（钢铁冶金专业论文）眼前山矿磁选工艺流程的确定及过程分析.pdf

鞍山科技人学t 程坝i 。论文 摘篮 摘要 以眼前山矿石单独处理为主，齐选厂现有焙烧矿提质试验为辅，对 眼前山矿石进行可选性试验研究，考虑到实验室小型试验与工业生产差距 较大，为给设计提供可靠的试验数据，眼l 讨山矿石单独处理在小型试验的 基础上做实验室连选试验。从试验结果得出：优先考虑阶段废后，先经搅 水槽、磁选机选别、抛出部分尾矿、阿进入三、四段细筛作业，以减少细 筛给矿量，同时提高三、四段细筛的入筛。拈位，而后由于筛上产晶是富连 生体，还有一部分包裹体，必须返回再磨机中再磨，反复循环，直至达到 单体解离。 推荐的试验流程为：阶段磨矿、一p 磁抛尾、细筛再磨工艺流程。实 验室连选试验指标为：原矿品位3 1 7 2 ，精矿，帚位6 5 0 5 ，尾矿品位 l02 l ，精矿产率3 9 2 2 ，金属回收率8 0 4 3 。 关键词：磁选，连选试验，生产工艺流程 第1 负 鞍山科技夫学工程硕j ：论文 摘蜚 a b s t r a c t t a k et h ey a n q i a nm o u n t a i no r ep r o c e s ss e p a r a t e l yf o rp r i m a r i l y ，t e s tt h e e x i s t i n gr o a s t i n go r eo fq ix u a n c h a n gf o ra u x i l i a r y ，r e s e a r c hf o rt h es e l e c t i v e y a n q i a nm o u n t a i no r e ，c o n s i d e rt h ed i s p a r i t yt ot h el a bs m a l le x p e r i m e n t sa n d t h ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o n ，i no r d e rt o p r o v i d er e l i a b l ed a t af o rt h ed e s i g n ， y a n q i a nm o u n t a i n o r e s e p a r a t e l yp r o c e s s e s o nt h eb a s i so ft h es m a l l e x p e r i m e n t s m a k ea s e q u e n c e o fs e l e c t i v e e x p e r i m e n t s t h r o u g h t h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t sw ec a no b t a i n ：t h es t a g er u b b i n gt a k e sp r e c e d e n c eo f o t h e r s ，f i r s t l yp a s s e st h r o u g ht h ed e w a t e r i n gt a n k ，t h em a g n e t i co r es e p a r a t o r ， t h r o w st h ep a r t i a lg a n g u e ，a n dt h e ne n t e r st h et h i r d ，t h ef o u r t hs e c t i o n so ff i n e s i e v e ，t or e d u c et h ef i n es i e v em i n e r a ls u p p l y ，s i m u l t a n e o u s l yr a i s e st h et h i r d ， t h ef o u r t hs e c t i o n so ff i n es i e v e sq u a l i t y ，a f t e rt h a tn o to n l yb e c a u s et h es i e v e p r o d u c t sa r ea b u n d a n tj o i n e d b o d y ，b u ta l s ow i t hs o m ew r a p p a g e ，t h ep r