石人沟铁矿尾矿磨选试验研究

石人沟铁矿尾矿磨选试验研究

石仁沟采矿厂成立于1972年，1973年正式成立。处理的矿石类型属于鞍山式贫磁铁矿。金属矿物主要是磁铁矿,少量赤铁矿、假象赤铁矿等;脉石矿物以石英为主,其次是角闪石、辉石、绿帘石,并含有少量的磷灰石和黑云母。选矿厂由破碎、磨选系统组成,最终产品为铁精矿。主要工艺为一段破碎、二段磨矿的选别工艺流程,设计原矿处理能力150万t/a。目前,石人沟铁矿三期采矿工程正在建设中,该工程设计规模200万t/a,计划于2012年投产。为使采、选系统能力相匹配,2010年进行了主厂房磨选系统三期选矿技改工作,确保选矿生产能力达到200万t/a的处理能力。从现有的选矿工艺流程生产情况来看,经常出现尾矿品位偏高的现象,为进一步优化选矿工艺系统,防止尾矿品位偏高,提出了在现有的选矿工艺流程基础上进行尾矿再选的工艺,合理地利用铁矿石资源,提高金属回收率和优化选矿工艺的效果。1尾矿的矿石性质1.1脉石及铁、脉石成分尾矿的化学多元素分析结果见表1。从尾矿的化学成分分析结果来看,尾矿中有用矿物主要成分是铁,含量为5.44%,脉石的主要成分为石英,含量为74.01%,其次是三氧化二铝、氧化钙和氧化镁,硫和磷的含量较低。尾矿的酸碱度为0.095,属于酸性矿物,而硫、磷含量很低,尾矿所含的有用矿物是属于低硫、磷的酸性氧化铁矿。1.2磁铁矿尾矿的利用为更好对尾矿进行全面分析,是否具有尾矿再选意义,对尾矿进行了铁物相分析,其结果见表2。从铁物相分析结果来看,磁铁矿中铁元素含量为1.59%,在尾矿中铁元素分布率为29.23%,有所偏高,而磁铁矿使用普通的弱磁性磁选机就可回收,具有工艺简单和成本较低的特点,这一部分矿物具有很好的回收价值。其余主要是赤褐铁矿物、碳酸铁矿物、硫化铁矿物及硅酸铁矿物中的铁,这些铁占尾矿中全铁的70.77%,并存在于弱磁性矿物和非磁性矿物中,用普通的弱磁性磁选机是不能回收的,若要对其加以回收利用,选矿成本将会很大,该工艺对非磁性铁矿物和弱磁性铁矿物不进行可选性试验,仅对强磁性进行可选性研究。1.3矿比对产物粒度组成的影响在尾矿溜槽上安装2台盘式磁选机,磁场强度为183.08kA/m,对生产尾矿进行再选作业,回收尾矿中的铁精矿,选矿比20,对回收上来的粗精矿进行取样,制取一定量的标样,化验其铁品位,测出其矿物的粒度组成,其结果见表3。从表3中的数据可以看出,尾矿再选所回收上来的粗精矿120目含量以上占73.40%,-200目含量仅占13.8%,粒度比较粗,粗精矿的TFe为17.32%,品位比较低,不能直接用于冶炼,必须对回收上来的粗精矿进行再磨再选作业,提高精矿品位。2研磨试验2.1磨矿细度对精粉产率的影响将尾矿再选所回收上来的粗精矿分成若干份试样,在不同磨矿时间的条件下直接进行磨选试验研究,其中,磨矿浓度为72%,磨选试验的工艺流程见图1。在磨矿时间为3、5、7、9、11min的时间点内进行磨矿,磨出的产品采用弱磁场磁选机进行一次粗选和一次精选,最终所取得的试验结果见图2、图3。(1)从图2中可以看出,随着磨矿时间的增加,所取得的精矿-200目含量逐渐增多,精粉产率逐渐减少。(2)从图3可以看出,最终所取得的精矿品位随着磨矿细度增加而增加,金属回收率随着磨矿细度的增加,出现先增加后减少的现象,磨矿细度在-200目含量为77.50%的时候,金属回收率最高值为80.34%,此时,铁精矿品位为60.45%,从图2可以看出,在磨矿时间为7min时,精粉产率为20.64%,但从精矿品位的角度来讲,在磨矿细度为92.67%的时候,所取得的指标是最合理的,此时精粉产率为18.83%,但所取得的金属回收率和精粉产率都不是最佳合理的指标。