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1、铁矿选矿工艺铁矿选矿工艺 第二讲矿山选矿新技术、新设备与新工艺北方重工联系方式： nikko_1 磁铁矿分选工艺磁铁矿分选工艺 1.1 1.1 弱磁弱磁- -阳离子反浮选工艺阳离子反浮选工艺 1.2 1.2 弱磁弱磁- -阴离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 1.3 1.3 全磁分选工艺全磁分选工艺2 赤铁矿分选工艺赤铁矿分选工艺 2.1 2.1 连续磨矿连续磨矿弱磁弱磁强磁强磁阴离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 2.2 2.2 阶段磨矿、粗细分选、重阶段磨矿、粗细分选、重- -磁磁- -阴离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 2.3 2.3 阶段磨矿、粗细分选、磁阶段磨矿、粗细分选、磁- -重重- -阴
2、离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 2.4 2.4 红铁矿阴离子反浮选工艺的高效节能红铁矿阴离子反浮选工艺的高效节能目目 录录1 磁铁矿分选工艺磁铁矿分选工艺 磁铁矿是人类最早利用的矿石之一，而且磁铁矿选矿是铁矿石选矿工作的主体。多年来磁铁矿选矿技术不断发展和进步，从6070年代磁选设备的永磁化到80年代细筛工艺的应用，使磁铁矿选矿生产指标有了较大的改善。但是目前入选的磁铁矿粒度逐渐细化，使得磁团聚在选别中的负面影响日益明显，磁性夹杂和非磁性夹杂导致依靠单一的磁选法提高精矿品位越来越难。而同时，2000年以后，随着钢铁工业的发展，对原料的要求越来越高，许多单位和矿山围绕“提铁降硅”做了大量的研究开
3、发工作，并采用各种不同的技术方案对选矿厂进行了卓有成效的改造，取得了显著效果，使我国磁铁矿品位提高到了68.85%，SiO2由8%9%降至4%。 目前每年我国铁精矿产量中磁选铁精矿产量占3/4，所以处理好贫磁铁矿石的选矿技术及工艺十分重要。磁铁矿石虽易分选，但是，要得到高质量的铁精矿也并不容易，2000年以前的几十年里，我国磁铁矿石通过细磨、细筛、脱泥、多段弱磁选工艺，其铁精矿品位一般在6366%、SiO2 811%。不仅铁品位低，更重要的是SiO2含量高，对高炉炼铁入炉原料实现“精料方针”和高炉炼铁效益有重大影响。(巴西铁矿石含铁6467%、SiO2 21%、澳大利亚铁矿石含铁6365%、S
4、iO2 53%)。 我国铁矿资源比较丰富，就储量而言仅次于俄罗斯、加拿大、澳大利亚和巴西等国家。在铁矿资源中，鞍山式铁矿分布最广，是我国最重要的铁矿床，其储量约占全国铁矿石总储量的一半以上，而且规模一般比较大，其矿石类型以磁铁矿为主，是当前国内铁矿选矿厂最主要的入选矿石类型。影响磁铁矿铁精矿质量的主要原因是磁铁矿和石英等脉石矿物连生体的存在，只用多次弱磁选和水力洗选等方法难以将这种连生体分选出去。我国通过多年实践得出如下方法可以分出连生体： (1) 弱磁-阳离子或阴离子反浮选法我国目前入选的磁铁矿由于粒度细，使得磁团聚在选别中的负面影响日益明显，导致依靠单一的磁选法提高精矿品位越来越难，把磁选
5、法与阴离子反浮选结合起来，实现选别磁铁矿石过程中的优势互补，有利于提高磁铁矿石选别精矿品位。利用连生体中石英和浮选药剂作用后，表面疏水可以粘附在气泡上易于浮选的特性，实现与单体磁铁矿物的分选。如鞍钢弓长岭磁铁矿选矿厂采用阳离子反浮选，可将含铁6465%、SiO2 810%的弱磁选铁精矿提高到含铁68.569.5%、SiO2降低到43.5%；太钢尖山磁铁矿选矿厂采用阴离子反浮选法，可以将含铁65.75%、SiO2 8.5%的弱磁选铁精矿提高到含铁69.08%、SiO2降低到43.5%。 (2) 弱磁-磁选柱分选法（全磁选工艺），如本钢歪头山和南芬选矿厂用磁选柱有效将石英连生体从铁精矿中分选出去。