o d u c t s m u s tr e t u r nt or e g r i n d i n gm a c h i n et or e g r i n d ，r e c y c l eu n t i lr e a c ht om o n o m e r d i s s o c i a t i o n t h er e c o m m e n d a t i o n e x p e r i m e n t a l f l o wi s ：t h es t a g em i l l i n g ： m e d i u m t e r n , , m a g n e t i s mt h r o wt r a i l ： f i n es i e v e ： r e g r i n dm a g n e t i co r e t h e l a bc h o o s e st h ee x p e r i m e n t a lg u i d e l i n ei s ：t h eo r i g i n a lo r eq u a l i t yi s31 7 2 ， t h er e f i n eq u a l i t yi s6 5 0 5 ，t h eg a n g u eq u a l i t yi s10 2l ，t h er e f i n eo r e p r o d u c t i o nr a t ei s3 9 2 2 t h em e t a ir e t u r n s r a t i oi s8 0 4 3 k e y w o r d s ：m a g n e t i s mp i c kj o i n p i c ke x a m i n a t i o np r o d u c t i o n t e c h n i c s f 1 0 w 笫u 负 鞍山科技火学工程硕i ：论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 选题背景 由于鞍钢烧结总厂将要停止选矿车问生产，其每年处理的1 4 0 万吨眼 前山矿石将由矿业公司自行处理。由公司经理主持召丌了烧结总厂选矿全 停后矿业公司对应方案的讨论会，确定了选矿试验研究方案，针对齐选厂 方案投资多，将来送东鞍山烧结厂二选车间处理的可能性较大的实际情 况，选矿试验以原来的焙烧矿和眼前山青矿混选方案为主调整为以眼前山 矿石单独处理为主，齐选厂现有焙烧矿提质试验为辅，本课题将对眼前山 矿石进行可选性试验的研究。 1 2 常用选矿方法 自然界蕴藏着极为丰富的矿产资源。但是，除少数富矿外，一般品位 都较低。这些矿石直接冶炼，技术困难，亦不经济。因此，冶金对矿石的 品位有一定要求。如，铁矿石中的铁的品位最低不得低于3 5 。为此， 对低品位的贫矿石，必须在冶炼前进行选矿。其次，矿石中往往都含有多 种有用成分，必须事先用选矿方法将它们分离成单独的精矿才能进一步被 利用。此外，矿石中除了有用成分外，往往含有有害杂质，如铁矿石中有 害杂质为硫、磷等。这些有害杂质必须在冶炼前尽可能用选矿方法除去， 否则将会使冶炼过程复杂化和影响冶炼产品的质量。因此将矿石中的有用 矿物和脉石矿物相互分离，除去有害杂质，充分而经济合理的利用国家矿 产资源，是选矿的主要任务。物尽其用、变废为宝、综合利用、节约资源 是时代的要求。对此，选矿技术大有可为。另外，四个现代化的宏伟目标 对选矿技术的发展提出了更高的要求。高效选矿设备的研制和推广；各种 联合流程在处理细粒难选矿石、综合利用及环境保护方面应用的发展；各 种能场及新技术在选矿上的应用；现代化检测技术的应用及选矿工艺过程 最佳化的实现等等，都是我国选矿工作者所面临的重要任务。 选矿的目的是除去矿石中所含的大量脉石及有害元素，使有用矿物得 到富集，或使共生的各种有用矿物彼此分离，得到一种或几种有用矿物的 精矿产品。选矿对于开发矿业，充分利用矿产资源有着十分重要的意义“。1 常用的选矿方法有：重选法，浮选法，磁电选法。 1 2 1 重力选矿法 重力选矿是主要的选矿方法之一。它是根据各种矿物的密度或粒度的 第l 负 鞍山科技人学t 程颂：l 论文第一市绪论 不同借助流体动力和各种机械力的作用，造成适宜的松散分层和分离条 件，从而得到不同密度或不同粒度产品的工艺过程。显然矿物颗粒、形状 将影响按密度分选的精确性。各种混合矿粒由于密度或粒度的差异，因而 在运动的介质中的沉降速度不同，移动的程度也不用。