數(shù)也達到兩次。除第一次精選中前兩組試樣加入石灰、黃藥和松油醇藥劑外,其他精選過程中均沒有加入藥劑。
通過對最終的精選鉛鋅礦礦樣分析,對其的品位以及質(zhì)量與原礦樣進行實驗對比發(fā)現(xiàn),如表4所示。
第三組篩選工藝從粗選以及到最后精選篩選出的鉛與鋅質(zhì)量以及品位相比于原礦以及另外兩組實驗均達到了優(yōu)異程度,篩選出來鉛的品位達到了59.88%,質(zhì)量達到72.18g,鋅的品位達到32.02%,質(zhì)量是24g,這大大改善了鉛和鋅篩選工藝流程,對藥劑選擇提出新的改善方向。
3 結(jié)論
通過對鉛鋅礦選礦工藝流程改進的研究,可以得到以下結(jié)論:
①實驗采用的鉛鋅礦為硫化鉛鋅礦石主要金屬礦物為黃鐵礦,其次為黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦。由于閃鋅礦與方鉛礦的之間呈連晶共生的嵌布關(guān)系,兩者之間十分緊密,因此將單體進行解離難度較大,鉛鋅礦屬于難選礦石。
②通過利用不同藥劑以及藥劑量對比實驗,并采用鉛鋅優(yōu)先浮選流程,獲得了合格的鉛精礦和鋅精礦,此工藝流程適宜處理該鉛鋅礦石。篩選出來鉛的品位達到了59.88%,質(zhì)量達到72.18g,鋅的品位達到32.02%,質(zhì)量是24g,采用該種篩選方式,充分地提高礦樣表面疏水性和在氣泡上粘著的牢固度,使礦樣顆粒有選擇性地粘著氣泡而上浮,調(diào)節(jié)表面性質(zhì),提高了浮選速度和選擇性。為礦樣選礦工藝流程改進提供一個新思路。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:馬坑 ; 鐵礦;選礦工藝
福建省馬坑鐵礦,是我國華東地區(qū)最大的磁鐵礦床之一,已探明磁鐵礦地質(zhì)儲量B+C+D級為4.3487億t,其中B+C級為3.1255億t,D級為1.2231億t。雖然其儲量大、礦石品位中等,選別加工性能還好。但是,由于其礦體埋藏深、地下涌水量大,造成開采難度大、生產(chǎn)運營費用高等原因,以前未能對其進行大規(guī)模開以利用。
近幾年來由于國內(nèi)鐵礦石生產(chǎn)隨著長期開發(fā)利用而逐漸減少,老礦山生產(chǎn)能力逐步下降,新礦山的建設(shè)又相對滯后,造成國內(nèi)鐵礦石需求缺口較大。為了滿足市場需求,也為當(dāng)?shù)劁撹F企業(yè)建立起一個比較穩(wěn)定的鐵礦石原料基地,開發(fā)利用馬坑鐵礦有著重要意義。
2 原礦性質(zhì)
2.1礦床特征和礦石類型
馬坑鐵礦為大型矽卡巖型磁鐵礦床,按礦石自然類型分為石榴型磁鐵礦、透輝石型磁鐵礦和石英型磁鐵礦,按礦物成分含量分為原生磁鐵礦和以含磁鐵礦為主而伴生輝鉬礦的鐵鉬礦。其中,鐵鉬礦和原生磁鐵礦性質(zhì)極為近似。
2.2礦石的礦物組成
礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。非金屬礦物以硅酸鹽礦物為主,礦石中含量最多的脈石礦物為石榴石,其他還有透輝石、鈣鐵輝石、符山石、石英、方解石、綠泥石、角閃石等。
2.3礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石主要為半自形晶粒狀或它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、似海綿隕鐵結(jié)構(gòu)以及各種交代結(jié)構(gòu),其次為塊狀構(gòu)造,稀疏浸染狀構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造等。
2.4原礦化學(xué)多元素分析及鐵物相分析
原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1,原礦鐵物相分析結(jié)果見表2。
