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白云鄂博铁矿中贫堆置矿选矿试验研究

时间:2017-5-15 9:06:00   来源:本网   添加人:admin

  当前,为维护中国钢铁企业的利益,促进钢铁行业健康发展,减少对国外铁矿石的依赖程度,必须提高国内矿山的竞争力,结合国内资源嬴存特点,对开采条件较好,但选矿难度大的各种铁矿石,加大勘探开发和科研力度,科学利用起来。

  白云鄂博铁矿中贫堆置矿是白云鄂博铁矿东、主矿开采初期暂时不能利用的地表氧化铁矿石及少量磁铁矿矿石,其特点是铁品位低、堆置时间长、组分复杂,矿石经受长期风化、水浸及氧化,表面的物理化学性质已发生变化,造成矿石选别难度大,选别工艺复杂。

  随着包钢钢铁产量的增加,对铁矿石需求量的加大和选矿技术的提篼,尽早开发利用白云鄂博铁矿中贫堆置矿已势在必行。

  1中贫矿堆产生的背最新中国建国开始,中央从发展国民经济和生产力配置的战略高度着眼,在“一五”开始就决定在华北北部选择包头附近建设一座大型钢铁联合企业,并与东北的鞍钢、华中武钢并称三大钢铁基地。

  选择包头做为三大钢铁基地之一,其重要条件之一就是包头白云鄂博铁矿。

  包钢建设初期,在选矿厂还因需要大量投资好设计交付较迟而未开始建设之前,采用富矿直接人炉的包钢1篼炉(1513m3)就已经于1959年建成,并要投产出铁,“结束内蒙手无寸铁的历史”。),男,包钢集团设计研究院(有限公司),工程师。紧接着,1960年,包钢第二座1513m3高炉建成投产,同样采用富矿直接人炉。由于此时已面临“大跃进”所造成的经济困难,国库空虚无力安排选矿建设,两座篼炉同时富矿人炉就迫使白云铁矿加大富矿的开采量。在这特定的条件下,白云铁矿不得不“采富弃贫”、“采富压贫”,进行杀鸡取卵性的开采来满足篼炉数量要求,年采60万70万t富块矿,同时不得不将随之采出的中贫氧化矿进行堆弃,从而产生了现今的中贫矿堆。

  2目前中贫矿的堆存质量情况由于采出的中贫矿中含有部分富矿,为此,白云鄂博铁矿大集体在“文革”期间曾对中贫矿堆进行了人工挑选富矿工作,矿石输往包钢;2001年白云鄂博铁矿也曾组织人工在中贫矿堆挑选铁矿石,挑选出的矿石输往包钢选矿厂,但因选矿效果不好最终停止挑选;原白云鄂博铁矿建安公司也对中贫矿堆置的磁铁矿进行了部分挑选,现已停止挑选。总之,截至2008年底,中贫矿堆置场累计结存矿石196万t,其中氧化矿1959. 6万t,磁铁中贫矿堆置矿主要为萤石型中贫铁矿石,铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿。另外,原矿中含有部分半假象赤铁矿,从磁性铁占有率来讲,该类矿石应属于混合型铁矿石。总而言之,中贫矿堆置的铁矿石具有贫、细、杂、表面氧化严重的特点。

  3中贫矿堆铁矿石的选矿试验3.1中贫矿堆选矿试验样品取样方法验样品具有代表性,本次取样采取的方法是网格拣块法和浅井刻槽取样法,共采取了两个样品。两个样品采集的具体做法是:⑴在中贫矿堆表面上,按照20mX20m的网距,布设采样点1050个,拣取数量大致相等的碎块(粉)作为样品,每点采集样品16kg,最后1050个采样点的样品混合为一个大样作为试验样品。

  ⑵在中贫矿堆表面上,根据9点法采集了另一个样品,具体操作是按220mX220m的网距布设采样点9个,在采样点处挖20m深的浅井,沿井壁自下而上连续刻槽采样,样重It,最后9个样品混合成为一个大样作为试验样品。

  3.2中贫矿堆选矿试验取样结果(表1)表1中贫矿堆选矿试验取样结果表样号3.3选矿试验研究3.3.1“样采用包钢选矿厂流程套试首先按包钢选矿厂现生产工艺流程进行铁选别套试。原矿直接磨至细度为200目含量93%后进行弱磁一强磁一强磁精矿反正浮的铁选别试验,分别进行了1样连续磨矿磁选试验、1样连续磨矿强磁精矿反正浮开路试验和1样连续磨矿开路全流程综合试验。

  综合品位TFe55.24%,铁回收率为70.44%,其它试验结果亦表明了这一点,综合精矿铁品位TFe63. 88%,铁回收率55.49%.原因是从磁选作业来讲,弱磁性铁矿物单体解离情况不太好,损失于强磁尾矿及中矿中的铁矿物较多,大部分为铁的贫连生体。“样连续磨矿强磁精矿铁矿物解离度分析结果表明,铁矿物单体仅为83.62%,大部分连生体为与萤石连生,这部分连生体在铁反正浮作业时必将损失于尾矿之中。