重选过程就是利用 这种差异使矿物达到分离的，所有的重选过程都是以矿粒在选别的介质中 的沉降规律为基础的。矿粒在介质中的运动形式主要有：( 1 ) 重力作用下 的垂直沉降；( 2 ) 在斜而水流内的移动；( 3 ) 在振动与摇动下析离；( 4 ) 细粒与运动介质一起钻过周围颗粒的空隙移向底层( 这种运动成为“钻 隙) 。 重选是一种历史悠久的选矿方法。在我过汉代就知道用重选法处理锡 矿石。由于重选方法简单，成本较低，而且r 益发展完善，所以重选法目 前仍然是钨锡矿及煤炭的主要选矿方法。两干多年阿的汉代，人们就已用 重选法处理锡矿。二十世纪初期，利用溜槽分选钨、锡矿石已丌始工业，生 产。新中国成立后，重选技术飞跃发展。至今，重选新设备、新工艺、新 技术不断出现，我国重选工业已呈现出崭新丽貌。在某贱有色会属、黑色 金属、贵金属及非金属矿的选别中也得到广泛的应用。重力选矿中的按粒 度分选过程几乎在一切选矿厂都是不可缺少的作业。“3 1 2 2 浮力选矿法 浮选即泡沫浮选，是根据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物 的方法。 在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿物的密度无关。比如黄铜矿与 石英，前者密度为4 2 ，后者为2 6 6 ，可是重矿物的黄铜矿很容易上浮，石 英反而沉在底部。经研究发现矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关， 儿是与水亲和力大，容易被水润湿的矿物，难于附着在气泡上，难浮。而 与水亲汞1 力小，不易被水润湿的矿物，容易上浮。因此可以说，浮选是以 矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。一般把矿物易浮与难浮的性质 称为矿物的可浮性。浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。在 现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其重要，因为经浮选药剂处理后，可 以改变矿物的可浮性，使的浮的矿物能选择性的附着于气泡，从而达到选 矿的目的。 i ”3 浮选是最重要的选矿方法之一。据统计，有9 0 的有色金属矿都是 用浮选法处理的。此外浮选法还广泛用于稀有金属、贵金属、黑色金属、 非金属以及煤等矿物原料的选别。近年来，国内外还用浮选法进行水质净 鹅2 鞍山科技大学工程颂- ：论文 第一章绪论 化，污水处理等。可见浮选法的应用范围是相当广泛的。与其他选矿方法 相比，用浮进法选别细粒浸染矿石时，效果较好而且比较经济合理。浮选 法也常用于选别粗粒或粗细不均匀浸染矿石的细粒部分。 浮选方法的应用，被认为是二十世纪矿冶技术的重要成就。浮选除 了继续处理同益增多的各种类型矿石并丌辟新的途径外，对于提高与改善 冶金技术经济指标、综合回收各种有价成分起着重要作用。浮选在应用上 的特点是，处理细粒难选贫矿石一般较其它选矿方法效率高，且可使矿产 资源得到充分综合利用。特别是浮选与其它选矿方法以及与焙烧、水冶、 离子交换、沉淀等化学处理方法联合使用，可将许多共生致密、组成负杂 的低品位矿石分选出多种产品，扩大了资源的利用范围，做到物尽其用。 因此，浮选方法在发展冶金工业方面起着重要的作用。 浮选方法的缺点是需要将矿石磨细。使用的浮选药剂目前尚较贵， 且易于造成环境污染或增加净化设施等。其辅助生产过程比较复杂等。因 此，在实践中究竟采用何种选矿方法，应据矿石的性质及技术经济综合比 较而定。“ 1 2 3 磁力选矿法 e 磁选是利用各种矿物磁性的差异，在磁选机的磁场中进行分选的一种 选矿方法。如下图所示，当具有不同磁性的矿粒通过磁选机的磁场时，必 然要受到磁力和机械力的作用。由于磁性较强的矿粒与磁性较弱的矿粒所 受的磁力不用，便产生不同的运动轨迹，从而把矿粒按其磁性不同选分为 两种或多种单独的选矿产品。 磁选可以分离磁性与非磁性的混合物料，还可以分选不同磁性的物 料。在选矿实践中，磁选法主要用于黑色金属矿石的逸别。对某些有色、 石英砂及石墨等也得到应用。此外还可以用来排除磁性杂质，作为净化原 料的手段。 今年来，由于高场强与高梯度磁选机的发展，磁选法的应用领域还在 扩大，如用于回收废水中的磁性物料，除去化学药、药物中的顺磁性粒状 杂质等。 