超级精矿精选工艺方法

超级精矿精选工艺方法从天然铁矿石中能有效地提取超级精矿的只有磁铁矿和赤铁矿。除了极富的矿石(如巴西的赤铁矿仅含SiO20.5%左右)可直接提取超级精矿外，一般都要从商品精矿中提取。超级精矿根据其用途对其质量的要求也不同。例如，就SiO2含量来说，用于生产海绵铁作为炼钢原料，要求小于2%便可；用于作高级的磁性材料，则要求在0.2%以下。其间的要求相差10倍以上，因此超级精矿精选的工艺方法是多种多样的。主要的工艺方法包括：浮选、磁选、电选和细筛。一、浮选浮选可分为正浮选和反浮选。对品位较高的富赤铁矿(或镜铁矿)来说，正浮选和反浮选均可得出质量高的超级精矿。从国内外研究和生产情况来看，目前用阳离子反浮选法从磁选精矿中脱硅是提高铁精矿品位的有效方法之一。脱硅浮选用阳离子捕收剂进行反浮选，可不添加铁矿物抑制剂，在中性矿浆或碱性矿浆中浮选。美国皮里奇选矿厂每年用一部分磁选精矿生产3～6万t超级精矿，用于制造磁铁。含铁69%,SiO22%的磁选精矿用季胺盐做捕收剂，从中浮选出脉石及连生体，得出含铁71.5%、SiO20.15%的超级铁精矿。联邦德国用烷基羟基醋酸胺浮选铁燧岩磁选精矿。胺盐用量方110g/t.在自然pH值条件下，经一次粗选、两次扫选得出含铁71.3%、SiO21.01%的超级精矿。美国的默萨比地区用阳离子反浮选法处理含SiO24%的磁选精矿，生产出含SiO2小于2%的超级精矿。该流程的特点是尽量消除中间产品的返回，强调单独处理(包括浮选、磁选、细筛等),以保证精矿质量。从图中还可以看出，在得到超级精矿的同时，还可得到适于高炉冶炼用的普通精矿。美国矿山局对苏比利尔湖地区一些磁铁矿进行了小型和连续试验,图1.我国东北工学院从八十年代初便开始了这方面的研究。他们从矿床成因，矿石类型的考查入手，选用性能良好的阳离子表面活性剂为石英的捕收剂，对磁选精矿进行了脱硅浮选的研究，均得到SiO2含量小于0.5%的超级精矿。他们做过试验的原料有鞍钢烧结总厂和齐大山两种焙烧磁选精矿、齐大山磁选精矿、歪头山磁选精矿、南芬磁选精矿、保国磁选精矿、袁家沟磁选精矿、锅底山磁逸精矿、周家磁选精矿以及大石河磁选精矿等。其中以南芬的磁选铁精矿脱硅浮选效果最佳，所得超级精矿TFe大于72%,SiO2在0.24～0.17%.在此基础上，于1982年10～11月，东北工学院与营口锅底山铁矿合作，用南芬磁选精矿进行了工业试验，得出了含铁72.17%、SiO20.24%的超级精矿.1984年东北工学院对南芬的磁选精矿在实验室又进一步研究，使SiO2含量降至0.1%以下。东北工学院对鞍山本溪地区几种磁选精矿进行脱硅浮选的试验均分两步进行。第一步为条件试验。试验采用槽容100ml的M•S型(XFG-63型)小浮选机，在搅拌速度为1600r/min的条件下，每次试验用矿样量25g,以找出适宜的磨矿粒度、浮选流程和浮选条件(如pH值、捕收剂及起泡剂的种类及用量、脱泥效果等).第二步为检查试验。试验后用槽容为1000ml的同型浮选机，每次用矿样量为300g,按第一步所找出的适宜条件进行试验。检查试验所得结果与条件试验结果相近。试验所用的合成十二胺RNH2(R=C1l～C13)为大连油脂化学厂产品，使用时配成盐酸盐添加。根据磁选精矿的性质，试验流程基本上分为图2图3两种，浮选在适宜的磨矿粒度下进行。上述试验均不加任何调整剂，浮选在自然pH值条件下进行。浮选矿浆温度为20℃.如能进一步细磨和提高浮选矿浆温度，还有可能改善浮选指标。最近，鞍钢大孤山选矿厂利用原有的生产流程，截取一段细筛的筛下产品，进行反浮选，获得了含铁品位71.5%、含硅0.5%以下的超纯精矿，产品供生产磁性材料之用。浮选采用10台3A浮选机，药剂采用盐酸配制的十二胺，进行酸性反浮选。经一段反浮选后，精矿作为最终产品，其尾矿返回原流程。超纯精矿的产品粒度为-200目占95%以上，在反浮选作业后面加了一段细筛，以便在生产有波动时，用这段细筛来保证产品质量。该厂目前只是根据用户需要进行小批量的间断生产。二、磁选对某些磁铁矿来说，采用干式或湿式弱磁场磁选机，或者两者联合使用，就可获得较高纯度的超级精矿。南芬选矿厂曾用筒形弱磁场磁选机处理富矿，用于生产海绵铁。近年来许多单位采用弱磁选或重选在实验室中得出了TFe71%左右的高质量精矿。本溪钢铁公司钢铁研究所对南芬磁铁精矿采用磨矿-脱水槽-磁选工艺流程，获得了TFe71.9%,SiO2低于0.6%、磷和硫含量低于0.02%高纯度超级精矿。小型试验和批量生产试验流程见图4.试验进行了各种不同磨矿粒度下的磁选选别。