我国磁铁矿选矿存在的问题及发展展望

我国磁铁矿选矿存在的问题及发展展望 【2008-3-20】 磁铁矿在我国铁矿物的储量中占了很大的比例，达到了 488。找出合理的选矿工艺及选矿设备来处理磁铁矿物对于我们国家矿山的发展及整个钢铁业的发展都有着极为重要的意义。近年来我国的选矿工作者经过了不懈的努力使磁铁矿选矿工艺及设备有了很大的发展，铁精矿品位有了很大的提高。个别选矿厂已经达到了 70，全国平均提高了 l以上；而且杂质含量明显下降，有的选矿厂应用单一磁选法把二氧化硅含量降到了 2以下。给炼铁创造了有利的条件，同时也发展了矿山自己 。以下是存在问题，分述如下：1、磨矿产品细度不尽合理 我国磁铁矿物的嵌布粒度极不均匀，从几微米到几毫米都有，且在同一矿山同一矿体中存在同样的问题，给选矿作业带来了很大的困难。现在的工艺为了磁铁矿物的单体分离达到工艺要求，就必然会以最小的嵌布粒度作为标准进行磨矿，其结果造成部分矿物的过磨。当矿物产生过磨时，矿粒自身的键力大于其自身的惯性力时，使选矿工艺变得无计可施，其后果是精矿品位的降低及金属回收率的降低，之所以存在这种现象，主要有以下几方面因素。 (1)磨矿设备单一。我国磨矿设备品种单一，且选矿厂只能在目前市场上仅有的几种类型中选择，不外乎自磨，球磨，棒磨。自磨以其选择性磨矿作用强而被选矿工作者看好，但其难磨粒子的存在又给推广应用造成了很大的障碍。这是因为处理难磨粒子的破碎系统对铁器的进入限制很严，非铁磁性金属的剔除很难做到，铁磁性金属又难与磁性矿物分开，所以顽石破碎系统很难运行，使自磨机的生产能力无法提高，满足不了选矿生产要求，这样就限制了自磨机在磁铁矿山的推广应用。精确的除铁装置，顽石破碎系统放宽对铁器的限制界限，是今后研究的方向。近年来国内的选矿工作者及设备制造厂进行了这方面的研究，而且收到了一些效果。例如柱磨机已在现场试验，获取了一些非常重要的数据，为今后的科研奠定了一定的基础。球磨机除规格之外其作用相同，其可选择的范围有限。国内对这方面的重视不够，投入的也很少，使选矿工作者没有选择的余地。其结果是只能用流程来适应设备，选矿工艺流程无法达到最优。近年选矿工作者对国外的辊磨机、艾沙磨、搅拌磨进行了一些研究，现在还停留在试验阶段，由于其造价高也给其推广应用带来一定的困难，真正进人选矿流程还没有先例。国内近几年研制的柱磨机为选矿工作者提供了新的磨矿设备，这类磨矿设备对矿物磨碎有其独到的作用，且造价低，磨矿成本低，为选矿工作者提供了新的思路，为磨矿开辟了新的道路。由于近些年才进入市场，而且磁铁矿还处于试验阶段，其设计质量，制造精度，耐磨材料，连续运转能力，可操控性还有待进一步提高。其处理能力还很小，不利于大规模生产的需要，今后应该在设备大型化工作间隙自适应方面进一部研究。减少手动调节次数。这样才能在磁铁矿厂推广应用。（2）磨矿作业的给矿粒级过宽。现在的磨矿工艺普遍是两段这在磨矿介质的选择上存在很大困难。针对性特别强的选择磨矿介质很难做到，针对性磨矿也无法实现，造成部分矿物被过磨，给选别作业带来很大困难。同时一味的追求短流程也是造成这种局面的一个重要因素。这也是一个误区，我们的研究方向应该是增加磨矿段数，使给矿粒级变窄，使磨矿介质的选择更有针对性，通过提高每段磨矿效率来提高整体磨矿效率，这样消耗并没有增加。（3）分级作业有待进一步完善。我国磁铁矿选矿厂现在应用的分级设备主要有螺旋分级机，水利螺旋器，高频细筛。螺旋分级机大部分选矿厂多年来一直在应用，由于近年来铁精矿价格市场对品位加价幅度的提高，促使人们对对提高铁精矿品位更加重视，螺旋分级机的分级效率低，反向富级的缺点也得到人们的格外重视，所以在一些选矿厂已经被一些其他设备所代替，最终会被淘汰掉。水利螺旋器正在被大量应用于选矿厂用于分级设备，同时也也存在一些问题：一是由于水利螺旋机是利用重力场进行分级，这就要求水利螺旋器内重力场是稳定的。这样矿物才能被精确分级，但是我们现在的自动控制水平很难做到使水利螺旋器内有由一个稳定的重力场，故精确分级无法实现；二是由于应用上的误区使水利螺旋器的给矿粒级过宽，势必造成小密度的大颗粒与大密度的小颗粒混在一起同样无法精确分级。这就限制了水利螺旋器的应用和发展。今后的研究方向应该放在自控上，使水利螺旋器内的重力场保持稳定。这样才能使水利螺旋器充分发挥其独特的功能，以达到精确分级的目的。近年来高频细筛在磁铁矿选矿厂正被广泛的应用，对提铁降杂起到了非常重要的作用。