磁选是利用各种矿物磁性的差异，在磁选机的磁场中进行分选的一种 选矿方法，入图示( 可画图) ，当具有不同磁性的矿粒通过磁选机的磁场 时，必然要受到磁力和机械力的作用，由于磁性较强的矿粒与磁性较弱的 矿粒所受到磁力不同，便产生不同的运动轨迹，从而把矿物按其磁性不同 选分为两种或多种单独的选矿产品。 第3 顶 鞍山科技大学丁程坝i 论义第一章绪论 磁选可以分离磁性与非磁性的混合物料，还可以分选不同磁性的物 料。在选矿实践中，磁选法主要用于黑色金属矿石的选别，对某些有色、 稀有余属以及某些非金属矿石的分选也得到应用，此外还可以用来排除磁 性杂质，作为净化原料的手段。 近年来，由于高场强与高梯度磁选机的发展，磁选法的应用领域还在 扩大，如用于回收废水中的磁性物料，除去化学药品、药物中的顺磁性粒 状杂质等。 目前，国内使用的磁选机种类很多，分类方法不一。 ( 1 ) 按磁选机的磁源可分为永磁磁选机； ( 2 ) 根据磁场强弱可分为：弱磁场磁选机、中磁场磁选机、强磁场磁机： ( 3 ) 按选别过程的介质可分为干式磁选机与湿式磁选机； ( 4 ) 按磁场类型可分为恒定磁场、脉动磁场和交变磁场磁选机： ( 5 ) 按机体外形结构分为带式磁选机、筒式磁选机、辊式磁选机、盘磁 选机、环式磁选机、笼式磁选机和滑轮式磁选机。 其中主要以磁场强度、选别介质及结构型式来区分。弱磁选机主要用 于选别强磁性矿物，如磁铁矿、钛磁铁矿、硅铁。以前工业上多为电磁磁 系，机体外形多为筒式与带式。目前多为永磁磁系及圆筒形，并以湿式应 用较为广泛。过去国内外在强磁场磁选机方面主要采用分选粒度较粗的干 式强磁选机来选别有色金属和稀有会属矿物。近十年来，为了选别品位低、 嵌布粒度细及矿物组成复杂的弱磁性矿物，已经研制了多种形式的湿式强 磁选机，如环式、笼式、圆盘式，大多数任处于实验阶段。中等磁场磁选 机主要用来分选局部氧化的强磁选性矿石。 1 _ 3 选矿的一般步骤 一般情况下，为了得到需要的理想尾矿有时会将这几种方法综合利 用。来自采场的矿石要经过选矿过程的各个作业，虽后才能得到符合冶炼 要求的精矿，选矿作业主要包括： ( 1 ) 准备作业：包括矿石的破碎与筛分、磨矿与分级 ( 2 ) 选别作业：如重选、浮选、磁选和电选等 ( 3 1 脱水作业：包括浓缩、过滤、干燥等 第4 负 鞍山科技大学工程硕，i ：论文 第一章绪论 幽1 选矿过程示意图 1 4 弱磁场磁选工艺、设备及理论 ， 弱磁场磁选的最新进展包括：涡流磁选机的广泛应用，利用钕铁硼水 磁体制造较高场强的筒式磁选机，大块磁选机的研制，设备的大型化及弱 磁场磁选的强化等方面。 涡流磁选机是七十年代兴起的一种磁选设备，用于有色金属的回收、 有色金属与非金属的分离和城市垃圾回收等方面。其主要结构为在倾斜的 不锈钢板底下，安有许多细长的棒形磁铁，它与被选物料下落方向成4 5 度角，且磁铁的s 极与n 极相互交错排列。当上部给料时，物料由于重力 作用在倾料板上下滑，铝等有色金属导体内部产生涡电流，涡电流和磁力 线相互作用会产生磁阻力，在斜面上表现为给物料以横向作用力，这个力 的大小随导体不同而不同，非金属等不导电，不受横向力作用，因而可以 把金属与非金属或导电性不同的金属彼此分离。其主要特点是处理量大、 节能，同时磁铁紧挨钢板，场强较高。适用的粒度范围4 1 0 0 m m 。前苏 联利用涡流磁选机对受过放射线污染的土地进行磁选，其所有磁选机只是 把上面的平板变成了倾斜的盒式结构。r r o s t e r b e r g 等研制的涡流磁选机 是在传输的平胶带下，紧密安装上永磁托辊，通过调节胶带的速度，可以 调节物料所受的磁力，从而调节其运动轨迹。a r t o n is i u w i e c 等在移动的 永久磁铁模型的基础上进行了涡流磁选机的模拟，描绘了磁场分布图形， 第5v 1 鞍山科技大学t 程坝l 。论文第一章绪论 从而建立了磁场方程，得出空间坐标下以时间t 为函数的平板磁选机的磁 场分布式，最后确定了一定磁化率的颗粒所受的磁力。d f l e t c h e r 等对涡 流磁选机的原理进行了研究，从而可以判断不同导体选分的可行性。1 大块矿石磁选机预选工艺的应用，可以提高入选矿石( 或成品矿) 的 品位，也可以处理表外矿和老采场残昭的矿石，可处理残杜回采时废石混 入率较高的矿石，回收在露天丌采时混入剥离岩石中的矿石，因而可为采 矿提高矿石回收率，对矿产资源的合理开发和综合利用，不论现在还是将 来都有重要的意义。