凹山选厂入选高村与凹山混合矿石的工艺适应性研究.pdf

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1、Series No.301July?2001?金?属?矿?山METAL M INE?总 第301期2001年第 7 期崔宪,马钢(集团)南山矿业公司,经理,高级工程师,243033 安徽省马鞍山市向山区。?选矿工程?凹山选厂入选高村与凹山混合矿石的工 艺 适 应 性 研 究崔?宪(马钢(集团)南山矿业公司)摘?要?通过对凹山与高村贫磁铁矿混合矿石的选矿试验研究,说明凹山选厂现流程处理混合矿石可以获得合格的精矿,高村铁矿作为凹山的接替矿山在选矿工艺上是可行的,但凹山选厂现有工艺应作部分技术改造。关键词?贫磁铁矿?混合矿石?选矿工艺Study on the Adaptability of Gaoc

2、un and Aoshan Mixed Ore to theTechnology of Aoshan ConcentratorCui Xian(Nanshan Mining Co.of Maanshan Steel(Group)Abstract?Mineral processing test on the mixed ore of Aoshan and Gaocun lean magnetite ores has shown that a qual?ified concentrate can be obtained by the existing flowsheet of Aoshan con

3、centrator and it is technologically feasible to useGaocun iron ore in place of Aoshan s,but partial technical reform should be made of the existing technology of Aoshanconcentrator.Keywords?Lean magnetite ore,Mixed ore,Mineral processing technology?马钢(集团)南山矿业公司凹山选厂的入选矿石为凹山矿石,目前凹山采场已到老年期,从 2001 年起将大幅

4、度减产,到 2010 年将要闭坑。因此,开发高村贫磁铁矿,将高村铁矿作为南山铁矿的后备矿区,以高村产量弥补南山的消失能力,这样不但可以增加马钢的自产铁矿石数量,而且可以安置闭坑后南山铁矿的职工,维持南山矿区政治上的稳定,以及使高村铁矿基建期投资中建设起来的部分工程可以发挥作用。因此,开发高村铁矿是十分必要的。通过对高村与凹山混合矿石进行的选矿试验研究,来了解凹山选厂现生产工艺对高村矿石的适应性情况,这对指导高村铁矿的建设和南山矿业公司今后的生产均具有十分重要的意义。1?矿石性质试验样品的凹山矿样 TFe 30.95%,高村矿石T Fe 19.87%。根据凹山采场的减产计划及高村铁矿目前的合理出

5、矿规模,确定以下混合矿的入选比例为 A 样:凹山矿石与高村矿石各占 50%;B 样:凹山矿石占 62?5%,高村矿石占 37?5%。混合矿石中主要金属矿物为磁铁矿,其次为黄铁矿、菱铁矿、赤铁矿及少量的钛铁矿、磁黄铁矿;脉石矿物主要为阳起石、斜长石、绿泥石、石英、粘土及少量的绿帘石、铁白云石和磷灰石等。混合原矿的多元素分析及铁物相分析结果见表 1、表 2。表 1?原矿多元素分析结果?/%元素 TFeSFeFeOSPAl2O3CaOMgOSiO2烧减A25.41 23.72 11.63 0.81 0.33 10.51 4.80 3.3136.06 2.47B26.80 24.95 12.29 0.

6、81 0.329.774.99 3.4235.05 2.30表 2?原矿铁物相分析结果?/%矿物名称磁铁矿假象磁铁矿赤、褐铁矿黄铁矿 硅酸铁 碳酸铁合计A 样铁含量19.781.000.460.682.650.8425.41分布率77.843.931.812.6810.433.31 100.00B样铁含量21.121.070.400.672.720.8226.80分布率78.813.991.492.5010.153.06 100.002?选矿试验结果2?1?试验流程的确定自 70年代以来,由于高村铁矿为贫磁铁矿,先后?19?进行了多次选矿试验研究。其中 1990 年马鞍山矿山研究院先后对高村铁

