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柱磨機(jī)在鐵礦選礦工藝中的應(yīng)用研究

本文介紹了柱磨機(jī)的特點(diǎn)及超細(xì)碎工藝中的作用。通過對(duì)磁鐵礦選礦工藝中的應(yīng)用研究，結(jié)果表明，廣東大頂鐵礦采用柱磨機(jī)對(duì)磁鐵礦超細(xì)碎一粗粒拋尾一弱磁精選新工藝，獲得鐵精礦產(chǎn)率50％左右，鐵精礦品位62．77％～64．24％，回收率89．87％一88．60％。

    馬鋼南山礦業(yè)公司南山開發(fā)公司采用柱磨機(jī)對(duì)磁鐵礦超細(xì)碎一粗粒拋尾一弱磁精選新工藝，獲得鐵精礦產(chǎn)率22％左右、鐵精礦品位68．64％一69．28％、回收率64．64％一65．55％的較好指標(biāo)，為選礦廠提高指標(biāo)提供了可靠的依據(jù)。

    目前，我國鐵礦資源中易選的磁鐵礦資源日益減少，鐵礦石資源特點(diǎn)是貧礦多，富礦少，伴生礦產(chǎn)多，礦石組分比較復(fù)雜，礦物嵌布粒度大多較細(xì)，給選礦造成一定的困難。因此迫切要求以科技進(jìn)步，先進(jìn)的技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備來推動(dòng)貧鐵礦資源的高效開發(fā)與利用。充分利用國內(nèi)的資源，提高鋼鐵企業(yè)礦石的自給率，緩解進(jìn)口鐵礦石的壓力，維持優(yōu)質(zhì)的鐵礦石原料供給。

    近年來，長沙選礦工程新技術(shù)研究所與長沙深湘通用機(jī)器有限公司聯(lián)合研制和開發(fā)柱磨機(jī)已在全國近10來家企業(yè)、礦山中應(yīng)用于對(duì)各種非金屬礦和金屬礦進(jìn)行超細(xì)破碎。例如，廣東六都磷肥廠、廣東云浮硫酸廠、廣東云浮硫鐵礦、遼寧保國鐵礦、甘肅酒鋼某選礦廠等，并獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)開發(fā)和利用鐵礦資源具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。   

    1、柱磨機(jī)的特點(diǎn)和作用

    長沙選礦工程新技術(shù)研究所與長沙深湘通用機(jī)器有限公司，多年來經(jīng)過科研試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，聯(lián)合開發(fā)了高效、高質(zhì)和高回收的選礦新技術(shù)和新設(shè)備——柱磨機(jī)。這種新型高效節(jié)能的超細(xì)碎設(shè)備柱磨機(jī)，被國家科委評(píng)為國家重點(diǎn)科技成果，并批準(zhǔn)為《國家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃》項(xiàng)目。擁有選礦新技術(shù)及設(shè)備有關(guān)的兩項(xiàng)發(fā)明專利。

    柱磨機(jī)是一種立式磨結(jié)構(gòu)，采用中速中壓和反復(fù)輥壓的料床粉碎原理，工作時(shí)機(jī)器上部的減速箱帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，主軸帶動(dòng)數(shù)個(gè)輥輪在環(huán)錐形內(nèi)襯中碾壓并繞主軸公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)(輥襯之間間隙可調(diào))。礦石從上部給入，靠自重在環(huán)錐形內(nèi)襯中形成自形流動(dòng)的料床，該料床受到輥輪的反復(fù)多次的碾壓而成粉末，最后從磨機(jī)下部自動(dòng)卸料而成為產(chǎn)品。適用于各種鐵礦和有色金屬等礦山和選礦廠。能將礦石碎至最終破碎粒度為5～0mm，且-5mm以下粒級(jí)占80％以上。

    2、磁鐵礦超細(xì)碎一粗粒拋尾一弱磁精選新工藝的開發(fā)

    該新技術(shù)和新設(shè)備的工藝方法包括超細(xì)碎、分級(jí)、粗粒拋尾、磨礦、選礦工序。具體做法是在礦石細(xì)碎之后和磨礦作業(yè)之前增加一道新工序或在自磨機(jī)后增加新工序。采用柱磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎，可將礦石碎至最終破碎粒度為5—0mm，粉碎后的產(chǎn)品進(jìn)行粗粒拋尾，尾礦丟棄后，粗精礦作為磨礦工序的給料，磨礦后再進(jìn)行選礦精選工序，最后獲得高品位、高回收率的精礦成為合格產(chǎn)品，其工藝流程見圖1和圖2。

 

 

 

 