鞍山黑色冶金矿山设计研究院与l l 东张家沣铁矿合作 研制了一种1 4 0 0 1 6 0 0 m m 的电磁水冷磁滑轮， 7 】筒面磁感强度o 2 4t ， 处理能力2 0 0 吨小时，处理最大粒度为3 5 0m m 。孙长泉等人从入选粒 度、分级入选、原矿含水量、磁系结构和磁场强度、胶带速度、给矿方式 等方面探讨了铁矿石选厂中采用磁滑轮有关问题。指出，磁系结构和磁场 强度须根据入选矿石特性合理选择， 磁力及入选矿石比磁化率进行确定。 磁滑轮的胶带速度须根据磁场强度、 北京矿冶研究总院研制出c t 1 4 1 6 型永磁磁滚筒，该机磁系采用了新型商能钕铁硼稀土磁铁及优质锶铁氧铁 永磁材料复合而成，极表面平均磁感强度大o 6 5t 。采用钕铁硼磁钢组合 充磁技术，设计了抗弯曲、承载大的磁滚筒结构，应用在小官庄铁矿，一 年共处理原矿1 2 1 5 万吨，预先抛除废1 3 9 5 废石品位1 1 1 8 ，使进入磨 选系统的原矿品位从3 7 8 3 提高到4 0 3 8 ，节能效果非常明显。该院设 备研究所还研制出c t d y 1 2 1 4 型移动式大块干式磁选机，磁系由多种复 合材料组成，分选区的磁感应强度高，磁场作用深度大，磁系设计先进合 理。采用高强度低价格的无磁铸铁代替昂贵的不锈钢，制造成本低且处理 量大，有很强的适应能力。“”“ 以稀土磁铁为磁系的永磁筒式磁选机使磁场强度和处理能力大为提 高，出现了中场强磁选机及大筒径磁选机艾利兹磁力公司研制成的筒式磁 选机，采用钕铁硼磁系，表面的磁感应强度超过o 6t ，筒长l5 0 0m m ， 筒径为3 0 5 和4 5 7m m 两种，主要用于砂矿分选。英国公司生产的直径为 3 0 0m m 筒式磁选机，采用稀土磁铁，其筒表磁感应强度达o 3 0 4t ，用 于提纯细粒陶瓷粉状物料。我国包头新材料应用研究所生产的钕铁硼磁体 筒式磁选机已形成n t c 系列，并且在包钢选厂取得良好的工业试验效果。 马鞍山矿山研究院曾研制了c t d gl5 1 6 型磁选机用于选别大块磁铁矿， 采用钕铁硼磁系的筒面平均场强大0 4t 。”6 过去对筒式次选机的磁系改进，偏重于如何提高磁场强度，主要措施 籀6 鞍山科技火学工程顺i ? 论文 第一币绪论 有：l 、增加磁系的磁体高度；2 、在磁系相邻的两磁极闻隙中填充反斥磁 铁；3 、将常规形状磁体用“梯形”截面磁体代替；4 、把铁氧化体永磁系部 分磁极表面覆盖或在其间隙中加一些磁性能高的永磁材料；5 、加永磁附 加极。上述措施提高磁场强度的幅度不大，而且忽略了磁场分布的合理性。 德国m m a r i n e s e u 等研制出出n d f e b 永磁材料构成的永碱筒式磁选机的磁 系，其在筒表面附近产生均匀强磁场，最佳地利用了磁性材料，使磁系的 磁场分布达到最佳化。其实质是相邻磁场紧密排列，而且成一定的磁极角， 不象以往的磁场上下磁化，这样既可以减少漏磁通，又可以使筒体表而磁 场较均匀。对永磁多极磁铁的各向异性对磁场的影响进行了研究，同时还 队稀土永磁多极开路磁系的理论基础和数值计算进行了探讨，解决了稀土 筒式磁选机的理论计算和磁系设计方面的问题。另外，还就钕铁硼磁系中 的磁场强度、磁场力及运行情况等进行了理论估训，其结果与实际相当吻 合。第十七届国际选矿会议上，德国洪堡公司推出了p e r m o s 永磁中场 强磁选机，该机磁系包角1 2 0 度，磁系直径5 8 7 m m ，该磁系在圆筒表面产 生0 7t 的磁场强度。由4 0 根定向磁化的n d f e b 磁棒相互紧密地安装在 一个圆弧形的铁支座上形成弯曲磁系，将这种n d f e b 磁系安装在一个旋转 的不锈钢圆筒内的一定位置上，即形成p e r m o s 永磁磁选机。” 开发高效弱磁选设备，提高精矿质量是弱磁选进展的一个重要方面。 美国发明一种高效逆流式磁选机，该机有一矿浆槽，槽内有一逆流旋转的 圆筒，圆筒的一部分处在低于矿浆水平面的位置。磁铁安装在圆筒内，并 沿圆筒下部的弧线伸展。矿浆沉降区位于圆筒的下方，由于溢流堰的作用 使更多的磁铁矿留在沉降区内。其优点是将传统磁选机尾矿的磁铁含量减 少到三分之一至五分之一，主要应用在重介质选厂回收磁铁矿。苏联研制 一种电磁磁选机，它包括一个位于给矿器下可以旋转的非磁性圆筒和位于 圆筒内的扇形电磁磁系，其磁极相互间有间隙沿筒长交替排列，另外有各 分选产品的接矿槽。其特点是装有弧形铁磁性分流器，以提高分选过程效 率。此分流器在圆筒之上与磁系同心安装，其形式是单独的叠片，侧面位 于极间间隙之上。