從原礦多元素、鐵物相分析結(jié)果可知:馬坑鐵礦的原礦是以磁鐵礦為主的礦石,其它鐵礦物含量較低。礦石中磷含量很低,但S含量相對偏高。對礦物中SiO2、Al2O3、CaO、MgO 分析表明該礦物為酸性鐵礦石。
3 選礦試驗
在1976年6月曾由江蘇省地質(zhì)局實驗室對龍巖馬坑中礦段磁鐵礦及氧化礦進行可選性試驗,其最終精礦品位僅為63%左右,以及選礦試驗內(nèi)容深度亦較淺,未能滿足選礦廠二期建設(shè)的要求,為此2002年12月由馬鞍山礦山研究院提交了《福建龍巖馬坑礦業(yè)有限責(zé)任公司一期技改選礦試驗研究報告》,試驗研究進行了選鐵的小型試驗及擴大連選試驗,為一期選礦廠一期技改提供了設(shè)計依據(jù)。但隨著礦石開采深度的加大,礦石性質(zhì)可能有所變化,尤其是嵌布粒度亦可能發(fā)生變化,為此馬坑礦業(yè)股份有限公司委托中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司對其采出的有代表性的二期礦樣進行了小型及連續(xù)擴大選礦試驗研究。并在2009年7月提交了《馬坑礦業(yè)股份有限公司二期鐵礦石小型及連續(xù)擴大選礦工藝研究報告》,為二期選礦廠建設(shè)提供了設(shè)計依據(jù)。試驗工作在完成小型試驗的基礎(chǔ)上,再完成了擴大連選試驗。擴大連選試驗進行了細篩閉路循環(huán)和細篩篩上單獨再磨再選兩種流程試驗。試驗流程及指標(biāo)分別見圖1 和圖2。
由試驗報告可以看出:
1)將原礦破碎到50~0mm粒度條件下,進行干式磁選預(yù)選,可拋除產(chǎn)率20.74%、鐵品位6.89%的廢石,干式磁選預(yù)選較果較好。
2)馬坑鐵礦石屬粗細不均勻嵌布,采用階段磨礦階段選別流程是合理的,可以及早丟棄合格尾礦,減少了二段磨礦的入磨量。當(dāng)一
段磨礦細度-0.076mm50%左右,經(jīng)一次弱磁選可選出產(chǎn)率為20.97%、鐵品位為8.86%的合格尾礦。
3)無論采用階段磨選―細篩篩上單獨再磨再選流程還是采用階段磨選―細篩篩上返回二段磨礦流程,在二段磨礦細度-0.076mm達到85%時,采用細篩工藝,經(jīng)過兩次精選均可獲得鐵品位65%、回收率>87%的鐵精礦,而且兩種流程試驗指標(biāo)幾乎一樣。且無論采用哪一種流程,對細篩的給料都需要進行有效地脫磁,才能達到使用細篩的目的。
4)磁鐵礦嵌布粒度細,細磨是提高精礦品位的關(guān)鍵,采用細篩工藝是穩(wěn)定精礦產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。
5)試驗中由于合同約定只做到精礦品位65%。為了適應(yīng)將來可能用于生產(chǎn)球團礦的需要,就會需要更高的精礦品位。所以,進一步提高精礦品位的試驗探索是很有必要的。
6)本次試驗礦樣只針對馬坑鐵礦一期技改工程設(shè)計的需要采取,對一期技改工程具有一定的代表性,但對整個礦區(qū)而言,其試驗結(jié)果僅能作為整個礦區(qū)選礦廠工藝流程設(shè)計的參考。
4合理選礦工藝流程
據(jù)馬坑鐵礦地質(zhì)報告顯示,該礦石伴生有鉬等有用組分,但限于試驗工作的深度及本文的探討范圍,這里只考慮鐵的回收選礦工藝。
根據(jù)擴大連選試驗結(jié)果,無論采用階段磨選―細篩篩上單獨再磨再選流程,還是采用階段磨選―細篩篩上返回二段磨礦流程,都可獲得合格的鐵精礦。為了保證生產(chǎn)流程的可靠、穩(wěn)定,推薦采用干選拋廢石―階段磨選―細篩篩上單獨再磨再選的選鐵工藝流程,其具體流程見圖3。
推薦采用干選拋廢石―階段磨選流程的理由是顯而易見的。采用干選拋棄廢石后,礦石品位可以恢復(fù)甚至略高于地質(zhì)品位,降低了入磨礦量,顯著降低選礦成本。同樣的理由,采用階段磨選流程可以及早丟棄合格尾礦,符合“能丟早丟”的原則,有利于選礦工序節(jié)能降耗。