  通过上述试验结果分析得出:目前包钢选矿厂的工艺流程并不完全适合处理堆置矿,下步试验应从确定合理的磨矿粒度(使矿物充分解离)人手,探索出新的适应白云鄂博铁矿中贫氧化矿堆置矿的生产工艺流程。

  3.3.2“样阶段磨阶段选试验1样粗磨磁选试验和1样磁选粗精矿再磨磁选试验样粗磨磁选试验中,磨矿选别工艺为阶段磨矿阶段选别。经大量试验,当粗磨细度在一200目70%以上时,强磁尾矿细度可达到一200目80%左右。其粗磨磁选试验批量结果为粗磨强磁尾矿产率为48.57%,铁品位为6.88%,粗磨强磁尾矿粒度为200目含量为78.58%,单体解离度情况较好,从对铁选别的角度看,粗磨方案可行。

  再磨磁选试验原料为自然晾干后混匀的粗磨弱磁精矿及强磁精矿。方法是对不同再磨细度及不同强磁磁场强度分别进行了试验,结果表明,磁选粗精矿再磨后,弱磁精矿铁品位可达66%以上,当再磨细度为一320目92%时,弱磁精矿铁品位为66.60%,精矿氟含量为0.48%;另外,不同强磁磁场强度的试验结果表明,随着磁场强度的增加,强磁中矿的品位及回收率均有所下降,强磁精矿品位变化较小。

  选磁选结果是:1样阶段磨矿阶段选弱磁精矿TFe66.87%,精矿铁回收率34.21%;强磁精矿TFe47. 56%,精矿铁回收率43.62%.两种磁选精矿综合品位为TFe54. 48%,铁回收率为77.83%.与“样连续磨矿磁选精矿综合品位TFe55. 24%、铁回收率为70.44%的指标相比,精矿品位低0.76个百分点,铁回收率篼出7. 39个百分点。分析认为,由于磨矿细度的增加,铁矿物单体解离度增加,不仅提高了弱磁铁精矿的品位,同时使损失于磁选尾矿中的铁矿物得以回收,增加了铁精矿中铁的回收率。

  1样磁选粗精矿再磨强磁精矿反正浮试验根据前面浮选试验所确定的工艺条件,对“样磁选粗精矿再磨强磁精矿进行了铁反浮选一铁正浮选试验,从试验结果和”样阶段磨阶段选开路全流程综合结果来看,弱磁精矿与浮选精矿综合铁品位为丁卩4.56%,铁回收率为62.90%.路稳定试验通过对1样阶段磨阶段选开路全流程综合结果分析认为,反浮选尾矿铁品位略高,应该再增加一次反浮精选。反浮中矿品位篼于强磁精矿品位,应进行闭路试验。为确保浮选精矿品位和回收率,决定增加一次反浮精选作业,同时增加一次正浮精选作业,即反浮选为一次粗选两次精选作业,正浮选为一次粗选三次精选作业,中矿返回形成闭路。

  时,表2两种工艺流程铁最终选别结果对比结果序号产品名称产率品位(TFe)%铁回收率1连续磨综合铁精矿25.关于中矿返回共进行了三种方案的试验,其一,逐级向上返回;其二,反浮中矿返回反浮粗选作业,正浮中矿返回正浮粗选作业;其三,全部中矿均返回至反浮粗选作业。经过多次对比试验,将反浮中矿和正浮中矿全部返回到铁反浮粗选给矿形成闭路的方案较佳,操作较为稳定(工艺流程见)。

  通过对闭路稳定试验结果与开路试验结果进行对比分析,精矿品位略有提篼,达到TFe62.32%,铁作业回收率提篼近12个百分点。表明再增加了精选段数后的闭路浮选工艺,不仅保证了铁精矿的品位,还使铁作业回收率有较大的增加。

  磁精矿反正浮选别工艺流程选别后,试验最终综合铁精矿品位为TFe64. 53%,铁回收率为67.98%的较好指标,完全达到了预定指标要求。

  3.3.3 2样阶段磨阶段选铁选别套试根据“样阶段磨阶段选铁的选别流程及工艺条件,对2矿样进行了铁选别套试。在对1样试验过程中,发现强磁精选作业磁场强度的提高虽然增加了强磁精矿的产率,但在强磁精矿反正浮作业被强磁回收的铁连生体基本全部进人了浮选尾矿中。

  60%,最终磨矿细度为一320目92%的情况下,经阶段磨矿阶段磁选一强磁精矿反正浮选别工艺,流程选别后,试验最终综合铁精矿品位为TFe65. 98%,铁回收率为70.85%的指标。由于2样原矿铁品位比“样原矿铁品位略高,其铁的选别指标优于”样。