包钢选厂研制了c b n 一直径1 0 5 0 x 1 4 0 0 永磁中磁机，该 机由复合磁性材料组成，底箱采用全逆流式，给矿腔备有底水管，可根据 需要打开底水管阀门，从而使矿浆在底水管压力水的作用下得到搅拌，以 利于提高分选效果。d m o c h e v 利用振动提高强磁性矿物的弱磁选的分选 效率，认为振动减小了流体粘滞力，破坏了磁絮团。另外还对外加作用力 大小进行了计算，其精度己在实验室、半工业及工业型试验中得到验证。 第7 虹 鞍山科技大学丁程坝，l ：论文第一章绪论 综合力场的分选仍是弱磁选发展的一个重要方向北京矿冶研究总院 设备研究所推出的多力场分选磁选机，其特点是采用特殊设计的磁系和分 选槽体，采用特殊的给矿方式，设反向漂洗水装置，磁力可调因而产生 一种重力、水力和磁力多力场的综合分选效应，分选效率高于普通磁选机 1 0 4 0 。e 马丁内斯通过用附加磁铁改进的藿选机可以明显的改善磁 性和弱磁性矿物的回收效果，j i j i 尤罗夫等研制了利用磁场、离心力场 和重力场作用的m f u 一2 型磁力水力旋流器，明显的提高了钛精矿网收率 及其品位。前苏联专利：l5 9 9 0 9 9 a 号介绍了电磁浮选机，该机由于消 除了铁磁性物料的循环而使浮选指标提高。在该机的磁系中可产生沿给料 槽移动的磁场，同时，还产生沿转子槽室的纵向轴线向侧壁方向变化的磁 场梯度。 1 5 磁选的应用 近年来，随着磁选技术的不断发展及新型磁选设器的不断出现，磁选 的应用范围不断扩大。除了广泛地应用于黑色金属外，在有色金属分选、 非金属矿分选、环境保护、废品回收、石油化工中催化剂再生及生物技术 等方面的应用，得到很大发展。 1 5 1 有色金属矿分选 处理复杂硫化矿时，由于硫化矿( 铜铅、铜钼等) 的天然可浮性相近 或金属离子的相互活化，单一的浮选方法难以达到理想的效果，用磁选方 法能改善多金属矿石的处理效果。前苏联n o r i l s k 矿利用磁选预处理铜镍 硫化矿以抛去尾矿，取得良好的效果。前苏联利用磁选对钼进行了提纯， 以便除去钼粉中的杂质。张进生等利用浮选与磁选把闪锌矿从多金属硫化 矿石旱分离出来。何平波等在河南文峪金矿浮一磁一重联合流程选矿新工 艺中应用振动高梯度磁选分离铜铅混合精矿。含铅约3 5 ，含铜3 5 的铜铅混合精矿，经一粗一扫两次振动高梯度磁选，可得到含铜 1 5 l8 ，含铅小于6 的铜精矿，铜回收率8 4 以上；和含铅大于4 1 ， 含铜小于0 8 的铅精矿，铅回收率9 6 9 8 。对韶关精选厂钼精矿脱铜， 一次振动高梯度磁选便使钼精矿含铜由o 7 3 降至o 2 4 ，达到钼精矿一 级品含铜标准。r i g n j a t o v i c 等人用表面活性剂溶液预先处理含黄铁矿的 铜矿石，探讨使用高梯度磁选分离的可能性，当黄铁矿达到一定的粒度时 可得到有效分离。“、 1 5 2 稀土金属矿分选 熊大和介绍了湿式强磁选在钽铌矿选中的应用，认为，引入强磁选能使精 鸽b _ i i f 鞍山科技大学工程硕士论文 第一章绪论 选流程简化，精选回收率明显提高。尾矿品位大幅度降低。对巴颜额博诸 东矿区的氧化铌矿石进行强磁选，可以获得富铌磁中矿。”侧 1 5 3 贵金属回收 用磁选方法，从含石英一蔷薇灰石一氯化物的矿石中( 矿石中铅锌 铜含量小于1 5 ) 及该矿石的浮选与重选尾矿中回收贵会属，所得的磁 性产品的产率为1 0 8 ，磁性产品中贵金属的含量为m 2 9 2 ，贵金属的 回收率为3 9 2 。前苏联利用磁流体分选砂矿里的金，取得较好效果。 b s p a c h e j i e f f 介绍了在半工业条件下利用磁力溜槽选别某种砂矿， 可以回收9 0 以上的金。南非把高效磁选设备应用于金矿石的预选作业， 金矿石的磁选精矿中金回收率达8 0 ，产率达到15 2 5 。”。1 “ 1 5 4 磁选除杂 l o s s i u s 利用湿式磁选从次生细粒铝中除去f e 、n i 、 v 、p 、s 、t i 等杂质，达到预期的目的。s s h o u m k o v 等利用氢氧化铁胶粒吸附c d 、c u 和z u ，然后经高梯度磁选，以除去液体中这些金属杂质。对湖南某高磷 锰矿采用强磁选及焙烧浸出脱磷，将镐品位有182 0 提高到3 5 9 5 ，回 收率为8 2 1 1 ，磷锰比降到o 0 0 3 ：1 。v a nv e l s e n 等利用高梯度磁滤器脱 去废水中的金属及磷。前苏联采用磁选降低显影剂里的尘粒数量，以提高 显影剂的质量。 