對鐵礦石磨礦選別流程的建議

(2010-04-11 10:36:26)

分析了現行鐵礦石磨礦選別流程存在的不足 ,指出當礦石性質允許時 ,採用「超粗磨大粒度粗選拋尾」,可顯著降低鐵精礦成本 ,提高生產能力。

1 　我國現行鐵礦石的磨礦選別流程

目前我國處理鐵礦石的選礦廠大多採用一段磨礦或兩段磨礦,其中兩段磨礦可分為兩段連續磨礦和階段磨礦階段選別流程。階段磨選原則流程如圖 1 所示 ,即在第一段磨礦較粗的粒度條件下 ,經粗選拋棄已單體解離的脈石(尾礦 ⅰ) ,然後把粗精礦給入第二段磨礦磨到要求的細度 ,再經選別得到合格鐵精礦。由於在粗磨條件下選出了一部分最終尾礦 ,所以第二段磨礦的入磨礦量減少 ,所需磨機的容積減小 ,後續選別作業的礦量也減少。

因此 ,選礦加工費用降低。可見 ,階段磨礦階段選別流程較兩段連續磨礦更為合理。

2 　現行鐵礦石磨選流程存在的不足

磨礦選別流程是根據礦石性質確定的,圖1 所示的階段磨礦階段選別流程之所以合理, 是因為它所處理的鐵礦石具有相應的性質。例如 ,脈石礦物在礦石中的嵌布粒度比鐵礦物粗 ,或者鐵礦物在礦石中呈不均勻嵌布(鞍山式鐵礦石常為條帶狀構造是不均勻嵌布的典型例子) ,礦石的這種性質決定了在磨礦粒度較粗時會有大量的脈石單體解離 ,及時地把這些單體脈石顆粒分離出去 ,減少後續作業的負擔 ,對於降低成本提高產量 ,無疑具有重大意義。

可是 ,我國許多鐵礦石磨選流程恰恰在「能丟早丟」這個選礦原則上掌握得不好 ,存在的不足是未能及時地把磨礦過程中單體解離的脈石分離出去 ,往往造成脈石顆粒的「過磨」,浪費了能源和材料 ,增加了選礦成本 ,犧牲了產量。

,其間脈石顆粒的過磨是不可避免的 ,就是現行的階段磨選流程也仍然存在脈石的過磨現象。許多選礦廠雖然採用了階段磨礦階段選別流程 ,但是在粗磨粒度控制在多大才能使磨礦作業的費用最低的問題上往往缺乏思考和研究。實際上 ,從選礦廠設計之前的礦石選礦試驗直至選礦廠投產 ,人們常常只是關注最終精礦品位和磨礦細度的關係 ,而對流程前部的粗磨細度則研究較少 ,即使有些考慮 ,也仍然是關注品位指標。

我國的鐵礦石貧礦居多 ,脈石礦物的嵌布粒度一般都比鐵礦物粗 ,有些礦石粉碎至幾公釐時 ,就可能有大量的脈石單體解離 ,例如本鋼歪頭山鐵礦礦石磨到 - 5 mm ,經粗選可拋棄產率約40 %的合格尾礦;唐鋼石人溝鐵礦礦石磨至- 215 mm經粗選可扔掉產率約 50 %的合格尾礦。對於諸如此類的礦石 ,第一段磨礦粒度宜粗不宜細。試想如果歪頭山鐵礦選礦廠的粗磨粒度不是控制在 - 5 mm 而是 - 015 mm 的話 ,那就意味著佔原礦量 40 %的脈石顆粒將從 - 5mm磨至 - 015 mm ,這種無意義的脈石過磨必然造成一定的經濟損失 ,有時甚至是較大的經濟損失。

值得提出的問題是 ,除了歪頭山鐵礦和石人溝鐵礦等採用自磨機做粗磨裝置的若干個選礦廠之外 ,國內還有幾家鐵礦選礦廠的粗磨粒度定為幾公釐的 ? 真是寥寥無幾。其實 ,目前用球磨機和螺旋分級機組成第一段閉路磨礦分級作業的 ,其溢流最大粒度一般不超過015 mm。

難道這些鐵礦石的脈石嵌布粒度都那麼細 ? 絕不是的。據筆者多年來進行鐵礦選礦試驗和選礦廠的實地考查所掌握的資料看 ,許多鐵礦石在磨至 - 1 mm 左右時 ,已有大量脈石單體解離 ,此時進行粗選可拋棄 20 %～60 %的合格尾礦。

可見 ,許多鐵礦選礦廠的粗磨粒度都偏細或過細 ,使得脈石顆粒「過磨」,造成電能、材料和生產率的浪費。

粗磨粒度偏細的原因是多方面的:有的選礦廠在設計時第一段磨礦粒度確定得較細 ,如果把粒度放粗 ,兩段磨機的負荷就會失去平衡 ,第一段磨機可能「吃不飽」,而第二段磨機則「吃不消」;有的選礦廠第二段磨礦能力有富餘 ,很想把粗磨粒度放粗 ,但是閉路磨礦的分級裝置———螺旋分級機限制了溢流粒度。大家知道 ,螺旋分級機是根據粒子在水中沉降速度不同而進行分級的 ,如果要增大溢流粒度 ,就必須提高分級濃度。