  4分析与讨论4.1堆置矿阶段磨阶段选技术可行性磨矿是实现有用矿物单体解离和提供合理人选粒度的重要手段,磨矿产品的粒度直接影响着精矿的质量和金属回收率。磨矿作业“欠磨”,有用矿物不能充分单体解离,连生体进入尾矿,则会造成金属流失;进入精矿,则会导致精矿贫化,降低选别指标。磨矿作业“过磨”,会导致矿物泥化,恶化选矿过程。资料表明,对白云鄂博氧化矿来讲,当矿石磨细到一200目75%时,铁矿物单体解离度为63.65%;当矿石磨细到一200目95%时,铁矿物单体解离度为81.21%;当矿石磨细到一325目95%时,铁矿物单体解离度为90%;因此,对白云矿来讲必须细磨。同时,铁矿物的泥化并不是单纯由于磨矿制度所造成的,而是与矿石性质密切相关。当磨矿细度为200目72%时,弱磁精矿中一500目(一0.031mm)含量为12.20%,铁占有率为12.90%;而强磁精矿中500目含量则为23.10%,铁占有率为26.97%.也就是说即使在粗磨时氧化矿的铁矿物即已开始泥化。

  本次研究采用阶段磨矿阶段选别工艺不能从根本上解决铁矿物的泥化问题,同时也说明细磨也不是造成铁矿物泥化的主要原因。采用此工艺的主要目的就是为了降低磨矿费用,提篼精矿品位和回收率。为便于比较,课题组又对1样连续磨矿的强磁精矿进行了反正浮闭路套试。

  从两种工艺流程铁最终选别结果对比(见表2)可以看出,阶段磨综合铁精矿与连续磨综合铁精矿相比较,精矿产率提篼1.93%,精矿品位提高0.41%,铁回收率提高7.69%.阶段磨矿阶段选别的铁选别指标优于连续磨矿铁的选别指标。

  铁金属量在各粒级损失情况主要是粒度小于20/m的含铁矿物无论采用哪种流程均大部分损失于尾矿之中。由于阶段磨矿阶段选别工艺磨矿粒度比连续磨矿工艺细,小于20fun的绝对含量高于连续磨矿工艺,此级别中铁损失于尾矿的损失率亦高于连续磨矿工艺,但在较粗粒级中铁的损失率却低于连磨工艺。总体来讲,采用阶段磨阶段选工艺铁在尾矿中的损失率低于连续磨矿工艺。分析认为,在采用阶段磨阶段选工艺时,可在粗磨铁精矿进人再磨前强化预先分级,可有效降低过磨现象的产生。因而有可能进一步提高精矿铁金属回收率。

  综上所述,对于白云鄂博中贫氧化矿堆置矿采用阶段磨阶段选工艺流程在技术上是可行的。

  4.2堆置矿阶段磨阶段选经济合理性两种工艺不同之处主要在磨矿作业,选别作业基本相同。在试验室磨矿试验中,将原矿直接磨至一200目含量为93%时,磨矿时间为28min;将原矿直接磨至一200目含量为72%时,磨矿时间为18min;将粗磨磁选精矿再磨至一320目92%时,磨矿时间为17min.从磨矿时间的对比结果(见下表)可以看出,阶段磨矿工艺所用的总磨矿时间为26.74min,比连续磨矿工艺还要短1min.也就是说,采用阶段磨阶段选工艺虽然部分产品最终达到了磨矿细度为一320目92%,但其总的磨矿费用并不会高于连续磨矿工艺。

  表3磨矿时间对比结果磨矿工艺磨矿细度人磨量总量磨矿时间(min)连续磨矿阶段粗磨粗精矿再磨从铁的选别指标来讲,阶段磨综合铁精矿与连续磨综合铁精矿相比较,在铁精矿品位基本相同的情况下,精矿产率高出1.93个百分点。即每处理100t堆置矿,采用阶段磨阶段选工艺就可比采用连续磨矿选别工艺多产出TFe>64.50%的铁精粉1.93t.按每吨铁精矿粉650元计算,每处理100t堆置矿即可增加产值千元以上。

  因此,处理堆置矿采用阶段磨阶段选工艺在经济上是合理的。

  5结论试验在原矿铁品位只有26.17%的情况下,采用阶段磨矿阶段选别工艺流程,取得了综合铁精矿品位64.53%、铁回收率67. 98%的较好选别指标。

  试验对中贫矿进行了两种选别工艺流程的研究,所采用的浮选药剂均为目前工业上使用的产品。连续磨矿选别工艺与包钢选矿厂目前的选别工艺流程相同,阶段磨阶段选工艺流程与目前包钢选矿厂虽有区别,但所需设备完全相同,有利于工业实施。

  堆置矿的利用必将产生较好的社会和经济效益。

  建议尽快对阶段磨阶段选处理堆置矿的选别工艺流程进行工业试验和推广应用。