1 5 5 磁选在生物技术上的应用 美国t a k a s h i 等利用磁选对特殊序列的脱氧核糖核酸( d n a ) 进行了提 纯，并给其它类型的d n a 分离技术提供了一种方法。挪威的i q o r n e s 等对 磁性的d n a 杂化特性及其在聚合核糖核酸( m d n a ) 分离中的应用进行了 研究，实现了m d n a 对聚合的快速提纯。挪威的o l s v i k 等用磁选分离出 毒素基因。美国的z b o r o w s k i 等在磁选中用镧离子和饵离子从o 9 盐悬浮 液里分离出七种细菌，因饵与镧离子有较大的离子磁距，在溶液中这两种 离子粘附于这些细菌表面。细菌即可在置于不均匀磁场的毛细管中得到分 离。r r i c h a r d 等以卜f e 2 0 3 作磁种用高梯度磁选分离出酵母。h a r t m a n n 对 磁选技术在免疫学、细胞生物学及分子生物学方面的应用作了全面的评 述，讨论了细胞、蛋白质、基因及磁性r i a 和e i a 的分选特点，同时探讨 了有机杂质及二价离子的去除问题。“”1 1 5 6 在石油化工方面的应用 磁选方法处理污染催化剂新工艺的核心是利用高梯度磁选机将渣油 平衡催化剂中沉积有较多重金属( n i 、f e 、v ) 且磁化率较高的催化剂颗 第9 鞍山科技大学1 二程坝f 论文 她一章绪论 粒与沉积金属较少且磁化率较低的催化剂颗粒有效地分丌。只本石油公司 1 9 8 7 年在横滨炼油厂( 规模3 7 0 0 桶，日) 渣油催化裂化( f c c ) 催化剂振 动高梯度磁选的试验研究，脱镍率、脱铁率、脱钒率分别达到2 5 3 、 3 0 0 、2 2 2 ，由此可将大量废催化剂回收利用，且有广阔的工业应用前 景，h e t t i n g e r 等利用磁选再生裂化煤，其方法是加入顺磁性颗粒作为磁种， 选择性地除去f e 、n i 、v 等金属。b u i s s o n 等用磁流体静态分选法分选出 石油馏分中所含的会属杂质，并加以回收利用。b ”1 1 5 7 综合利用 a d j o h a r i 等用磁选处理煅烧过的锰结核，回收其中的c u 、n i 、c o ， 取得了较好效果。用磁选可以回收连续退火的熔盐中的铁皮，以使熔赫循 环使用。前苏联乌拉尔镍选厂利用磁选从抛弃的粒状炉渣罩回收n i 和c o ， 原矿含n io 1 1 0 1 7 5 ，c o0 0 15 0 0 4 0 ，f e1 3 0 2 1 6 ，处理后的 产品含镍1 6 9 3 7 3 ，c o o 6 4 1 5 4 ，f e 2 6 1 4 4 9 ，年回收n i 、c o 分别为5 0 0 吨和l o1 吨，美国用场强大于0 2 t 的筒式磁选机可以从剀割机 切下的碎片中回收特殊钢组分。火力发电厂利用磁选从烟尘中回收磁性的 r f e 2 0 3 粉尘，具有可观的经济效益，同时可减少环境污染。涡流磁选在国 外广泛用来回收有色会属和城市垃圾中的有用成份。”“1 1 6 本课题研究的目的、意义和内容 试验方案原则上是执行公司经理主持召开的烧结总厂选矿全停、矿业 公司对应方案讨论会上确定的选矿实验方案，考虑到实验室小型实验与工 业生产差距较大，为给设计提供可靠的试验数据，眼前山矿石单独处理在 小型试验的基础上做实验室连选实验。 针对眼前山矿石的自身特点，并结合其它选厂成熟的经验，克服弊端， 选择一个工艺合理的、先进的，并具有自身优点的较先进的优化流程方案。 现制定本课题研究的主要内容包括以下几部分： ( 1 ) 矿石相对可磨度测定及磁选管试验 ( 2 ) 试验工艺流程的选择与确定 ( 3 )实验室小型试验及产品分析 ( 4 ) 实验室连选试验及过程分析 ( 5 ) 给出推荐工业生产设计工艺流程 鞍山科技大学工程顾j 一论文 椎二章矿床地质特征耘极矿石的t 艺矿物学特征 第二章矿床地质特征积极矿石的工艺矿物学特征 2 1 矿床地质特征 眼前山铁矿现丌采平台为7 5 米，矿床属典型的鞍山式沉积变质型贫 铁矿。矿体长1 0 0 0 多米，厚度1 0 0 2 0 0 米，走向2 7 0 3 0 0 度，倾向7 0 8 5 度，局部有直立或倒转现象，矿体富存在鞍山群变质岩系中，主要是条 带状磁铁石英岩，下盘与花岗质混合岩呈断层接触，上盘与干枚岩呈整合 接触关系，并且矿体内央有石英绿泥片岩、镁铁闪石片岩等火层，同时有 多条闪长玢岩脉沿走向及倾向断层侵入，且在i v v 剖面问有宽约2 0 米萏! 右的正常玢岩脉呈岩墙垂直侵入。 矿石的主要自然类型有磁铁石英岩、绿泥磁铁石英岩及闪石类磁铁石 英岩。