No.3磁筛在太和钒钛磁铁矿精选中的试验研究.doc

2010重庆钢铁年会入选优秀论文磁筛在太和钒钛磁铁矿精选中的试验研究付冠文12 岳铁兵1 王建业1 （1、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 2、重庆钢铁集团矿业有限公司）摘 要 分析太和钒钛磁铁矿的矿石性质、磁筛技术的工作原理、原工艺流程和运用磁筛技术后的选别试验技术参数对比分析、提出其合理的工艺流程和建议关键词 钒钛磁铁矿 磁筛 试验研究Magnetic screen technology sorting titanomagnetite study of Fu Guan-wen 12 Yue Tie-bing 1 Wang Jian-ye 1（1, Chinese Academy of Geological Sciences Institute comprehensive utilization of Zhengzhou mineral）（2 , Mining Company of chongqing Iron & Steel Co. Ltd.）Abstract Magnetic screen technology after sorting test analysis, offer its reasonable process and recommendations Key words titanomagnetite research on magnetic screen 太和铁矿为攀西地区四大钒钛磁铁矿床之一，已探明的工业储量2.35亿吨，远景储量3.5亿吨，深部矿体还有9亿多的储量，钒钛磁铁矿石资源非常丰富。目前太和铁矿选铁工艺采用的是两段磨矿两段磁选流程，该流程可使钒钛磁铁矿精矿品位提高到55%左右，但存在的主要问题是细筛分级效率低，造成磨机返砂量增大，严重制约了选矿厂生产能力的提高，铁精矿质量与产量、选厂效益与成本的矛盾日显突出，为此，如何降低生产成本，提高铁精矿品位，提高金属回收率是当前我们研究的主要方向和工作任务。1 钒钛磁铁矿矿石性质太和钒钛磁铁矿床赋存于“康滇地轴”东缘磨盘山杂岩带与安宁河大断裂西侧辉长岩体的中下部，属晚期岩浆分异矿床。矿石的金属矿物主要为钛磁铁矿和钛铁矿，次为磁铁矿、假象赤铁矿、钛铁晶石、黄铁矿、磁黄铁矿及黄铜矿等。脉石矿物有钛普通辉石、斜长石、镁铝尖晶石、钛角闪石、海绿石，少量橄榄石及微量磷灰石等。矿石结构分为原生和次生结构。原生结构主要有海绵晶铁结构、半自形-自形连晶结构及反应边结构；次生结构以碎裂结构为主，次为交代残余结构，另有交代包含、线圈状结构。富矿石以斑杂状构造为主，次为块状、云雾状构造；贫矿以稀疏浸染状和条带状构造为主。主要工业矿石矿物和脉石矿物的嵌布粒度见表1，试验矿样的化学多项分析见表2。表1 主要矿物嵌布粒度金属矿物（mm）脉石矿物（mm）钛磁铁矿0.4-2.0钛普通辉石0.7-1.6钛铁矿0.3-1.5斜长石0.3-2.0表2 试验矿样的化学多项分析结果化学成分TFeFe2O3TiO2V2O5CuCoNi含量（%）29.5823.6213.230.2500.0140.0160.026化学成分SiO2Al2O3CaOMgOSP含量（%）21.106.944.665.590.3270.1562 磁筛技术的工作原理磁场筛选机的分选原理与传统磁选机最大的区别就是对磁铁矿精选时不是靠磁场直接吸引，而是在低于磁选机数十倍的弱的均匀磁场中，利用单体铁矿物与连生体矿物的磁性差异，使磁铁矿单体矿物实现有效团聚后，增大了与连生体的尺寸差，比重差，再经过安装在磁场中的专用筛子(其筛孔比最大给矿颗粒尺寸大数倍)这样磁铁矿在筛网上形成链状磁聚体，从筛面进入精矿箱，而脉石和连生体矿粒由于磁性弱，以分散状态存在，极易透过筛孔进入中矿排出，因此磁场筛选机比磁选机更能有效地分离出脉石和连生体，使精矿品位进一步提高。同时它具有对给矿粒度适应范围宽的特点，只要是已经解离的磁铁矿单体，它就能从精矿回收，只需对影响精矿品质的连生体再磨再选，而不象传统细筛工艺只有过筛才能成为精矿，因此磁场筛选机在具有提高精矿品质的同时，还有减少过磨，放粗磨矿细度，提高生产能力的效果。3 太和铁矿现有选铁工艺流程现有选铁工艺流程见图1，技术指标见表2。