    該工藝采用柱磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎并將礦石原礦給礦粒度30—50mm一次將礦石碎至3—5mm，超細(xì)碎的產(chǎn)品經(jīng)篩分分級(jí)后進(jìn)行粗粒拋尾，一般鐵礦石可以拋棄30％～50％左右的脈石成為尾礦。尾礦含鐵為3％～6％左右，剩下部分品位較高的粗精礦進(jìn)入下一道磨礦工序。這樣可以顯著提高人球磨機(jī)粗精礦的品位，大幅度降低人球磨機(jī)粗精礦的粒度，從而大幅度提高了磨礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和選礦效率。將為礦山和選礦廠提高顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

    3、柱磨機(jī)在磁鐵礦選礦中的應(yīng)用研究

    3.1廣東大頂鐵礦試驗(yàn)研究

    (1)廣東大頂鐵礦柱磨機(jī)超細(xì)碎。取廣東大頂鐵礦原礦500 kg，采用zMJ-900A型柱磨機(jī)破碎至5-0mm，生產(chǎn)能力(30-35)t／h，其篩析試驗(yàn)結(jié)果見．表1。

 

 

  從表1可見，一5mm以下粒級(jí)占88．23％，經(jīng)粗粒拋尾后，可以減少鐵礦石進(jìn)入球磨機(jī)的入磨量和降低人球磨機(jī)粗精礦的粒度。從而大幅度提高磨礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。一325目(一0．046 mm)粒級(jí)占2．52％，鐵礦石在超細(xì)碎過程中并沒有過粉碎。

    (2)廣東大頂鐵礦粗粒拋尾開路流程試驗(yàn)。原礦經(jīng)柱磨機(jī)碎至5-0 m／n后，經(jīng)5mm標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，+5 mm粒級(jí)返回柱磨機(jī)再磨，-5 m／／l粒級(jí)分別用干式和濕式弱磁選機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備采用干式和濕式實(shí)驗(yàn)室型弱磁選機(jī)分別為 YCφ400 mm×400 mm永磁筒式磁選機(jī)和De4,400 mm×300 mm電磁筒式磁選機(jī)。處理量為20 kg／h。其工藝流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

 

 

 

    從表2可看出，不論是干式或是濕式弱磁選機(jī)，粗粒拋尾效果顯著。其結(jié)果拋尾產(chǎn)率高達(dá)35．57％-43．80％，尾礦品位TFe含量6．25％～4．52％。當(dāng)原礦品位TFe含量34．66％-35．17％時(shí)，經(jīng)粗粒拋尾，粗精礦品位TFe含量可以提高到50．35％-59．06％，回收率為93．59％～94．37％，為粗精礦進(jìn)入精選工序創(chuàng)造了條件。

 

    (3)廣東大頂鐵礦超細(xì)碎一粗粒拋尾一弱磁精選開路流程試驗(yàn)。原礦經(jīng)柱磨機(jī)碎至5—0 m／n后，經(jīng)篩分至-5 mm，進(jìn)行粗粒拋尾后，所得的粗精礦再進(jìn)行磨礦，細(xì)度為一200目占90％，目的是進(jìn)一步使鐵礦石單體解離，然后分別將干式和濕式弱磁選機(jī)粗粒拋尾的粗精礦進(jìn)行一次精選，最后獲得高品位的鐵精礦。其工藝流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

 

 

 

 

    從表3可知，最后獲得鐵精礦產(chǎn)率為50．20％～48．5l％、品位含量62．77％～64．24％、回收率89．87％-88．60％的較好指標(biāo)。這一較佳指標(biāo)獲得表明采用柱磨機(jī)選別磁鐵礦，具有工藝簡單，設(shè)備先進(jìn)，選礦指標(biāo)優(yōu)越的特點(diǎn)。

    3.2馬鞍山南山開發(fā)公司某鐵礦試驗(yàn)研究

    (1)馬鞍山某鐵礦柱磨機(jī)超細(xì)碎。馬鞍山某鐵礦石原生礦粒度細(xì)，含泥量大，而且含10%的水份，給破碎和選別造成一定的困難。2005年12月馬鞍山南山礦業(yè)公司下屬南山開發(fā)公司運(yùn)送500 kg礦樣，經(jīng)ZIVlJ-900A型柱磨機(jī)一次破碎至5-0 mm，其篩析試驗(yàn)結(jié)果見表4。

 

 

    從表4可見，-5 mm以下粒級(jí)占89．00％，細(xì)粒級(jí)-200目以下的占25％，這就表明柱磨機(jī)破碎效率很高，而且對(duì)粗粒拋尾很有利。為下段磨礦工序創(chuàng)造了有利條件。