6、精矿铁品位可提高至69.5%左右，精矿中的SiO2含量降至4%以下，尾矿品位和金属回收率基本不变，新增加加工成本小于20元/t。其典型流程如下图所示。 磁铁矿选矿典型流程磁铁矿选矿典型流程CTB1021磁选机ZPG-72/6盘式过滤机MQY32004500mm溢流型球磨机BX1021磁选机3000mm永磁脱水槽3000mm永磁脱水槽筛孔5mm自返筛PX1200180旋回破碎机溢流回水MVS2020高频振网筛滤液返回MQY32004500mm溢流型球磨机CTB1021磁选机MVS2020高频振网筛BX1024磁选机CXZ60磁选柱原矿CTDG1516N型大块矿石磁选机55001800mm湿式自磨
7、机2FLC-2400mm沉没式双螺旋分级机FX250/6水力旋流器BX1021磁选机53m、30m浓缩机尾矿坝废石精矿 除此之外， 还有超细碎湿式磁选抛尾工艺 ：该工艺是将矿石细碎至5mm或3mm以下，然后用永磁中场强磁选机进行湿式磁选抛尾。该工艺对于节能降耗有效利用极贫铁矿石和提高最终铁精矿质量具有特别重要的意义。马钢高村铁矿为了开发利用品位20%以下铁矿石，试验研究采用高压辊磨机将矿石细碎至3mm以下，中场强湿式磁选抛除40%左右粗粒尾矿， 将入磨物料的铁品位提高至40%左右，经再磨再选后获最终铁精矿，该工艺最终铁精矿品位达65%以上，SiO2含量降至4%以下，尾矿品位10%以下。另外，山
8、东莱芜铁矿金岭铁矿等采用锤碎机湿式永磁中场强磁选工艺，入选物料的粒度为-5mm占80%以上，可抛除产率30%40%左右的粗粒尾矿。 1.1 磁选-阳离子反浮选工艺 弓长岭矿业公司选矿厂是年处理超过1000万吨的磁铁矿选矿厂，原采用阶段磨矿、单一磁选、细筛再磨流程处理磁铁矿石，精矿品位65.50%，SiO2含量8%9%。2001年对磁选精矿研究采用阳离子反浮选磁选中矿再磨流程，工艺流程如下图所示。并开发了可在低温（15）条件下应用的阳离子捕收剂，经工业改造，取得铁精矿品位达到68.89%，比改造前提高了3.34个百分点；SiO2含量为4.09%，比改造前的8.31%降低了4.22个百分点。浮选尾
9、矿品位10%12%，浮选作业精矿产率92%，铁回收率只由83%降低为80%的指标。2004年，在国内首次将微泡型浮选柱用于铁矿石阳离子反浮选作业，简化了流程，铁精矿品位(69.15%)更高；此外，试验使用新研制的GE-601阳离子捕收剂，它比十二胺产生的泡沫流动性好，具有良好的捕收性、选择性和耐低温性。精矿浮选给矿浮选 精选浮选 扫选磁 选磨矿磁 选尾矿弓长岭矿业公司选矿厂磁选精矿阳离子反浮选工艺流程 弓长岭铁矿选矿厂阳离子反浮选车间和浮选柱弓长岭铁矿选矿厂阳离子反浮选车间和浮选柱粗选九槽粗选九槽精选四槽精选四槽浮选机生产流程浮选机生产流程精矿精矿尾矿尾矿一选磁精矿一选磁精矿一选磁精矿一选磁精
10、矿一选磁精矿一选磁精矿精矿精矿浮选柱试验流程浮选柱试验流程尾矿尾矿弓长岭铁矿浮选柱与浮选机系统弓长岭铁矿浮选柱与浮选机系统1.2 磁选-阴离子反浮选工艺 太钢尖山铁矿对磁选精矿采用阴离子反浮选工艺，并采用高效阴离子捕收剂MH-80，经一次粗选、一次精选、三次扫选，使铁精矿品位从65.56%提高到69.12%，SiO2含量从8.35%降至3.56%以下，反浮选作业回收率达98.58%。 目前，酒钢选厂进行了焙烧磁选精矿的阴离子反浮选改造实践，鲁南矿业公司、大孤山选厂也进行了磁铁矿阴离子反浮选技术的研究，均取得了较好的效果，该工艺将逐渐在我国磁铁矿矿山推广。 太钢尖山铁矿磁选反浮选工艺1.3 全磁