对赤铁矿矿石，湿式强磁场磁选机效果较好.1965年，加拿大普列斯特钢铁公司由卡提尔采矿公司买进螺旋选矿机选出的镜铁矿精矿，磨至-35目作为琼斯磁选机的给矿，经强磁选SiO2含量由6%降到0.3%以下，不溶物含量降到0.4%左右。该厂每天生产大约20t高价氧化铁，用于制造钡铁氧体。另外，加拿大的蒙特利尔粉末金属公司用类似的方法生产出不溶物小于0.2%的氧化铁产品，产量100t/d.加拿大1976年兴建的第一座大型超级精矿选厂西得别克-多斯科，用琼斯强磁选机处理螺旋选矿机生产的镜铁矿精矿(-14目),每年生产300万t超级精矿，制成球团直接还原。给矿品位TFe66.5%,SiO25%;超级精矿品位TFe68.7%、SiO21.5%.巴西的多西河公司用琼斯强磁选机处理赤铁矿(-100目),得出含SiO21.5%的超级精矿。强磁场磁选机在降低电流强度的条件下，借助水流的强烈冲洗作用，也可以处理磁铁矿得出超级精矿，达到TFe70.8%,SiO21.5%.苏联黑色金属选矿研究设计院，对以捷尔任斯基矿务局的磁铁矿为原料生产优质精矿的工艺，进行了试验室试验和半工业试验。原设计是把捷尔任斯基矿务局中央选矿厂的精矿进行精选然后再经热压浸出，生产超级精矿。按规划要生产SiO2含量0.15～0.4%的超级精矿工6.5万t,并完成了年产5000t的工业试验厂的设计。1983年选矿厂研究拟定了一种工艺，以磁铁石英岩为原料，生产SiO2含量少于1%的超级精矿。为此，在中央选矿厂现有流程中又增加了分级机溢流预先脱泥、水力分级、磁选和用磁力-水力分选机进行最终精矿精选。在磨矿段降低了磨机的处理能力和磨矿浓度，使磨矿粒度保持在-0.044mm95～99%.工艺试验的矿样是巴黎公社社员矿现在生产的原矿(磁铁石英岩)和此种矿石干式磁选的磁性产品。入选矿石的平均铁品位为TFe32.7%,磁性铁23%.捷尔任斯基矿务局中央选厂生产超级精矿的工艺流程见图5.工艺流程简述：经破碎的物料给入MLLIP-36×40球磨机进行三段磨矿。各段磨机的容积比为1:1:1.第Ⅰ段分级用IKCH-30单螺旋分级机、第Ⅱ段和第Ⅲ段用ф360mm水力旋流器。试验期间第Ⅰ段磨机的生产能力为60～84.5t/h.在平均生产能力79.2t/h的条件下，分级机的溢流中-0.071mm级别含量为73.4%,按新生成-0.07lmm级别计的单位生产能力为1.44t/m3•h.第Ⅱ段磨矿生产能力为25.3～36.1t/h的情况下，水力旋流器溢流粒度为86.2～90.9%-0.044mm,而按此粒级计的单位生产能力为0.29～0.5t/m3•h.第三段磨矿的粒度为92.3～gg.1%-0.044mm.按此粒级计的单位生产能力为0.04～0.10t/m3•h.在此磨矿条件下，第Ⅴ段选矿的精矿含铁为69.7～70.3%、含SiO22.8～2.4%.用直径为250mm和150mm的水力旋流器对细粒产品进行分级并再经磁选(第Ⅵ段),可使精矿铁品位提高到70.5～70.9%,并使SiO2含量降低到1.1～1.5%.用磁力-水力分选机对此精矿再进行精选，可使精矿铁品位提高到71.2%,SiO2含量下降到0.9%.捷尔任斯基矿务局中央选矿厂每年生产5000t,SiO2含量在0.9%的超级精矿，预计年经济效益为28.74万卢布。目前正在探索是否有可能用机械方法来生产SiO2含最小于0.4%的超级精矿。三、电选Ф150mm不锈钢摩擦电旋流分选机一个电极接地，一个与高压脉动电源相接，在电场强度保持为1.5kV/cm的条件下，对干燥的赤铁矿与石英进行分离试验，收到了良好的效果。试验流程示意图见图6.旋流分选机的溢流产品R2主要为矿石中的粘土部分，其特点是粒度非常细。如果产品C1、M1和M2合起来，所得产率为83.63,而其SiO2含量低于0.17%,适于生产硬质铁氧体.C1第二次精选可得SiO2含量为0.1%的超级精矿，产率约为70%,适于生产软质铁氧体，剩余物含SiO20.24%可返回或与M1及M2合并用于制造硬质铁氧体。四、细筛用细筛筛出磁选精矿中的连生体及粗粒脉石，在一定条件下也可得到超级精矿。如美国皮里奇选矿厂的第一次磁选精矿，经两段筛孔为0.1mm的弧形细筛筛分，第Ⅱ段细筛筛下物与磁选的精矿合并，得到TFe69%、SiO22%的超级精矿。综上所述，生产超级精矿的方法是多种多样的，究竟采用哪一种，要视超级精矿的用途、矿石的性质等因素而定。目前对赤铁矿来说，只有结晶粒度较粗的赤铁矿(镜铁矿)富矿或重选精矿可以通过强磁或正浮选方法得出超级精矿。而对于磁铁矿，阳离子脱硅反浮选法效果最好.