7、矿进行了实验室小型试验及扩大连选试验研究结果表明,高村铁矿的原矿铁品位20?08%时,采用两段磨矿磁选流程在一段磨矿细度为 50%、二段磨矿细度为 85%时的选矿可获得精矿品位 63?48%,回收率为 64?90%。与凹山选厂现流程相比,其原则流程是一致的。但磨矿细度有较大的差异,选矿比的差异比较大。因此,本次小型试验考虑到在今后对凹山选厂现有的流程获得铁品位 64%以上的合格精矿。故确定的选矿试验流程为阶段磨选流程,一段的磨矿细度为-200 目占 45%50%,二段的磨矿细度为-200 目占 75%以上。2?2?试验流程指标通过实验室条件试验,最终确定 A 样采用两段磨选细筛流程,当一段的磨

8、矿细度为-200 目占45%50%,二段及中矿再磨的磨矿细度-200 目75%以上,即可获得品位在 64%以上的精矿产品,精矿回收率在 83%左右。其选矿指标数质量流程见图 1、图 2;B 样采用两段磨矿磁选流程,当一段磨矿细度-200 目占 50%,二段磨矿细度-200 目占75%以上,即可获得铁品位在 64%以上的精矿产品,其选矿指标数质量流程见图 3、图 4。图 1?A样阶段磨选细筛数质量流程(一段磨矿细度 50%-200目)图例?;!(%):!100.00;25.41100.00;42.21;51.9886.36;#57.79;6.0013.6434.54;62.0184.29;%7.

9、67;6.862.07;&33.14;64.2083.74;1.40;10.040.55;(28.68;64.9273.27;)4.46;59.5710.47;3.98;65.8210.31;?0.48;8.240.16;?3.94;66.3210.28;?!0.04;15.970.03;?32.62;65.0883.55;?#67.38;6.2016.45图 2?A样阶段磨选细筛数质量流程(一段磨矿细度 45%-200 目)图例?;!(%):!100.00;25.41100.00;44.80;48.9186.23;#55.20;6.3413.7734.54;62.0184.29;%9.80;

10、5.782.23;&33.23;63.7883.74;1.77;8.570.59;(28.65;64.7072.96;)4.58;58.0210.45;3.94;65.9110.22;?0.64;9.280.23;?3.90;66.3910.20;?!0.04;15.200.02;?32.55;64.9283.16;?#67.45;6.3416.84图 3?B样阶段磨选细筛数质量流程(二段磨矿细度 75%-200 目)图例?;!(%):!100.00;26.84100.00;45.08;51.7986.99;#54.92;6.3613.0136.50;62.5385.03;%8.58;8.13

11、1.96;&1.32;9.380.64;35.18;64.5184.57;(64.82;6.3915.433?流程分析(1)通过以上的选矿试验结果可见,当高村矿石的比例低于 50%时,在一段的磨矿细度为-200目占45%50%,二段的磨矿细度-200目占 75%以上,即可获得含铁 64%的精矿。目前凹山选厂的二段磨矿细度是-200目占70%,一段磁选抛尾量?20?总第 301 期?金?属?矿?山?2001 年第 7期图 4?B 样阶段磨选细筛数质量流程(二段磨矿细度 80%-200目)图例?;!(%):!100.00;26.84100.00;45.08;51.7986.99;#54.92;6.

12、3613.0136.30;62.8184.95;%8.78;6.232.04;&1.65;9.960.62;34.65;65.3384.33;(65.35;6.4415.67低于混合矿石,二段的入磨量大于混合矿石。因此,通过对二段磨矿分级系统的控制,是可以将磨矿细度提高到 75%以上。(2)比较 A 样、B 样可见,在相同的条件下,B样的精矿品位和精矿回收率均高于 A 样,说明随着混合矿中凹山矿含量的增加,选别指标会更好。(3)A 样一段磨矿细度分别为-200 目占 45%和-200 目占 50%时,其选别指标较接近。所不同的是当一段的磨矿细度-200 目占 50%时,二段入磨量降低 3%左右