国外的高频细筛结构比较合理，筛分效率也比较高但造价要比国内高许多，在矿山应用比较少。近几年国内高频细筛制造厂作了大量的工作，也取得了很好的成绩。选矿厂应用国内设备比较多，近年来也受到了比较好的效果，但设备本身即应用上存在一些问题，使其优势没有得到很好的发挥。一是筛上合格粒级含量高，二是筛网磨损过快。造成上述问题出现有以下几方面原因：第一，给矿量过大，使筛子超负荷运转，无法满足筛子的工况条件要求，导致筛上合格粒级含量过高，这主要是高频细筛生产厂对高频细筛生产能力的期望值过高，根据生产厂标定的生产能力或者超过其生产能力给矿使问题变得更为严重；第二，给矿部位设计不尽合理，造成给矿部位磨损过快，降低了筛网使用寿命；第三，筛网的材质不过关。今后应该向提高质量保证精度方向努力。2、选别作业存在的问题 经过选矿厂工作者及生产厂家的努力，国内的磁选设备有了一定的发展， ，但距磁铁矿工艺的要求还有很大的距离。筒型永磁磁选机作为传统磁选设备历史悠久，虽在选矿厂的应用比较广泛，但产品比较单一，人们只能在有限的品种中进行有限的选择，很难做到对不同的矿物有不同的针对性，且筒型磁选机对于以达到单体分离的矿物的分泌效果还比较理想，但对连声体显得无能为力。选矿厂给排水设计简述 2009-6-3随着我国经济的蓬勃发展，玻璃行业发展迅速，作为玻璃主要原材料的石英砂的需求量也越来越越大，我院在设计玻璃厂的同时，也设计了不少石英砂选矿厂。 选矿厂一般为湿式作业，以水为介质分离矿石和尾矿，水的消耗量很大，大约每吨入选原矿的耗水指标达 5 15 m3，因此，给排水系统的设计对于选矿厂的建设至关重要，它不但直接影响选别效果和经济效益，也与环保密切相关。现结合本人在选矿厂设计过程中的一些经验与体会谈谈选矿厂给排水设计中几个共同关心的问题。1 关于水量平衡随着资源的开发和工业的发展, 环境保护问题日益严峻, 水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题, 我国的环境保护法和水污染防治法, 对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。污水综合排放标准(GB8978-96)中规定：选矿厂水的循环率90% , 排放水的悬浮物含量：一级标准70 m g/L，二级标准300 m g/L , 且将对污水排放量及污染物总量进行限制。因而, 对选矿厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此, 在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。在选矿厂采取厂内浓缩的小循环方式用于选别作业, 一般都可以满足水的循环率和污水排放水质要求;在厂地较充足的选矿厂可以采取厂外设尾矿库的大循环方式，亦能取得合格回水, 也可以实现较高的水循环率和污水合格排放的目标。现在，我们在大部分选矿厂采取前者。有些厂矿尾矿水澄清性能很差, 采取添加适当助凝剂促使其澄清, 也能满足回水和排放要求。目前, 国内相当数量管理良好的选矿厂已达到上述要求, 大多数选矿厂也具备了完善的条件。本人认为采用小循环时，在雨水较充裕的地区，如能把雨水收集起来用于补充循环水不足并替代生产新水；采用大循环时当尾矿库澄清条件良好且有地面径流补给时, 利用回水补充循环水不足并替代生产新水，可以减少新水的补给，甚至可以实现生产新水的零补给，当管理进一步完善时, 也可以实现生产废水的零排放。目前，我们设计的选矿厂生产水量平衡图一般如图 1 所示。按该图实施一般可确保较高循环水率和最低的排污量。但是在具体实施过程并非都尽人意, 存在着一些实际困难, 也产生一些问题。选矿工艺为确保选别指标或担心堵塞设备给水口, 有时要求在选别作业尤其是精选段采用新水, 从而使水量平衡的编制产生困难, 循环水不能充分利用，新水消耗量增加, 水循环率无法达到指标，溢流水大量排放。实际上, 这种问题是可以采取措施排除的。选矿厂循环水由于存在着溢流排放的可能，故循环水悬浮物的控制不仅要满足选别作业使用标准，还要从环保角度考虑以排放水体的标准进行控制。如以 300 m g/L 为处理标准，水中悬浮物的数量级为万分之三，而选别指标品位的精度为百分之几或千分之几，加之残留于精矿中的循环水是极少的, 故循环水悬浮物对选别指标产生的影响可以忽略。