11、分选工艺 长期以来，大多数磁铁矿选矿厂一直采用常规的筒式磁选机作为磁铁矿精选设备，虽然在磁选机规格、给矿方式、槽体结构等方面作了大量的技术改造，但是由于强烈的“磁团聚”作用，使磁选过程选择性降低，产生“磁性夹杂”和“非磁性夹杂”，造成最终磁铁矿精矿中SiO2含量居高不下，高达6.5%以上。为了获得高品质铁精矿，一些选矿厂选择各种全磁流程分选法，可在工业试验中获得铁精矿品位69%，SiO2含量在4 %以下的先进指标。 全磁流程分选法主要靠各种新型磁选设备的搭配组合实现对磁铁矿的有效分选，其中比较典型的设备有磁选柱、高频振动细筛、磁场筛选机、磁聚机、脱磁器等，这些设备与传统弱磁选设备组合使用，极大
12、提高了磁选技术的进步。与反浮选提铁降硅相比，全磁流程分选法突出了流程简单、工艺可靠、投资省、工期短、运行成本低、无环境污染等优势。但全磁流程的推广也有一定的限制，对于微细粒嵌布的磁铁矿往往不能得到良好的指标。 歪头山的全磁分选流程是典型的新型磁选设备组合，原主厂房的三磁精矿由渣浆泵送至新厂房，经过高频振动细筛磁选机磁选柱得到合格精矿，磁选的尾矿为最终尾矿，筛上及磁选柱中矿合并经浓缩磁选后进入球磨机与水力旋流器构成的闭路磨矿系统进行细磨至-0.076mm85%后，进入磁选-细筛-磁选获得合格精矿，磁选的尾矿为最终尾矿，细筛的筛上产品返回浓缩再磨再选。精矿和精矿合并给入过滤机，过滤滤液返回原厂房分
13、级作业，过滤滤饼给入胶带机转运至精矿仓。 该流程为单一弱磁全磁选流程，无药剂，无污染；流程切入点准确，开口少，对于优化整体工艺流程、达到降硅提铁的最终目的，合理而经济；工艺简单可靠，设备成熟先进；铁精矿由67%提高到69%以上，SiO2由6.5%降到4.5%以下，降硅提铁效果显著。 除此之外，南芬铁矿选矿厂、大孤山铁矿选矿厂、板石沟铁矿选矿厂、峨口铁矿选矿厂、硖口驿铁矿选矿厂、水厂选矿厂均采用全磁流程处理磁铁矿石。 歪头山铁矿全磁工艺流程南芬铁矿全磁工艺流程2、赤铁矿分选工艺、赤铁矿分选工艺 在赤铁矿的分选工艺方面，主要体现在赤铁矿的强磁选阴离子反浮选技术的应用。我国红矿资源储量大，可选性差，
14、主要分布在辽宁、河北、甘肃、安徽、内蒙、河南、湖北、山西、贵州等地。 红矿选矿一直是我国选矿界的一大难题。20世纪50年代至70年代，主流技术是焙烧磁选和单一浮选。生产指标较差，鞍钢东鞍山选矿厂是处理能力最大的贫赤铁矿浮选厂，精矿品位62%，回收率70%，处理难选矿时，精矿品位59%，回收率仅46%左右。 2 001年来，鞍钢调军台选矿厂、齐大山选矿厂、东鞍山选矿厂和舞阳矿业公司成功地研究出连续磨矿弱磁强磁阴离子反浮选、阶段磨矿粗细分选重-磁-阴离子反浮选和阶段磨矿粗细分选磁-重-阴离子反浮选全套工艺流程，并配套开发了新型高效阴离子捕收剂（RA系列和MZ系列）和相应的药剂制度，在国内外首次成功
15、地将阴离子反浮选技术工业应用于赤铁矿选矿。 在齐大山铁矿选矿分厂取得精矿品位66.80%、SiO2含量3.90%、精矿回收率84.28%的指标，在齐大山选矿厂取得精矿品位67.10%、SiO2含量4.50%、精矿回收率72%的指标，两个选矿厂的选矿技术经济指标达到国际领先水平。东鞍山选矿厂铁精矿品位出达到了65%以上，取得历史性突破。这一创新性的成果为阴离子反浮选在我国红矿选矿厂的推广应用起到了示范作用。此后司家营选矿厂、舞阳红铁矿选矿厂、弓长岭红铁矿选矿厂、关宝山、鞍千矿业公司红铁矿选矿厂均已按此流程新建或改建，并取得成功。至此，我国红矿选矿技术取得了突破性进展，全行业技术水平和经济效益得到
16、大幅提升。 鞍钢齐大山铁矿选矿分厂连续磨矿弱磁强磁阴离子反浮选工艺流程 2.1 连续磨矿连续磨矿弱磁弱磁强磁强磁阴离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 鞍钢调军台选矿厂的连续磨矿弱磁强磁阴离子反浮选工艺流程结构合理，因为从我国从红铁矿选矿目前现状看，强磁选是最有效的抛尾手段之一，阴离子反浮选是提高精矿品位最有效手段之一。 同时，强磁选与阴离子反浮选的结合有利于实现工艺流程的优势互补，这不仅表现在两个工艺本身提质降尾上，也表现在强磁选能为反浮选提供良好的选别条件上； 该工艺流程便于生产稳定操作。据齐大山铁矿石嵌布粒度细的特点，连续磨矿工艺直接将矿石磨至单体解离度较高的水平，避免了阶段磨矿中矿再磨量的波