當濃度增大到一定限度時 ,粒子間干涉作用增強 ,礦漿粘度增大 ,使粒子難以沉降 ,此時分級就不能進行了。因此螺旋分級機正常分級溢流的最大粒度一般不超過 015mm。另外 ,螺旋分級機分級效率較低 ,返砂量大 ,也是造成過磨的原因之一。

3 　關於改進現行流程的幾點建議

既然第一段磨礦粒度偏細是造成脈石過磨的主要原因,就應圍繞如何放粗第一段磨礦產品粒度來做文章 ,筆者稱之為「超粗磨大粒度粗選拋尾」。具體措施有如下幾點供參考:

(1) 鐵礦石選礦試驗中的磨礦細度試驗是設計磨礦流程的重要依據 ,但磨礦細度的試驗點取值範圍多為 - 200 目佔 30 %～ 90 %,再粗的粒度一般都不做。現在要把磨礦粒度放粗 ,則應該補做大於 0.5 mm 的若干試驗點 ,以摸清脈石在較粗粒度時的解離情況 ,找出在多大粒度下粗選拋尾最好 ,原則是在粒度盡量粗時分離出尾礦。

(2) 第一段磨礦產品的最大粒度大於 0.5mm時 ,螺旋分級機將不能勝任工作 ,應改用篩子做分級裝置。筆者推薦螺旋筒篩,把它與磨機自流配置組成閉路磨礦非常方便。

(3) 當第一段磨礦產品的最大粒度大於 1mm時 ,粗選磁選機也應隨之改變以適應給礦粒度增大的要求。磁鐵礦石的粗選多採用半逆流型永磁筒式磁選機 ,其最大給礦粒度一般為0.5 mm ,這是由其槽體結構決定的。

這種磁選機進行選別時 ,礦漿給入槽內運動到槽底轉而向上 ,借助吹散水的作用呈鬆散懸浮狀進入分選區 ,然後又扭轉方向 ,沿圓筒與底板之間的間隙流回尾礦管。由於礦漿迴轉 ,粒度大的顆粒容易沉澱在槽底造成堵塞 ,故粒度大於 1 mm時應改用順流型筒式磁選機 ,其給礦粒度上限可達 6 mm。

(4) 有的礦石嵌布粒度較粗 ,磨礦細度在- 200 目佔 60 %以下即可選出合格的精礦 ,因此有的選廠採用一段磨礦 ,認為一段磨礦是經濟的。其實礦石也可能具有脈石嵌布粒度粗的特點 ,可在超粗磨大粒度條件下粗選拋尾 ,此種礦石採用兩段磨礦比一段磨礦更為經濟合理。例如 ,河北省唐山市某小型鐵礦選礦廠 ,原設計規模為年處理原礦 10 萬 t ,採用兩台 mqg1.

5 m ×3.0 m球磨機進行一段磨礦 ,磨礦產品細度為65 %- 200 目 ,磨機生產能力只有7～ 8t/臺·h。後改為階段磨選流程 ,第一段磨至 -110 mm 給入粗選 ,粗精礦進入第二段磨礦 ,在未增加磨機和未改變精礦品位和**率的情況下 ,年處理原礦達14 萬t ,比一段磨礦流程增加產量 40 %。

4 採用「超粗磨大粒度粗選拋尾」的好處

從道理上講 ,把第一段磨礦產品的粒度放粗 ,可以及時地分離出單體解離的脈石 ,節省磨礦費用。實際上 ,放粗磨礦產品粒度最直觀的現象是第一段磨礦機的生產率將大幅度上公升 ,有時甚至增大 1～ 3 倍。表 1 錶出了筆者在河北省唐山市某小型鐵礦選礦廠進行螺旋筒篩效能測試時所做考查的指標 ,該廠採用 mqg1.

5 m ×3.0 m格仔型球磨機與 ftx22 型螺旋筒篩構成閉路磨礦。可以看到 ,篩下產品粒度由 0.

5 mm 變到 1. 0 mm ,磨礦生產率增長了170 %。隨著篩孔寬度增大 ,篩上產率(返砂量)減少 ,當篩孔大於 110 公釐時返砂量已很少 ,此時的閉路磨礦與開路磨礦很相近。

大家知道 ,開路磨礦的磨礦效率高 ,生產能力大 ,篩孔大於110 mm的閉路磨礦既發揮了開路磨礦效率的優點 ,又篩除了不宜入選的少量粗顆粒使其返回再磨。筆者還在河北省承德市的某鐵礦選礦廠做過類似的試驗 ,當把磨礦產品粒度由 - 013mm放粗到 - 019 mm 時 ,磨礦機的生產率增長了277 %。第一段磨礦粒度放粗後 ,第二段磨礦機因入磨粒度變粗生產能力會有所下降 ,但下降幅度遠小於第一段磨礦生產能力上公升的幅度。

或者說 ,第一段磨礦粒度放粗使所需兩段磨機的總容積減少了 ,磨礦費用降低了。

5 結語

處理貧鐵礦石的選礦廠,在磨礦粒度盡量粗的條件下及時地分離出已單體解離的脈石顆粒 ,符合「能丟早丟」的選礦原則。研究礦石性質 ,確定第一段磨礦的適宜粒度 ,盡量採用「超粗磨大粒度粗選拋尾」,是進行鐵礦石磨礦選別流程改造的重要課題 ,應當引以重視。

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