試驗結(jié)果表明,采用細篩工藝可以穩(wěn)定鐵精礦的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的作用。當(dāng)磨礦細度-0.076mm占85%時,如果不設(shè)細篩,只靠磁選得
不到65%的精礦品位,同樣的磨礦細度時,磁選精礦通過細篩分級,篩下部分可以獲得大于65%的品位。在上述磨礦細度時,精礦篩析試驗結(jié)果表明,+0.104mm品位為58.30%,-0.104mm品位為65.48%,即在-0.104mm粒級處存在著品位較大幅度上升這樣的分離點;且篩上產(chǎn)率為12.46%。這樣的結(jié)果適合于采用細篩工藝來提高精礦品位的條件。
細篩篩上返回二段磨礦流程,又稱為自循環(huán)流程。盡管它可以使得流程結(jié)構(gòu)相對較為簡單,少一段磨礦和選別作業(yè)。但是,如果篩上物料為連生體等難磨粒子時,再進入二段磨礦后并未得當(dāng)很好的解離,往往又以合格產(chǎn)品分級出來,容易產(chǎn)生篩上循環(huán)負荷逐漸增大,形成惡性循環(huán),造成磨礦作業(yè)、選別作業(yè)生產(chǎn)過程不正常。如大石河選礦廠,生產(chǎn)開始時,篩上量約為50%,經(jīng)過一段時間以后上升到了70~80%。篩上負荷增加,還會造成泵池跑槽,泵不能正常工作。所以,它要求二段球磨機及細篩都要有更大的處理能力,以滿足流程量變化的要求。自循環(huán)流程的缺點就是比細篩篩上單獨再磨流程難于控制生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。
細篩篩上單獨再磨再選流程更適應(yīng)于嵌布粒度細的礦石。馬坑鐵礦石嵌布粒度細,在試驗報告中也體現(xiàn)出磨礦細度越細,精礦品位越高這樣的結(jié)果。篩上粗粒級單獨再磨再選可以減少不必要的細磨。
細篩篩上單獨再磨流程相對于自循環(huán)流程,其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,增加了生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)。但是,細篩篩上單獨再磨流程更能適應(yīng)生產(chǎn)中流程量的變化,利于保證生產(chǎn)的正常進行。如果將來要求進一步提高精礦品位,或者在后期開采深部礦體時,磁鐵礦嵌布粒度更細,而要求降低磨礦細度時,細篩篩上單獨再磨流程也較自循環(huán)流程具有更好的適應(yīng)能力。
5 結(jié)語
1)馬坑鐵礦石采用干選拋廢石是可行的??梢赃_到拋除采礦作業(yè)混入的廢石,提高礦石入選品位,減少后續(xù)磨選作業(yè)的礦石量。
2)采用階段磨礦階段選別工藝流程是合理的,可以及早丟棄合格尾礦,減少了二段磨礦的入磨量。
關(guān)鍵詞:金紅石 選礦 鈦赤鐵礦 重選 強磁選 浮選
中圖分類號:TD97 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(b)-0132-02
我國的鈦礦資源居世界之首,已探明的鈦資量為8.73×108 t(以TiO2計)[1];我國鈦礦類型主要有兩種:鈦鐵礦和金紅石礦。其中,鈦鐵礦占我國鈦資源總儲量的98%,金紅石僅占2%[2]。鈦鐵礦型主要分布在釩鈦磁鐵礦礦床中,主要分布在四川攀枝花地區(qū),難以直接用于海綿鈦和優(yōu)質(zhì)鈦白粉的生產(chǎn);而金紅石礦是自然界中含鈦最高的一種鈦礦,是海綿鈦和鈦白粉生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料,但我國金紅石礦礦點分散、原礦品位低、雜質(zhì)成分多、嵌布情況復(fù)雜,利用難度較大。研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)多數(shù)金紅石礦屬難選微細粒金紅石礦,不僅嵌布粒度細,而且金紅石品位也非常低,為了充分開發(fā)利用難選金紅石礦資源,國內(nèi)多家研究單位先后對該礦進行了綜合回收利用的選礦試驗研究,目的是為該礦的工業(yè)化利用提供科學(xué)依據(jù)。
