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弓长岭选矿厂磁铁矿重—磁工艺优化与应用研究

2022-08-17刘国义杜艳清李春艳赵德会栾长庆

现代矿业 2022年7期
关键词:细粒磁选粒级

余 莹 刘国义 杜艳清 李春艳 赵德会 栾长庆

(鞍钢矿业集团弓长岭矿业公司选矿分公司)

弓长岭铁矿是典型的鞍山式贫铁矿石,铁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿,嵌布粒度属中细粒级,脉石矿物主要为石英、云母和绿泥石[1-2]。弓长岭选矿厂赤铁矿生产线采用阶段磨矿、粗细分级、中矿再磨、重、磁—阴离子反浮选工艺。随着矿体开采深度增加,赤铁矿含量逐渐减少,磁铁矿含量逐渐增加,磁铁矿石进入赤铁矿生产线,造成精矿质量不均、尾矿品位升高[3]。2019年,弓长岭选厂决定磁铁矿由二选作业区单独处理,在原有基础上对二选生产线进行工艺改造,磁铁矿采用两段磨矿、一段磁选抛尾、粗细分选、粗粒重选、细粒磁-浮联合选矿工艺[4-6]。

由于矿石中磁铁矿含量进一步增加,并向单一磁铁矿转变,二选作业区处理能力逐步提升,因操作调整滞后,细粒浮选给矿量增加且波动大,造成精矿指标波动、尾矿品位偏高且药剂消耗增加等问题[7]。为此,对弓长岭二选作业区进行工艺流程改造,优化粗细分级、重选工艺,探究高效磁选工艺对细粒磁铁矿的分选效果。

1 原矿性质

原矿化学多元素及铁物相分析结果见表1、表2。

由表1、表2可知,入选矿石属高硅、贫铁、低钙镁铁矿,其中TFe 品位25.01%,FeO 含量14.30%,主要杂质SiO2含量41.98%,有害元素S 含量0.18%,P 含量0.038%,低于工业允许值;原矿中的铁主要以磁铁矿形式存在,分布率达74.33%,赤褐铁分布率为13.18%,含量较少,另外还含有少量碳酸铁和硅酸铁。

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对一次旋流器溢流混合样进行粒度分析(表3)可知,-0.074 mm粒级含量60.04%,-0.025 mm微细颗粒含量27.48%。

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2 原工艺流程及存在问题

二选作业区改造前采用两段磨矿、一段磁选抛尾、粗细分选、重磁浮联合工艺流程(图1)。破碎后产品给入一次闭路磨矿系统,分级溢流进行一段弱磁选,磁选尾矿直接进入综合尾矿,精矿进入粗细分级旋流器;粗粒级的弱磁精矿进行重选选矿,细粒级的弱磁精矿进行磁—浮联合选矿。

由于矿石性质变化,该工艺主要存在的问题:①作业区处理量逐渐增大,造成精矿指标波动;②一段磁选精矿嵌布粒度变细,出现细粒浮选流量增加且不稳定,药剂耗量及选别成本增加;③浮选采用1粗1精3 扫流程,工艺复杂且操作难度大,浮选尾矿品位不易控制。

3 新工艺流程及作业考察

3.1 新工艺流程

针对原工艺流程存在的问题进行了优化改造,将一段磁选精矿管路进行改造,一段弱磁精矿经粗细旋流器分选后进入重选改为直接进入重选流程。精选螺旋溜槽精矿进入振动筛分级,振动筛筛下产品作为最终重选精矿,中磁尾进入最终尾矿,扫选精矿、精螺尾、振动筛筛上作为中矿。中矿产品经过二次旋流器和二次球磨机,然后进入粗细旋流器分级。粗粒级产品返回粗选螺旋溜槽,细粒级产品经高效磁选工艺获得精矿产品。