原矿破碎磨矿 + 分 级 -（-200目含量占30%） 一段粗选（179kA/m）一段精选（179kA/m ） 一段扫选（199kA/m） 粗精矿 尾矿1+ 分 级 - 再磨 （-200目含量占72%）二段 磁选（179kA/m ）铁精矿 尾矿2图1 太和铁矿选矿现有工艺流程表2 现有选铁工艺流程各项生产技术指标产品名称产率(%)TFe品位(%)TFe回收率(%)铁精矿36.3955.5068.96尾矿212.3318.217.66尾矿151.2813.3523.38原 矿100.0029.29100.00生产中一段磁选粗精矿品位46.06%，TFe回收率76.62%，总尾矿品位为14.33%，损失率为31.04%。4 选矿试验研究根据目前的太和铁矿工艺流程，采取目前生产矿石，模拟现场生产流程，进行选矿应用试验研究。4.1 一段选别验证试验采用实验室设备进行一段选别验证试验，并制取精选试验样品，磁选机采用实验室磁选机，型号为XCRS型鼓型湿法弱磁选机。其试验工艺流程见图2，试验结果见表3。 原矿 磨矿（-200目含量占30.74%） 一段粗选（115kA/m）一段精选（87.6 kA/m） 一段扫选（115kA/m） 粗精矿（精选试验样品） 尾矿1图2 一段选别验证试验工艺流程表3 一段选别验证试验结果产品名称产率(%)TFe品位(%)Fe回收率(%)粗精矿41.7453.1373.18尾矿158.2613.9526.82原矿100.0030.30100.00由于试验采用的是实验室设备，磨矿粒度组成及选别条件与生产有差别，且磁选机磁场强度要比生产上低，因此粗精矿品位较高，远远大于目前生产的46.06%的粗精矿品位，但尾矿品位接近现场，选别效率高，也说明生产上一段粗磨抛尾是可行的。试验所得粗精矿作为下面对比试验的试验样品。4.2 磁筛与磁选机对比试验研究根据太和铁矿现有选铁二段选别工艺流程进行磁筛与磁选机对比选别试验，实验室磁选机型号为XCRS型鼓型湿法弱磁选机，磁筛设备采用实验室型磁场筛选机，其对比试验工艺流程见图3，试验结果见表5。粗精矿 再磨二段精选（磁选机63.7kA /m或磁筛） 铁精矿 二段扫选（磁选机）115kA /m 扫选精矿 尾矿2图3 磁筛与磁选机对比试验工艺流程表4 磁筛与磁选机对比试验结果试验设备试验条件产品名称产率(%)TFe品位(%)Fe回收率(%)精选 磁选机（63.7kA /m）扫选 磁选机（115kA /m）磨矿细度-200目占63.81%；铁精矿91.4555.8096.05扫选精矿0.8646.800.76尾矿27.6922.053.19粗精矿100.0053.13100.00精选 磁筛扫选 磁选机（115kA /m）磨矿细度-200目占63.81%；铁精矿69.7256.5574.17扫选精矿23.1252.6022.88尾矿27.1621.902.95粗精矿100.0053.15100.00试验结果表明：二段选别流程中，再磨后采用磁选机精选，在磨矿细度-200目占63.81%，可获得最终精矿品位（铁精矿+扫选精矿）TFe 55.72%的合格铁精矿（TFe 55.0%），尾矿品位TFe22.05%。再磨后采用磁筛精选，可获得较高的精矿品位TFe 56.55%，但回收率只有74.17%，经磁选机扫选后其最终精矿品位（铁精矿+扫选精矿）为TFe 55.56%。二者的选别指标接近，因此再磨后用磁筛代替磁选机进行精选，没有凸显磁筛的优势。4.3再磨前磁筛精选试验再磨后使用磁筛与使用磁选机，没有充分发挥出磁筛的选别优势，根据磁筛的选别特点，采用再磨前用磁筛进行精选试验，其试验工艺流程见图4，试验结果见表5。 粗精矿 精选（磁筛） 中矿铁精矿 再磨 扫选（磁选机）（ 115kA /m ） 扫选精矿 尾矿2图4 再磨前磁筛精选试验工艺流程表5 再磨前磁筛精选试验结果试验设备试验条件产品名称产率(%)TFe品位(%)Fe回收率(%)精选 磁筛扫选 磁选机（115kA /m）磨矿细度-200目占52.41%；铁精矿85.8055.2088.59扫选精矿9.8550.959.39尾矿4.3524.802.02粗精矿100.0053.46100.00试验结果表明：磁筛用于二段选别流程再磨前的精选可获得精矿品位TFe 55.20%，回收率88.59%，其综合精矿品位（铁精矿+扫选精矿）为TFe 54.76%，略低，由于中矿磨矿细度-200目只占52.41%，同时磁筛的选别条件也不是最佳，故而与再磨后选别指标相比，综合精矿品位（铁精矿+扫选精矿）偏低，如果改变磁筛的选别条件，且中矿磨矿细度-200目达到65%或者70%左右，其最终精矿品位完全能达到55.5%以上。