1 原礦性質(zhì)
1.1 化學(xué)分析及礦物組成
該礦石主要由金紅石、鈦赤鐵礦、鈦磁鐵礦、榍石等礦物組成。含鈦礦物主要為金紅石,其次為鈦赤鐵礦、鈦磁鐵礦、榍石及含鈦硅酸鹽礦物?;瘜W(xué)成分見表1,礦物組成分析結(jié)果見表2。
從礦物組成分析來看,該礦除金紅石礦具有回收價值外,鈦赤鐵礦、赤褐鐵礦可以進行綜合回收,從而提高該礦的經(jīng)濟價值。
1.2 金紅石的嵌布特征
金紅石礦物呈他形、半自形柱狀,多以集合體形式沿脈石礦物的片理方向排列分布;其次為鈦赤鐵礦連生體和呈細小的粒狀被角閃石、黑云母石英包裹,目的礦物金紅石嵌布粒度較細,為0.01~0.2 mm不等,屬細粒、微細粒不均勻嵌布。
1.3 金紅石在各粒級的分布情況
對該礦破碎至5 mm以下進行篩析,測定各粒級金紅石的單體解離情況,測定結(jié)果表明,當(dāng)粒度達到0.01 mm單體解離度達到94%,即該金紅石礦金紅石嵌布粒度呈微細粒,處理該礦必須磨礦到0.019 mm以下。破碎產(chǎn)品粒級在-0.037 mm以下時TiO2品位較低,金屬分布率也較低,說明該礦在磨礦前進行有控制的粗粒磨礦能夠防治礦物泥化,同時該礦中含有部分礦泥。
1.4 主要礦物物理參數(shù)測定
對該礦進行了主要礦物的物理參數(shù)測定,測定表明:脈石礦物與金屬礦物在密度上差異較大,可通過重選的方法除去大量的脈石礦物(榍石、角閃石和粘土礦物泥質(zhì)等)。從比磁化系數(shù)差異可知,金紅石與鈦鐵礦、赤鐵礦、榍石、云母和綠泥石等有較大的差異,可通過磁選的方法除去磁性礦物。從導(dǎo)電性可知,金紅石是良導(dǎo)體,而榍石、云母和綠泥石等是非導(dǎo)體,可通過電選的方法除去這些礦物,從而進一步提高金紅石的品位。因此,該金紅石礦理論研究的工藝路線為:重選—強磁選—電選聯(lián)合流程。
2 難選金紅石礦以往的試驗研究
針對難選金紅石礦品位低,粒度細的特點,國內(nèi)多家單位進行過相關(guān)研究工作,研究的主要技術(shù)路線為:(1)全粒級浮選—強磁選工藝;(2)重選—強磁選—電選聯(lián)合流程。
2.1 全粒級浮選-強磁選工藝流程
對嵌布粒度細的礦石,采用浮選的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)金紅石與脈石的分離并保證金紅石的回收率。相關(guān)研究單位在實驗室進行了全粒級浮選—強磁工藝選礦試驗[4],試驗指標(biāo)為磨礦細度74μm占80%時,精礦品位TiO282.85%,回收率53.11%。
2.2 重選—強磁選—電選聯(lián)合流程
從理論分析,難選金紅石礦適合流程為:重選—強磁選—電選工藝流程[4],相關(guān)單位進行了選礦試驗研究。該試驗重選采用分級重選工藝,重選設(shè)備采用離子波型搖床,試驗流程見圖1,試驗指標(biāo)為磨礦細度38μm占80%時,精礦品位TiO292.16%,回收率65.26%。
2.3 存在的問題
(1)本次研究的金紅石礦原礦品位較低,選礦比大,選礦生產(chǎn)成本較高,僅進行了實驗室試驗研究,沒有考慮研究成果工業(yè)化應(yīng)用的市場價值。
(2)該礦堪布粒度屬微細粒級,以往的研究成果均采用直接磨礦至選礦工藝需要的單體解離,比如重選工藝磨礦粒度達到37μm,磨礦成本很高。
(3)采用浮選工藝對原礦進行全粒級浮選,浮選時原礦量很大,藥劑消耗量大,生產(chǎn)成本高。