17、动较大和效率不高给流程带来负面影响的问题；另外，用强磁机脱泥抛尾，既为阴离子反浮选工艺准备了较高品位的入选物料，也消除了原生矿泥和次生矿泥对阴离子反浮选工艺的影响，且强磁选本身具有较好的稳定性。阴离子反浮选本身由于强磁选为其提供了较好入选物料，故也具有较好的稳定性。 因此，“连续磨矿、弱磁一强磁一阴离子反浮选”工艺控制好最终磨矿粒度后，工艺具有较好的稳定性，对矿石具有较强的适应性，便于生产稳定操作； 最后，该工艺流程具有较好的工艺操作特点。由于该工艺具有精矿品位高、浮选温度低、适于管道运输、分选效果好、浮选泡沫稳定性好流动性好等工艺特点，在生产操作上易于控制，有利于生产指标的稳定。 当然，该工
18、艺流程存在因为磨矿粒度细而导致选矿成本高的问题。 鞍钢调军台选矿厂阴离子反浮选车间鞍钢调军台选矿厂阴离子反浮选车间 鞍钢齐大山、东鞍山烧结厂阶段磨矿、粗细分选、重-磁-阴离子反浮选工艺流程 2.2 阶段磨矿、粗细分选、重阶段磨矿、粗细分选、重-磁磁-阴离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 鞍钢齐大山铁矿、东鞍山烧结厂和弓长岭铁矿三选车间的阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺流程，由于采用了阶段磨选的工艺，使得该工艺流程具有较为经济的选矿成本。一段磨矿后，在较粗的粒度下实现分级入选，一般情况下可提取60%左右的粗粒级精矿和尾矿，这大大地减轻了进入二段磨矿的量，有利于降低成本。同时，粗粒级铁精矿
19、有利于过滤。 该工艺的选别的针对性强。矿物在磨矿过程中解离是随机的，这种过程使得磨矿粒度不等的矿物颗粒均存在解离的条件，这是粗细分级入选工艺具有较强生命力的重要基础之一。阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺一次分级后的粗粒级相对好选，采用简单的重选工艺，及时选出合格粗粒精矿，抛掉粗粒尾矿；分级后的细粒级相对难选，采用选矿效率高相对复杂的强磁阴离子反浮选工艺获得最终精矿，并抛除最终尾矿。粗粒级选矿方法和细粒级选矿方法的有效组合使得该工艺流程具有经济上合理，技术上先进的双重特点。同时，重选工艺获得含量较大、粒度较粗的精矿有利于精矿过滤。 另外，该工艺实现了窄级别入选的合理过程。在矿物的选别
20、过程中，矿物的可选程度既与矿物本身特性有关，也与矿物颗粒比表面积大小有关，这种作用在浮选过程中表现的更为突出。因为在浮选过程中，浮选药剂和矿物之间的作用与气泡间作用力的最小值有关，与矿物比表面积大小有关，与药剂跟矿物作用面积的比率有关。这使得影响矿物可浮性的因素是双重的，容易导致比表面积大而相对难浮的矿物与比表面积小而相对易浮的矿物具有相对一致的可浮性，有时前者甚至具有更好的可浮性。实现窄级别入选的选矿过程，能在较大程度上杜绝上述容易导致浮选过程混乱度的现象的发生，提高了选矿效率。 最后，该工艺对细粒级选别效率有很大的提高。阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺应用前，红铁矿选矿应用的阶