有资料记载：采用悬浮物为 2000 m g/L 的循环水进行生产性试验考核, 选别指标与使用新水无明显改变，足见影响甚微。但是，水中的大颗粒悬浮物和漂浮物应当清除，以避免对弱磁选机的多孔卸料给水管和强磁机的筛板造成堵塞。故当采用无过滤处理的生产新水和循环水作为给水水源时，应当在给水主管上增设过滤器以清除大粒径物质。在选矿厂的实际生产中常常会出现设备实际给、排水量与设计的相差甚远；主要原因在于编制选别矿浆流程和水量平衡的过程时，未仔细考查选别设备的实际受水能力和排水能力，或者是操作上的失误，使水量平衡不能按预定指标实现，尤其在试生产阶段容易发生此类问题。在实际生产中, 可能会出现选别设备给水能力不足，达不到预定的作业浓度或卸料水量不足等情况，原因在于选别设备是按某种定型工况生产的系列产品，在一般给水压力下，给水的水量和排出的浆量可变范围较小，不经调节或不经改造，给排水流量与矿浆流程指标不能吻合，以致出现选别作业要求的给水量大大高于实际可能给入量的矛盾，造成给水管管口卡壳；反之，如控制不当，给水量过大，作业浓度降低，也会影响选别指标和水量的平衡。本人认为，选矿工艺和给排水设计应密切配合，校验工艺设备的给排水能力，同时在生产操作时，应按预定的作业浓度调节给水阀门。给排水设计时在设备给水管上增设流量计，以监控给水量，可以收到较好的效果。2 选矿厂生产废水的处理选矿厂生产废水水质以挟带悬浮物或部分药剂为主要特征，其中悬浮物主要为矿粉和脉石废渣等无机固体物，采取重力分离处理方法一般可以满足回用和排放要求, 故在一般选矿厂多利用尾矿浓缩池处理废水, 既解决了尾矿浓缩和节能输送的目的, 又解决了废水（含尾矿水）的回收利用的需要, 普遍选用普通浓缩池, 实践证明这是合理可行的。对于某些选矿厂尾矿水澄清性能很差，还需要采用高效浓缩机、加药浓缩或送尾矿库澄清方法处理，必须慎重决策。本人认为采取加药处理尾矿和废水决非良策，因为选矿厂的尾矿和废水混合液的浓度相对较高，且波动较大，固相物的表比面积大，药剂消耗量大且不易掌握随机变化的用药量，过多或过少的药剂对悬浮物的凝聚和絮凝都不利；还需增设药剂制备、投加和混合反应设施，人力物力消耗增加, 运行成本和基建投资均大幅提高；故条件允许时，不如扩大浓缩池澄清面积采取自然澄清浓缩为宜。当用地无法解决或颗粒集合沉降速度过慢，低于 0. 2 0. 3 m/h 时，才适宜考虑加药澄清或放弃浓缩处理方案。当然，选矿生产废水的具体处理方案，应经试验获取可靠资料，通过技术经济比较确定。采用尾矿浓缩池处理尾矿和生产废水的做法虽已沿用了多年，以前废水的收集一般限于选矿主厂房和脱水库，随着水的循环率和废水排放要求的提高，本人认为可将各车间的除尘废水、冲洗废水以及厂区溢流废水收集一并纳入尾矿浓缩池中处理回用；并将设备冷却的较干净回水收集后送入循环水池加以复用。3 污泥处理 浓缩池处理尾矿时所产生的污泥，一般是含有大量水分的粒状或絮状物质的疏松结构，体积较大，因此在污泥处理时主要是要降低其含水率。目前，我们设计污泥处理的方法，一般有自然干化，机械脱水等方法。利用自然干化场使污泥自然干化是污泥脱水中最经济的方法，他是用于气候比较干燥，占地不紧张，以及环境条件允许的地区。机械脱水与自然干化相比较，其特点是脱水效果好，效率高，不受气候影响，占地面积小；适合目前选矿一般厂占地比较紧张，环境要求高的使用条件，被广泛采用。常用的脱水机械有真空过滤脱水机、离心脱水机、带式压滤机和板筐式压滤机。这些选矿机械脱水设备各有其不同的适用条件，选择时应根据处理规模、运行费用、运行经验、污泥出路等方面的实际情况经比较后选择确定。尾矿污泥经机械脱水后形成的泥饼的处理是选矿厂生产废水处理的继续。常见一些选矿厂泥饼出来后不加处理，堆积如山，经晒干后，一有大风吹来，沙尘飞舞，环境极差。其实尾矿泥饼可用来制砖，做建筑材料的掺合料，做井下充填料得胶结材料等。只是目前实际利用的效果不是很好，所以泥饼的利用可以作为一个课题做一些深入的研究。4 高位水池（箱、塔）的设置循环水系统是否要设高位水池（或水塔），应当具体分析，才可能有个正确的决策。循环水系统供给对象一般为选别作业用水，给水量比较稳定，当选矿厂供电安全可靠，循环水泵的工作台数与选矿系列一致时，且可不设循环水高位水池，设备用水由水泵直供；选别系列多于循环水泵工作台数、循环水泵采取按流量调速运行操作时，也可以不设高位水池；高位水池的设置不