(4)采用重選試驗設(shè)備為非工業(yè)化應(yīng)用的離子波型搖床,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,重選選礦粒度下限為74μm(-200目)占80%,而實驗室采用的搖床選礦粒度甚至達到了19μm,其試驗結(jié)果工業(yè)化推廣可能性小。
(5)采用電選工藝作為精選作業(yè)對原礦粒度要求嚴格,根據(jù)工業(yè)電選機生產(chǎn)實踐表明,工業(yè)電選機在給礦粒度37μm以下時,選礦效果極差,因此,以往研究中采用的電選工藝在工業(yè)應(yīng)用上存在較大的問題。
綜上所述,以往針對難選金紅石礦進行的研究成果以實驗室研究為主,其研究的成果工業(yè)化推廣難度大,而且成果工業(yè)化應(yīng)用加工成本過高,可能導(dǎo)致研究成果無法市場化。
3 新工藝試驗研究
3.1 新工藝技術(shù)路線
(1)因該金紅石礦品位低,如果要降低生產(chǎn)成本必須進行提前拋尾,結(jié)合該礦的嵌布特點、各個粒級的單體解離情況以及各礦物的特性分析后認為,該礦適合采用重選拋尾。
(2)根據(jù)礦物組成可知,該礦中含有鈦赤鐵礦、赤褐鐵礦等鐵礦物,這些礦物采用重選將進入金紅石礦物中,需要通過強磁選分離出鐵礦物。在分離出的鐵礦物通過精選可以得到赤褐鐵精礦的副產(chǎn)品,從而提高該礦的綜合利潤。
(3)針對微細粒礦干式電選工業(yè)實施不可行的問題,新工藝采用浮選工藝進行金紅石精選,從而得到最終的金紅石產(chǎn)品。
3.2 新工藝流程試驗
通過對礦石性質(zhì)、原礦工藝特性的研究,結(jié)合以往對難選金紅石礦研究存在的問題,從工業(yè)化是否具有操作性的角度出發(fā),本次研究工藝流程為:重選—反強磁—浮選聯(lián)合流程。其試驗工藝路線為:螺旋拋尾—搖床粗精選—反強磁選除鐵—鐵礦物經(jīng)過強磁、搖床重選得到赤鐵精礦—除鐵后粗精礦經(jīng)過浮選、強磁最終得到金紅石精礦。新工藝流程見圖2。對新工藝流程分別進行了螺旋拋尾磨礦細度條件試驗、強磁條件試驗、浮選藥劑條件試驗以及浮選流程閉路試驗。通過各個條件試驗,最后進行擴大連選試驗,新工藝連選擴大試驗結(jié)果見表3。
3.3 新工藝流程試驗評價
(1)新工藝從工業(yè)化應(yīng)用角度出發(fā),采用了低成本選礦工藝,同時對金紅石礦中鈦赤鐵礦進行了綜合回收利用,盡可能提高該礦的綜合經(jīng)濟價值。
(2)新工藝流程采用螺選粗粒拋尾,大幅度降低了選礦加工成本,使該礦的工業(yè)化利用開發(fā)成為可能。
(3)新流程采用浮選取代干式電選作為精選工藝,能夠有效避免微細粒電選工業(yè)化利用的難題,給該礦日后的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
(4)通過對新流程擴大連選試驗的研究,使難選金紅石礦工業(yè)化利用的研究更接近生產(chǎn),試驗達到預(yù)期的研究結(jié)果。
4 結(jié)語
(1)根據(jù)礦物嵌布特性及組成研究,該金紅石礦屬低品位微細粒難選礦石,盡管以往對該礦有相關(guān)研究,但其研究的工藝流程工業(yè)實施難度大。
(2)根據(jù)新工藝流程擴大連選試驗研究表明:通過“重選—強磁—浮選”工藝能夠?qū)υ摰V進行有效回收,試驗得到TiO2品位86.55%、回收率為43.28%的金紅石精礦;同時得到6.52%的(鈦)赤鐵精礦,其中TFe含量56.09%,TiO2為9.36%,TiO2回收率22.94%;擴大連選試驗TiO2總回收率為66.22%。其研究為國內(nèi)同類型的難選金紅石礦工業(yè)化開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻
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[2]吳賢,張健.中國鈦資源分布及特點[J].鈦工業(yè)進展,2006,23(6):8.