石人溝鐵礦尾礦磨選試驗研究

石人溝鐵礦尾礦磨選試驗研究

石仁溝采礦廠成立于1972年，1973年正式成立。處理的礦石類型屬于鞍山式貧磁鐵礦。金屬礦物主要是磁鐵礦,少量赤鐵礦、假象赤鐵礦等;脈石礦物以石英為主,其次是角閃石、輝石、綠簾石,并含有少量的磷灰石和黑云母。選礦廠由破碎、磨選系統(tǒng)組成,最終產品為鐵精礦。主要工藝為一段破碎、二段磨礦的選別工藝流程,設計原礦處理能力150萬t/a。目前,石人溝鐵礦三期采礦工程正在建設中,該工程設計規(guī)模200萬t/a,計劃于2012年投產。為使采、選系統(tǒng)能力相匹配,2010年進行了主廠房磨選系統(tǒng)三期選礦技改工作,確保選礦生產能力達到200萬t/a的處理能力。從現(xiàn)有的選礦工藝流程生產情況來看,經(jīng)常出現(xiàn)尾礦品位偏高的現(xiàn)象,為進一步優(yōu)化選礦工藝系統(tǒng),防止尾礦品位偏高,提出了在現(xiàn)有的選礦工藝流程基礎上進行尾礦再選的工藝,合理地利用鐵礦石資源,提高金屬回收率和優(yōu)化選礦工藝的效果。1尾礦的礦石性質1.1脈石及鐵、脈石成分尾礦的化學多元素分析結果見表1。從尾礦的化學成分分析結果來看,尾礦中有用礦物主要成分是鐵,含量為5.44%,脈石的主要成分為石英,含量為74.01%,其次是三氧化二鋁、氧化鈣和氧化鎂,硫和磷的含量較低。尾礦的酸堿度為0.095,屬于酸性礦物,而硫、磷含量很低,尾礦所含的有用礦物是屬于低硫、磷的酸性氧化鐵礦。1.2磁鐵礦尾礦的利用為更好對尾礦進行全面分析,是否具有尾礦再選意義,對尾礦進行了鐵物相分析,其結果見表2。從鐵物相分析結果來看,磁鐵礦中鐵元素含量為1.59%,在尾礦中鐵元素分布率為29.23%,有所偏高,而磁鐵礦使用普通的弱磁性磁選機就可回收,具有工藝簡單和成本較低的特點,這一部分礦物具有很好的回收價值。其余主要是赤褐鐵礦物、碳酸鐵礦物、硫化鐵礦物及硅酸鐵礦物中的鐵,這些鐵占尾礦中全鐵的70.77%,并存在于弱磁性礦物和非磁性礦物中,用普通的弱磁性磁選機是不能回收的,若要對其加以回收利用,選礦成本將會很大,該工藝對非磁性鐵礦物和弱磁性鐵礦物不進行可選性試驗,僅對強磁性進行可選性研究。1.3礦比對產物粒度組成的影響在尾礦溜槽上安裝2臺盤式磁選機,磁場強度為183.08kA/m,對生產尾礦進行再選作業(yè),回收尾礦中的鐵精礦,選礦比20,對回收上來的粗精礦進行取樣,制取一定量的標樣,化驗其鐵品位,測出其礦物的粒度組成,其結果見表3。從表3中的數(shù)據(jù)可以看出,尾礦再選所回收上來的粗精礦120目含量以上占73.40%,-200目含量僅占13.8%,粒度比較粗,粗精礦的TFe為17.32%,品位比較低,不能直接用于冶煉,必須對回收上來的粗精礦進行再磨再選作業(yè),提高精礦品位。2研磨試驗2.1磨礦細度對精粉產率的影響將尾礦再選所回收上來的粗精礦分成若干份試樣,在不同磨礦時間的條件下直接進行磨選試驗研究,其中,磨礦濃度為72%,磨選試驗的工藝流程見圖1。在磨礦時間為3、5、7、9、11min的時間點內進行磨礦,磨出的產品采用弱磁場磁選機進行一次粗選和一次精選,最終所取得的試驗結果見圖2、圖3。(1)從圖2中可以看出,隨著磨礦時間的增加,所取得的精礦-200目含量逐漸增多,精粉產率逐漸減少。(2)從圖3可以看出,最終所取得的精礦品位隨著磨礦細度增加而增加,金屬回收率隨著磨礦細度的增加,出現(xiàn)先增加后減少的現(xiàn)象,磨礦細度在-200目含量為77.50%的時候,金屬回收率最高值為80.34%,此時,鐵精礦品位為60.45%,從圖2可以看出,在磨礦時間為7min時,精粉產率為20.64%,但從精礦品位的角度來講,在磨礦細度為92.67%的時候,所取得的指標是最合理的,此時精粉產率為18.83%,但所取得的金屬回收率和精粉產率都不是最佳合理的指標。