13、。但根据目前凹山选厂一、二段球磨机的配置,当一段的磨矿细度由-200 目占50%降到-200 目占 45%时,入磨的原矿量可提高处理量 15%左右,而且二段现有的球磨机可以处理增加的矿量。因此,生产上可以适当放粗一段的磨矿细度来提高总精矿量。(4)B 样采用两段磁选流程,在不采用细筛时,也可获得铁品位在 64%以上的精矿,说明当凹山矿的比例占 62?5%以上,在二段的磨矿细度-200 目大于 75%,即可获得铁品位在 64%以上的精矿。4?凹山选厂应进行的技术改造从高村矿石与凹山矿石混合试验结果可以看出,采用两 段磨矿 磁选细 筛流程,是 可以获 得64?5%以上的精矿品位。但根据凹山选厂目前

14、的现状,需作有关的技术改造。改造主要集中在碎矿部分:(1)碎矿粒度需进行的改造。凹山选厂目前的碎矿粒度为 30 mm,由于目前凹山选厂处理凹山矿石要求获得 64%以上的精矿品位,所要求的磨矿细度一段为-200 目占 40%,二段为-200 目占 70%。在一段这种磨矿细度和给矿粒度下,凹山选厂能够达到 550 万 t/a 凹山矿石处理量;但若凹山与高村的混合矿石进入凹山选厂,由于混合矿石要求的磨矿细度为一段-200 目占 50%,二段-200 目占75%。由于一段磨矿细度的提高,只有降低一段磨机的入磨粒度才能保证一定的处理量。研究表明,当凹山与高村的混合矿石总量为500万 t/a,要达到 64

15、%以上的精矿品位,碎矿粒度(即球磨的入磨粒度)需由目前的 30 0 mm 降低到 15 0 mm。因此,凹山选厂的碎矿需进行改造,计划 2001 年底将完成该项技术改造工作。(2)采用磁滑轮抛尾技术。采用磁滑轮抛尾在国内外磁铁矿石矿山是较为成熟的节能降耗的技术,凹山和高村铁矿均为露天开采的原生贫磁铁矿,在入磨前应采用磁滑轮干选方法剔除废石,以减少破碎、磨选的矿石处理量,提高入选品位 2%左右。目前,凹山矿石的中碎和细碎产品,及高村矿石 15 0 mm 均完成磁滑轮预选抛尾试验研究,取得了较好的技术指标。高村铁矿出矿后,应进一步开展高村矿石和混合矿石的大块磁滑轮预选试验研究。(3)凹山选厂的磨矿

16、分级工艺应加大磨矿细度的控制力度。目前的凹山选厂的一段磨矿细度为-200 目占 40%,二段和细筛中矿再磨的磨矿细度为-200目占 70%。高村与凹山的矿石进凹山选厂后,对选厂的磨矿细度有着更进一步的要求:一段磨矿的-200 目含量要求达到 50%,二段和细筛中矿再磨的磨矿细度要提高到-200 目占 75%,这就要求除降低一段的给矿粒度外,磨矿要加强对粒度的操作控制。(4)合理配矿,并保证凹山与高村矿石的混矿均匀性。由于凹山矿石与高村矿石原矿品位有较大的差异,其混合比例的大小对选矿指标有着直接的影响,现场必须加大矿石混样的力度,确保混样的均匀性。5?结?论(1)当高村与凹山混合矿石中,凹山矿石

17、的比例占 50%以上时,采用二段磨矿磁选细筛流程时,在一段磨矿细度-200 目占 45%50%,二段的磨矿细度-200 目占 75%以上,即可获得铁品位在64%以上的精矿;当凹山矿的比例占62?5%以上(下转第 31 页)?21?崔?宪:凹山选厂入选高村与凹山混合矿石的工艺适应性研究?2001 年第 7 期3?操作方法(1)系统预热。当本系统停机时间较长,特别是使用场地在北方,两脱水罐外表温度低于 40+时,操作本步骤,以使管道及罐体内凝固或变稠的残油稀化,保证正常运行。其预热方法如下:a?在关闭系统各阀的情况下,打开热风阀 1、2、3,按下,热风启动键;b?按下,导热油启动键,并将左面的导热