改造后工艺优点:①一段弱磁精矿直接重选,重选精矿产量增加;②细粒级矿物分选采用高效磁选工艺代替浮选工艺,降低了药剂含量及蒸汽费,且操作简单;③能够减开粗细旋流器,实现了节能降耗。

3.2 新工艺作业考察

3.2.1 一段弱磁选作业考察

一段弱磁抛尾作业由6 台CTB1024 永磁筒式磁选机完成,其底箱形式为半逆流型,背景磁场强度为143 kA/m。给矿为一次旋流器溢流,磁选精矿接入重选流程,磁选尾矿进入综合尾矿,考察期间各产品铁品位见表4。

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由表4 可知,原矿经一段弱磁选,平均铁品位由25.01% 提高到41.92%,磁选尾矿平均铁品位为9.07%,说明一段弱磁作业提前抛出合格尾矿,减少了后段作业处理量。

3.2.2 重选—扫选作业考察

一段弱磁精矿直接进入重选流程,振动筛筛下产品作为最终重选精矿,中磁尾进入最终尾矿,扫选精矿、精螺尾、振动筛筛上作为中矿。中矿产品经磨矿和分级后,粗粒级产品返回粗选螺旋溜槽,细粒级产品通过磁选回收。作业期间考察了产品浓度、粒度(-0.074 mm含量)和品位,结果见表5~表7。

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由表5~表7 可知,重选—扫选作业中各产品的粒度、浓度和铁品位比较稳定,粗螺、精螺和扫螺的平均给矿浓度分别为53.74%、54.07%、42.06%,给矿浓度合理;粗细旋流器平均给矿浓度为27.49%,粒度- 0.074 mm 占48.85%,沉砂- 0.074mm 粒级含量42.93%,溢流-0.074mm 粒级含量93.98%,重选中矿产品实现了合理的粗细分级,且粗粒级返回螺旋溜槽,能够提高重选作业精矿产率。重选最终精矿(振动筛筛下)平均铁品位67.12%,达到预期67% 以上的目标;重选最终尾矿(扫中磁尾矿)平均铁品位8.07%,尾矿品位较低,有利于减少铁金属的损失;重选中矿(粗细旋流器溢流)平均铁品位35.25%,重选产生的细粒级磁铁矿通过高效磁选工艺回收。

3.2.3 二段弱磁作业考察分析

为强化回收细粒级的重选中矿,将浓缩后的粗细分级溢流给入二段弱磁机,其考察结果见表8。

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由表8 可知,细粒重选中矿经二段弱磁选,平均品位由35.25% 升高到51.43%,且二段磁选平均尾矿品位为8.48%。

3.2.4 高效磁选试验结果

为获得合格的精矿产品,在试验室用淘洗机进一步分选二段弱磁精矿,在淘洗机固定磁场94 kA/m、循环磁场86 kA/m、补偿磁场86 kA/m、水流量1 150 L/h最佳操作条件下,获得的精矿平均铁品位67.03%,作业回收率93.82%,尾矿平均品位11.26%,结果表明细粒级矿物的回收可采用高效磁选工艺代替浮选工艺。

3.3 新工艺数质量流程

根据作业考察结果和试验室分选结果,计算新工艺数质量流程见图2。

由图2 可见,新工艺获得了铁品位67.09%、产率27.55%、铁回收率73.91%的合格精矿,综合尾矿铁品位为9.01%、产率72.45%、铁回收率26.09%。

4 结 论

(1)对二选作业区进行工艺改造,改造后为磨矿、一段磁选抛尾、重选、中矿再磨、粗细分级、粗粒级返回重选、细粒级高效磁选工艺流程,解决了二选作业区处理量增加而引起的一系列问题,作业考察中运行稳定,生产指标良好,经济效益显著。

(2)综合现场流程考察数据和细粒磁铁矿选别试验结果,在原矿品位为25.01% 的条件下,新工艺获得的综合指标为精矿铁品位67.09%、产率27.55%、铁回收率73.91%,尾矿铁品位9.01%。

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