    (2)馬鞍山某鐵礦粗粒拋尾開路流程試驗(yàn)。采用柱磨機(jī)將原礦石碎至5—0 mm后，經(jīng)篩分至-5 mm，粗粒+5 mm以上粒級(jí)返回柱磨機(jī)再磨，然后分別用干式或濕式弱磁選機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾試驗(yàn)，其工藝流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

 

 

 

    從表5可知，粗粒拋尾其尾礦的產(chǎn)率高達(dá)60．02％-68．80％，品位TFe含量為9．46％-9．58％。當(dāng)原礦品位含量為22．99％～24．27％時(shí)，經(jīng)粗粒拋尾，粗精礦品位TFe含量可以提高到43．30％～56．67％，回收率為75．29％-72．85％。拋尾的效果非常顯著。

    (3)馬鞍山某鐵礦超細(xì)碎一粗粒拋尾一弱磁精選開路流程試驗(yàn)。原礦經(jīng)柱磨機(jī)超細(xì)碎至5—0 mm后，經(jīng)篩分至一5 mm，進(jìn)行粗粒拋尾后，所得的粗精礦再進(jìn)行磨礦，細(xì)度為一200目占95％，然后分別用干式和濕式弱磁選機(jī)進(jìn)行兩次精選，其工藝流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

 

 

    從表6可看出，馬鞍山某鐵礦經(jīng)柱磨機(jī)超細(xì)碎后進(jìn)行粗粒拋尾，然后經(jīng)磨礦進(jìn)行兩次弱磁選精選，流程簡單，可以獲得精礦產(chǎn)率21．65％～22．96％、精礦品位TFe含量為68．64％～69．28％、回收率64．64％～65．55％的較佳指標(biāo)。

    這種高品位鐵精礦的獲得，表明柱磨機(jī)以獨(dú)特的粉碎原理將鐵礦石反復(fù)多次的碾壓和搓揉，從而使得有用礦物和脈石得到充分的單體解離。為選礦工藝粗粒拋尾、磁選提高精礦品位和回收率創(chuàng)造了有利的條件。

    4、結(jié)論

     (1)采用柱磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)碎，破碎比大，出料粒度小(0-5mm)，細(xì)粉含量高，粒級(jí)分布合理。因此能使大部分鐵礦石與脈石單體解離，這給鐵礦石預(yù)選一粗粒拋尾創(chuàng)造了有利條件，故拋廢率高。這對(duì)一般原礦品位20％一30％不高的鐵礦石，采用柱磨機(jī)超細(xì)碎一粗粒拋尾新工藝能大幅度提高給入球磨機(jī)礦石品位。

    從而顯著提高磁選精選段的磁選效率，為提高精礦品位和回收率創(chuàng)造了良好的條件。同時(shí)可以大幅度提高磨礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，降低磨礦系統(tǒng)的電耗和生產(chǎn)成本，給礦山和選礦廠帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

    (2)廣東大頂鐵礦采用柱磨機(jī)的新工藝，分別用干式和濕式弱磁選機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾，其結(jié)果拋廢率高達(dá)35．57％～43．80％，尾礦品位低含量為6．25％-4．52％。當(dāng)原礦品位TFe含量為34．66％～35．17％時(shí)，經(jīng)粗粒拋尾，粗精礦品位TTe含量可以提高到50．35％～59．06％，回收率為93．59％～94．37％。

    (3)廣東大頂鐵礦采用柱磨機(jī)超細(xì)碎一干、濕式弱磁選機(jī)粗粒拋尾一濕式弱磁選機(jī)精選工藝流程。分別可以獲得產(chǎn)率為50．20％-48．51％；品位 TFe含量為62．77％～64．24％、回收率為89．87％-88．60％的鐵精礦較好指標(biāo)。

    (4)馬鞍山某鐵礦采用柱磨機(jī)的新工藝，分別用干式和濕式弱磁選機(jī)進(jìn)行粗粒拋尾，拋廢率非常顯著?？梢話仐壆a(chǎn)率為60．02％～68．80％、品位 TFe含量為9．46％一9．58％的尾礦。當(dāng)原礦品位 TFe含量為22．99％～24．27％時(shí)，經(jīng)粗粒拋尾，粗精礦品位TFe含量可以提高到43．30％-56．67％，回收率為75．29％～72．85％。

    (5)馬鞍山某鐵礦采用柱磨機(jī)超細(xì)碎一干、濕式弱磁選機(jī)粗粒拋尾一濕式弱磁選機(jī)精選工藝流程，分別獲得較高產(chǎn)率。