因此,從所取得的技術經(jīng)濟指標的綜合角度來講,選取磨礦細度控制在-200目含量為77.5%時為磨礦細度最佳值,此時磨礦時間為7min,精礦品位為60.45%,金屬回收率為80.34%,精粉產率為20.64%,選礦比為4.84。2.2磁鐵礦膠凝劑粗選系統(tǒng)為進一步尋找更加合適的加工工藝方案,針對尾礦再選所回收上來的粗精礦TFe品位為17.32%,品位比較低,從能拋早拋和提高入磨品位的分選理念來考慮,設想將尾礦再選所回收的粗精礦采用磁選機進行預先粗選,再將磁選機粗選所得到的精礦在不同磨礦時間內進行磨選試驗研究,其試驗工藝流程見圖4,磨礦濃度控制在72%進行磨礦。尾礦再選所回收的粗精礦采用弱磁場磁選機進行預先粗選,經(jīng)過粗選后,粗精礦品位從17.32%提高到了37.12%,精礦產率為40.10%,甩掉了很大一部分尾礦,所得的尾礦品位為4.06%。在試驗過程中直接使用吸鐵石對粗選過程中所得到的尾礦進行吸附,沒有吸附上任何礦料,由此說明,采用弱磁場磁選機對尾礦再選所回收上來的粗精礦進行預先粗選,磁鐵礦不會出現(xiàn)很大的丟失現(xiàn)象,在很大程度上提高了入磨品位,降低磨礦過程中產生的不必要費用,達到降低選礦加工費的效果。對預先粗選過程中所取得的鐵精礦在不同磨礦時間范圍內進行磨選試驗,其試驗工藝流程見圖1,試驗結果見圖5、圖6。從試驗結果圖5和圖6可以看出,回收機所回收的粗精礦經(jīng)過預先粗選后所取得的精礦在磨礦時間為7min時,即所取得的精礦磨礦細度在-200目含量為86%的時候,所取得技術經(jīng)濟指標是最佳值,此時,精礦產率為52.50%、精礦品位為66.67%、回收率為94.29%,雖然在其他磨礦時間點內,精礦品位或產率都有比較高的,但其綜合技術經(jīng)濟指標不是最佳值,因此,尾礦再選所回收上來的粗精礦采用弱磁場磁選機進行預先粗選后所取得的精礦,在磨礦細度控制在-200目含量為86%時,為磨礦細度最佳點。綜合試驗結果可知,尾礦再選所回收的粗精礦采用磨選試驗工藝流程在磨礦濃度為72%時,可以得到最終TFe精礦品位為66.67%、金屬回收率為81.16%、精粉產率為21.08%、選礦比為4.74。3尾礦工藝流程對尾礦再選所回收的粗精礦磨選試驗可以看出,粗精礦在沒有采用磁選機進行預先粗選和采用磁選機進行預先粗選最終所取得各種技術經(jīng)濟指標存在很大的差別,無論是從金屬回收率還是從精礦品位以及綜合選比的角度來看,采用磁選機進行預先粗選都比沒有采用預先粗選而直接進行磨選試驗所取得的指標好,因此,設計尾礦工藝流程為首先采用磁選機對粗精礦進行預先粗選再入球磨的選別工藝,其工藝流程見圖7。該工藝流程中濃縮磁選起著兩個作用:一是對回收機所回收的粗精礦進行預先粗選,提高入磨品位;二是將磨機的磨礦濃度控制在72%進行磨礦,并由篩分控制磨礦細度使其篩下-200目含量達到86%水平,最后通過一次粗選和一次精選取得最終的技術經(jīng)濟指標。4tfe的回收利用(1)尾礦中有用礦物主要成分是鐵,TFe品位為5.44%,脈石的主要成分為石英,含量為74.01%,其次是三氧化二鋁、氧化鈣和氧化鎂,硫和磷的含量較低,為酸性礦物。通過在尾礦溜槽是安裝2臺183.08kA/m的盤式磁選機,回收上來的粗精礦品位為17.32%,120目以上含量占73.40%,-200目含量僅占13.8%,選礦比20,采用磁選機對粗精礦進行預先粗選后進行再磨再選作業(yè),在磨礦濃度為72%和精礦細度控制在-200目含量為86%時,所取得的技術經(jīng)濟指標為最佳值,可以獲得TFe精礦品位為66.67%、金屬回收率