21、段磨选工艺细粒级采用的工艺是磁酸性正浮选工艺，选矿效率很低，影响了阶段磨选工艺技术指标的提高。而将细粒选别工艺由磁酸性正浮选改为磁阴离子反浮选工艺形成现在的阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺后，细粒级的选别指标得到了空前的提高。 以鞍钢齐大山选矿厂工艺改造前后考查为例，细粒级应用磁酸性正浮选的技术指标为：入选品位23.77%，精矿品位60.65%，尾矿品位13.30%；细粒级应用磁阴离子反浮选的技术指标为：入选品位23.83%，精矿品位65.72%，尾矿品位13.16%。显然，在阶段磨选工艺中细粒级应用磁选阴离子反浮选工艺比应用磁选酸性正浮选工艺使细粒级选别效率得到了空前的提高。 但
22、阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选”工艺也存在工艺流程线长、二段磨矿效率低等问题。 安钢舞阳铁山庙铁矿阶段磨矿、粗细分选、磁-重-阴离子反浮选工艺流程 2.3 阶段磨矿、粗细分选、磁阶段磨矿、粗细分选、磁-重重-阴离子反浮选工艺阴离子反浮选工艺 安钢集团舞阳矿业公司红铁矿选矿厂的阶段磨矿、粗细分选、磁选重选阴离子反浮选工艺，其阶段磨选工艺与阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺一致，由于采用了阶段磨选工艺，减少了二段磨矿量，比较经济。 但是，与阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺不同的是：该工艺将使得二段磨矿量比阶段磨矿、粗细分级、重选磁选阴离子反浮选工艺明显增加。这是因为
23、采用阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺，粗粒部分和细粒部分分别用中磁机和强磁机抛尾。中磁机与强磁机的场强差别较大表明，粗粒矿物比细粒矿物在磁场中具有较好的磁选效果。这样，在应用阶段磨矿、粗细分选、磁选重选阴离子反浮选工艺中，由于粗粒尾矿和细粒尾矿和在一起用强磁机抛尾，相对粗粒级来讲，抛尾场强过高，使得粗粒级贫连生体难以抛掉。 其次，强磁预先抛尾对后续作业影响较大。强磁预先抛掉的尾矿量一般在45%以上，大大减少了后续作业入选矿量，节约了设备。与此同时，经过强磁预先抛尾后，进入后续强磁作业的矿石入选品位较高，有利于重选作业提高精矿品位。但是，由于该工艺流程强磁预先抛尾后，使得相对较粗的贫
24、连生体进入到强精中，加剧了后续分级旋流器的反富集作用，对反浮选作业不利；第三，二次磨矿控制比较重要。采用该工艺流程后，由于二段磨矿产品进入粗细分级旋流器，没有进行脱泥抛尾直接给入重选及反浮选作业，容易对重选特别是反浮选效果产生不利的影响；第四，粗细分级旋流器的控制比较关键。经过强磁预先抛尾后，强磁精矿的品位一般提高到45%以上。这样高品位的物料进入粗细分级旋流器显然没有30%的原矿容易取得好的分级效果。因此，与阶段磨矿、粗细分选、重选磁选阴离子反浮选工艺相比，该工艺应加强对粗细分级旋流器的控制。 红铁矿阴离子反浮选工艺的应用实现了红铁矿石选矿的高效节能，阴离子反浮选工艺铁精矿尽管存在药剂复杂、
25、精矿相对难以过滤的问题，但是，其高效的选矿效率大大地推进了我国铁矿石选矿技术的进步。 阴离子反浮选技术有效地利用了矿物的物理特性和浮选药剂的高效作用机理。 对赤铁矿采用的强磁选阴离子反浮选技术，较好地适应我国红铁矿石的工艺矿物学特征。从我国红铁矿石总体情况上看，具有品位低、结构构造复杂、嵌布细、品质差的特点。这种特点表明我国的铁矿石必须加强预先抛尾和粗精矿再选工作。目前，强磁选作业是红铁矿石预先抛尾的有效手段，而阴离子反浮选是提高铁精矿品位的较佳方法。故两者的结合实现了磁选工艺与阴离子反浮选工艺组合的高效化。 另外，新型阴离子反浮选药剂的应用实现了红铁矿选矿的高效节能，使红铁矿的选矿效率得到了提高，如齐大山铁矿选矿厂、调军台选矿厂、唐钢司家营铁矿、东鞍山烧结厂、胡家庙选矿厂等均通过阴离子反浮选实现了理想的选矿技术指标。2.4 红铁矿阴离子反浮选工艺的高效节能红铁矿阴离子反浮选工艺的高效节能
