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贫杂铁矿石破碎产品分选试验研究

随着我国矿产资源的不断开发利用,铁矿资源日益贫化,人们已经不得不将目光转向目前不容易进行分选的贫杂铁矿石上。红星高压辊磨机推出市场以来深受用户青睐,在冶金矿山中的应用、相关磁选设备的研发和预选工艺的发展可使许多铁矿选矿厂降低入选矿石品位,将大量之前不可经济利用的贫矿纳入资源体系。高压辊磨机实施的是准静压料层粉碎,颗粒本身就可以充当传压介质。当颗粒层受挤压时,各个颗粒之间相互挤压产生巨大的压力导致其破碎或变形。我们前期对贫赤铁矿石高压辊磨机粉碎产品内部微裂纹进行了研究,高压辊磨机产品内部裂纹数量多、分布广泛,裂纹以穿晶裂纹、晶内微裂纹和晶界微裂纹为主。大量晶界裂纹的产生能够提高矿石的可磨度和矿物解离度。下面我们进行具体的分选试验研究。

贫杂铁矿石选矿现场

1、试验矿石样品及设备

试验样品为鞍山式赤铁矿石,是现场生产中的细碎产品。有用矿物主要是赤铁矿,含有少量磁铁矿,TFe品位为24.48%;脉石矿物主要为石英,SiO₂含量为65.08%。矿石的松散密度为2.246×103kg/m³,矿石水分含量<0.5%。

试验用高压辊磨机。辊径为250mm,辊宽为100mm。在前期高压辊磨机粉碎试验的基础上,确定本次试验的辊面比压力为5.2MPa,辊速为0.18m/s,试验过程中的工作辊隙为4~7mm。试验用圆锥破碎机。分别用高压辊磨机和圆锥破碎机对赤铁矿石进行全闭路破碎,控制筛孔的尺寸为3.2mm。

圆锥破碎机

2、破碎产品分选试验研究

采用“分级强磁预选—阶段磨矿、阶段分选—强磁反浮选”工艺流程,对-3.2mm原矿预先分级,-3.2+0.5mm粒级进行干式预选,-0.5mm粒级进行湿式预选。干式预选精矿一段粗磨后进行强磁粗选,干式预选精矿的强磁粗精矿与湿式预选精矿混合后进行二段磨矿强磁选,强磁精矿进行反浮选后得到最终精矿。

该流程的主要优点如下:

(1)采用分级预选工艺,在保证回收率的前提下,可降低开采边界品位,提高矿山服务年限。

(2)依据高压辊磨产品及其粗磨产品单体解离度高的优势,采用“阶段磨矿—阶段选别”流程,减少了进入磨机的矿量,节省能耗。

(3)依据高压辊磨机产品中细粒级产率高、可磨性好的优势,将干式预选精矿粗磨后的强磁粗精矿与湿式预选精矿混合后进行再磨再选,缩短了磨矿流程,进一步减少了进入磨机的矿量,提高了磨矿效率,减弱了磨矿过程中过粉碎。

利用Ф350×1100型强磁辊式磁选机进行干式强磁预选,输送带表面磁感应强度为0.97T,磁场梯度较高能达到68mT·mm-1。采用直径为2mm、间隙为2mm的交错排列的介质棒,在背景磁场强度为796.18kA·m-1的条件下,用立环脉动高梯度磁选机进行湿式强磁选。用单槽浮选机对强磁精矿进行反浮选闭路试验。

相关条件试验研究在此不详述,下述分选指标均在较好条件下获得。

贫赤铁矿石高压辊磨—强磁预选—分选数质量流程图

贫赤铁矿石圆锥破碎—强磁预选—分选数质量流程图

图1为贫赤铁矿石高压辊磨—强磁预选—分选数质量流程图,图2为贫赤铁矿石圆锥破碎—强磁预选—分选数质量流程图。贫赤铁矿经过高压辊磨—强磁预选—分选后,最终精矿的产率为25.84%,品位为65.71%,精矿回收率为70.76%;综合尾矿的产率为74.16%,品位为10.11%。贫赤铁矿经过圆锥破碎—分选后,最终精矿的产率为24.28%,品位为65.69%,精矿回收率为65.58%;综合尾矿的产率为75.72%,品位为11.27%。在精矿品位相近的情况下,贫赤铁矿经过高压辊磨粉碎后,精矿产率提高1.56个百分点,回收率提高5.18个百分点。

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