试验表明，仅有14.2%的中矿样品进行了再磨再选，因而磁筛再磨前精选，可以获得合格的铁精矿，与再磨后用磁选机精选相比，能大幅度减少再磨量，从而降低生产成本，提高经济效益。4.4 再磨前磁筛与磁选机对比优化试验再磨前磁筛精选试验结果表明，再磨前使用磁筛这一方案是经济可行的。为了进一步探索和优化磁筛的工艺条件及提高选别指标，同时对比采用磁选机能否进一步提高精矿品位，进行了再磨前磁筛和磁选机直接磁选对比试验，试验工艺流程见图6，试验结果见表6。粗精矿 + 0.5毫米 筛 分 - +0.5毫米级别 磁 选 精矿 尾矿图5 再磨前磁筛与磁选机对比优化试验工艺流程表6 再磨前磁筛磁选机对比优化试验结果磁选设备磁选条件产品名称产率(%)TFe品位(%)Fe回收率(%)磁筛L=120cm+0.5毫米级别11.5045.1010.17精矿66.3055.1171.64尾矿22.2041.8018.19粗精矿100.0051.00100.00L=140cm+0.5毫米级别11.5045.1010.05精矿59.1456.6058.57尾矿29.3644.1025.05粗精矿100.0051.61100.00磁选机B=87.6kA/m+0.5毫米级别11.5045.1010.08精矿85.4553.3988.58尾矿3.0322.801.34粗精矿100.0051.50100.00B=63.7kA/m+0.5毫米级别11.5045.1010.13精矿83.7053.4287.33尾矿4.8027.102.54粗精矿100.0051.20100.00采用图2的工艺流程制取了本次精选试验样品，磁选机粗选磁场强度由87.6 kA/m提高到111.5 kA/m，制取的粗精矿品位由53.13%降低到51.33%，试验将将粗精矿经0.5毫米筛分后，筛下产品进行对比精选试验，筛上物可以并入二段磨矿系统，小型试验不在考虑这部分的处理。试验表明，磁选机在不同磁场强度下，对粗精矿磁选，只能获取53%左右的铁精矿，不磨矿就不能获得合格的铁精矿，而磁筛通过磁场条件的改变，可获得56.6%较高品位的合格铁精矿，且产率达59.14%，只有40.86%的矿量进入二段磨矿系统，达到预先选别，减少再磨量的目的。4.5 讨论与分析目前太和铁矿现有生产工艺流程在第一段磨矿细度-200目达30-35%左右，磁场强度179kA /m，原矿品位30%的条件下，粗精矿TFe品位46-48%，粗精矿全部进入第二段磨矿系统，第二段磨矿细度-200目达70%，磁场强度179kA /m条件下，铁精矿品位55.6%，才基本满足钒钛磁铁精矿TFe品位大于55%的产品质量要求。因此该流程磨矿量很大，磨矿成本高。一段选别粗精矿再磨后，采用磁筛精选和磁选机扫选，可获得最终精矿品位为TFe 55.56%。作业回收率97.05%，采用磁选机选别，可获得最终精矿品位为TFe 55.72%。作业回收率96.81%，二者选别指标接近。一段选别粗精矿直接经过磁筛选别，可得TFe 56.60%的合格铁精矿，作业产率为59.14%，与再磨后选别的工艺流程相比，可减少60%左右的磨矿量，因此，二段选别流程再磨前采用磁筛精选，其方案是经济可行的，在矿山应用上具有较好的前景，而采用普通磁选机选别，不能达到减少再磨量，提高选别指标的目的。5 结语5.1 太和钒钛磁铁矿的选别工艺，采用一段磨矿磁选，粗精矿磁筛精选，磁筛中矿再磨再选的工艺流程是可行的，与原流程相比可减少二段磨矿量60%左右，具有显著的经济效益。5.2 磁筛工艺较磁团聚工艺分选效率更高，不受上升水流变化因素影响，粒度适应范围广，用水量小，分选精度高等一系列优点，对钒钛磁铁矿有一定程度的提质效果，与传统磁选工艺相比能有效排除连生体，只对其中的连生体再磨，这样充分提高了磨矿效率，减少了过磨的负荷，具有在不提高或放粗磨矿细度的前提下，达到提质降杂的目标，且加磁筛流程，用电、用水非常低，增加成本少，但大大降低了磨矿成本，能经济合理地提高钒钛磁铁精矿质量，从而达到优质、增产、节能的效果。5.3 该流程研究只是试验室研究，还有待于加强进一步详细的半工业试验研究。5.4 磁场筛选机设备大型化的研制工作还需要加快，以同步适应钒钛磁铁矿大型化规模的生产。参考文献: 1 李迎国， 磁铁矿高效选矿新技术磁场筛选法 J . 金属矿山,