18、油温控制仪设置键拨至,下限位置,调节左面旋钮,将下限温度设到 75+;拨至,上限位置,调节右面旋钮,将上限设到 85+,最后将设置键拨到中间的,工作位置;c?将仪表板下方的 4 个按键式加热开关的第一个合上,再按住,强制加热键 1020 s 后再松开,然后再断开第一个加热开关,改为合上第二个加热开关,又按住,强制加热键 10 20 s 后松开。按此顺序使 4 组加热器都单独得到短暂预热,目的是使,4 组红外加热器管道内部残留蒽油熔化。若预热一遍还不够,可多次重复上述操作,直到加热器外表温度预热到 50+80+;d?当热风、导热油预热到 40+60+,按下,热风停止和,导热油停止键,关闭热风阀

19、1、2、3,开启蒽油隔离阀 1和 2,预热结束。(2)运行操作。a?启动真空泵,开启进水阀 1 和 2,调节,进水阀 2,使水压表读数为 0?07 MPa 0.12 MPa。此时水环泵两轴承内端应有成滴的水滴往外滴,否则应调整两填料压盖的松紧;b?打开进油阀,启动进油泵;c?调节仪表板右面的蒽油温控仪,将温度上下限分别设为 75+与 85+,再合上 4 个加热开关;d?当末级真空分离罐的油位计中能看到油位时,启动排油泵,整机进入正常工作;e?停机。停机前应注意趁热打开下路各阀排尽机内残油,以免下次开机时内部残油冷却堵塞,尤其是北方的冬季。4?结?论本工艺经实际应用表明,能使高粘度、高含水的乳化

20、蒽油在真空状态下得到快速深度脱水,使油中残余含水量达到 0?05%2%。但由于混泥过程中最佳湿度的需要,不宜让蒽油过分干燥,否则会影响泥沙的粘合性和成型效果。一般推荐蒽油的残余含水量保持在 1%2%为宜。蒽油的最佳残余含水量可通过控制脱水真空度和循环时间来实现。(收稿日期 2001?04?28)(上接第 23 页)表明,烘箱干燥产品平均团聚粒径为 2.5 m,松装密度0.9 g/cm3;而离心干燥产品平均团聚粒径为0.52 m,松装密度为 0.55 g/cm3。出现上述试验结果的原因是干燥过程中的机械力,阻碍了水份挥发时因颗粒表面水化膜和表面活性剂的失去而产生的颗粒间的相互吸附。3?结?论(1

21、)通过对四氧化三锰反应溶液 pH 值与表面电位的关系研究,找出了不易形成颗粒团聚的介质pH 值范围,从原理上揭示了催化剂用量对颗粒团聚体形成的影响。(2)表面活性剂分子吸附在颗粒表面,产生的静电力和位阻力大大降低了团聚体形成的可能性。使四氧化三锰颗粒比表面积成倍增大。(3)通过优化工艺条件,控制团聚的形成,可以得到粒度分布均匀,粒度分布区域狭窄,比表面积达到理想要求的产品。参?考?文?献1?王剑华,郭玉忠?超细粉制备方法及其团聚问题?昆明理工大学学报,1997(2):71 772?葛荣德?粉末团聚体强度表征的新方法?硅酸盐学报,1993,21(3):2293?胡熙庚,等?浮选理论与工艺?长沙:

22、中南工业大学出版社,19914?姚震江?高纯M n3O4和锰系列化合物的制备?中国锰业,1992(2、3):114 1175?袭式纶,等?纳米材料研究进展?化学研究与应用,1998,10(4):331 341(收稿日期 2001?04?15)(上接第 21 页)时,采用二段磨矿磁选流程,当一段的磨矿细度-200目占 50%,二段的磨矿细度-200目在 75%以上即可获得铁精矿品位在 64%以上的精矿产品。(2)凹山选厂流程处理凹山与高村的混合矿石是可行的,但凹山选厂应作一些技术改造,如降低碎矿粒度,实施磁滑轮预先抛尾以及合理配矿等措施。(收稿日期 2001?04?20)?31?张贤明:油水分离新工艺及其应用实践?2001 年第 7 期