因此,从所取得的技术经济指标的综合角度来讲,选取磨矿细度控制在-200目含量为77.5%时为磨矿细度最佳值,此时磨矿时间为7min,精矿品位为60.45%,金属回收率为80.34%,精粉产率为20.64%,选矿比为4.84。2.2磁铁矿胶凝剂粗选系统为进一步寻找更加合适的加工工艺方案,针对尾矿再选所回收上来的粗精矿TFe品位为17.32%,品位比较低,从能抛早抛和提高入磨品位的分选理念来考虑,设想将尾矿再选所回收的粗精矿采用磁选机进行预先粗选,再将磁选机粗选所得到的精矿在不同磨矿时间内进行磨选试验研究,其试验工艺流程见图4,磨矿浓度控制在72%进行磨矿。尾矿再选所回收的粗精矿采用弱磁场磁选机进行预先粗选,经过粗选后,粗精矿品位从17.32%提高到了37.12%,精矿产率为40.10%,甩掉了很大一部分尾矿,所得的尾矿品位为4.06%。在试验过程中直接使用吸铁石对粗选过程中所得到的尾矿进行吸附,没有吸附上任何矿料,由此说明,采用弱磁场磁选机对尾矿再选所回收上来的粗精矿进行预先粗选,磁铁矿不会出现很大的丢失现象,在很大程度上提高了入磨品位,降低磨矿过程中产生的不必要费用,达到降低选矿加工费的效果。对预先粗选过程中所取得的铁精矿在不同磨矿时间范围内进行磨选试验,其试验工艺流程见图1,试验结果见图5、图6。从试验结果图5和图6可以看出,回收机所回收的粗精矿经过预先粗选后所取得的精矿在磨矿时间为7min时,即所取得的精矿磨矿细度在-200目含量为86%的时候,所取得技术经济指标是最佳值,此时,精矿产率为52.50%、精矿品位为66.67%、回收率为94.29%,虽然在其他磨矿时间点内,精矿品位或产率都有比较高的,但其综合技术经济指标不是最佳值,因此,尾矿再选所回收上来的粗精矿采用弱磁场磁选机进行预先粗选后所取得的精矿,在磨矿细度控制在-200目含量为86%时,为磨矿细度最佳点。综合试验结果可知,尾矿再选所回收的粗精矿采用磨选试验工艺流程在磨矿浓度为72%时,可以得到最终TFe精矿品位为66.67%、金属回收率为81.16%、精粉产率为21.08%、选矿比为4.74。3尾矿工艺流程对尾矿再选所回收的粗精矿磨选试验可以看出,粗精矿在没有采用磁选机进行预先粗选和采用磁选机进行预先粗选最终所取得各种技术经济指标存在很大的差别,无论是从金属回收率还是从精矿品位以及综合选比的角度来看,采用磁选机进行预先粗选都比没有采用预先粗选而直接进行磨选试验所取得的指标好,因此,设计尾矿工艺流程为首先采用磁选机对粗精矿进行预先粗选再入球磨的选别工艺,其工艺流程见图7。该工艺流程中浓缩磁选起着两个作用:一是对回收机所回收的粗精矿进行预先粗选,提高入磨品位;二是将磨机的磨矿浓度控制在72%进行磨矿,并由筛分控制磨矿细度使其筛下-200目含量达到86%水平,最后通过一次粗选和一次精选取得最终的技术经济指标。4tfe的回收利用(1)尾矿中有用矿物主要成分是铁,TFe品位为5.44%,脉石的主要成分为石英,含量为74.01%,其次是三氧化二铝、氧化钙和氧化镁,硫和磷的含量较低,为酸性矿物。通过在尾矿溜槽是安装2台183.08kA/m的盘式磁选机,回收上来的粗精矿品位为17.32%,120目以上含量占73.40%,-200目含量仅占13.8%,选矿比20,采用磁选机对粗精矿进行预先粗选后进行再磨再选作业,在磨矿浓度为72%和精矿细度控制在-200目含量为86%时,所取得的技术经济指标为最佳值,可以获得TFe精矿品位为66.67%、金属回收率