从本次取样结果看，磁铁石英岩主要分柿于5 0 1 5 0 剖面之问及f 长斑岩脉以东2 5 0 3 5 0 剖面之蜘，其它部位多为绿泥磁铁石英岩。 2 2 矿石的工艺矿物学特征 2 2 1 矿石的化学成分及物相分析 矿石化学全分析结果见表2 1 ，物相分析见表2 2 化学全分析结果表2 一l t f ef e o s i 0 2a 1 2 0 3 c a o m g oi g p m n os 3 1 9 01 6 7 84 4 8 21 0 22 0 22 4 83 1 0 0 0 4 6 0 1 40 0 8 6 物相分析结果表2 - 2 项名t f e f e ，0 4 f e s o ， f e c 0 3 赤褐假、半假像矿 含量( )3 1 9 02 6 7 03 o o2 0 50 1 5 占全铁 1 0 0 o o8 3 7 09 4 06 4 30 4 7 ( ) 从化学全分析及物相分析结果看，眼前山矿石为高硅、低磷贫铁矿 石，该区矿石多为磁铁矿石，且硅酸铁、碳酸铁含量较高。 眼前山磁铁性铁占8 3 7 0 ，硅酸铁、碳酸铁占全铁1 5 8 3 。 第1 l 负 鞍山科技人学t 程预h 论文第二章矿眯地质特抓积极矿石的t 艺矿物学特千i i = 由于硅酸铁、碳酸铁含量较高，会直接影响尾矿品位，使尾矿品位 偏高，导致铁精矿的金属回收率下降。 2 2 2 矿石的矿物组成及嵌布特征 眼前山铁矿的主要组成矿物是磁铁矿、石英、绿泥石和闪石类矿物， 次要矿物是赤铁矿、菱铁矿、方解石及微量的黄铁矿。根据矿石中绿泥石 和闪石类矿物含量不同，该区矿石类型分为石英型磁铁矿石、绿泥石型磁 铁矿石及闪石型铁矿石。 眼前山铁矿石英型磁铁矿石中绿泥石及闪石类矿物含晕在15 以一卜， 一般在5 1 0 左右，与铁矿物共生或包裹在铁矿物周围，沿条带方向分前j 0 磁铁矿石多为半自行结构，少量为他行结构，铁矿物粗细相差悬殊，条带 中的铁矿物多呈集合体状态，粒度较粗，石英条带中的铁矿物多为微细粒， 呈包体的形式存在于脉石矿物间隙或脉石矿物中，且包体含量较高，这不 利于铁矿物的单体解离。 绿泥石型磁铁矿石中绿泥石含量在l5 以上，绿泥石与干i 蜒共同组成 灰绿色脉石条带，但条带很窄，黑色条带则仍组要为磁铁矿，条带较宽， 磁铁矿含量在7 0 左右，磁铁矿多为他行单晶粒状结构，边界不平直，且 多为中、细粒级别，粗级别含量很低，镜下显示粒度分布较为均匀，同时 脉石矿物粒度也很低，这不利于铁矿物的单体解离，易产生极贫连生体， 应细磨。“ 2 2 3 矿石的粒度特征 矿石中铁矿物平均嵌布粒度为4 4 9 5 微米，脉石矿物平均嵌布粒度 为7 1 2 0 微米，从个别结果看，铁矿物平均粒度最粗为6 8 6 8 微米，最细为 2 5 9 8 微米，且低于4 0 微米的样品占4 0 ，从脉石矿物粒度可见，品位偏 低时，脉石矿物平均粒度较粗，最高达3 0 5 微米，值得注意的是个别样品， 铁矿物粒度较细，在4 0 微米以下，而脉石矿物粒度也较细，在5 0 微米左 右，这必然会影响铁矿物的单体解离。” 2 2 4 矿样的采取与制备 试验所用矿样由眼矿地测科与矿研所一同采取，分别取自开采的一7 5 米、一6 3 米、一5 1 米及2 7 米掌子面上，按采场各部位储矿比例配矿，代表 了眼前山铁矿的矿石特性，共取矿样3 吨。经破碎筛分后，粒度在2 m m 以下，将矿样混匀以备试验用。其破碎筛分流程见图2 1 。 第1 2 页 鞍山科技大学工程硕士论文筑二审矿床地质特征积极矿石的t 艺矿物学特征 图2 1矿干i 破碎筛分流利幽 破碎流程采用三段破碎、一段筛分闭路破碎流程。原矿给入第一段 p e 3 5 0 2 0 0 m m 鄂式破碎机粗破，粗破产品给入第二段p e 2 5 0 x l5 m m 鄂式 破碎机中破，其产品给入一台x p z - i ) 2 0 0 1 2 5 刘辊破醉机细破，其产品给 入s z z 4 0 0 x 8 0 m m 振动筛筛分，筛孔2 毫米，筛下产品粒度为2 o 毫米， 做为选矿试验矿样，而筛上产品返回给入对辊破碎机再破碎。 鞍山科披大学工程硕 二论文笫三章矿棚对可磨度测定及磁选管试验 第三章矿石相对可磨度测定及磁选管试验 3 1 矿石相对可磨度测定 3 1 1 矿石的选取 由于要将眼前山青矿送齐选处理，要求与焙烧矿做对比试验，与此同 时，齐选技术科与研究所共同取焙烧矿，经同样条件的破醉筛分后，混匀 以备试验用。 3 1 2 矿石相对可磨度试验 将所取的眼前山矿石与齐选焙烧矿分别做矿石相对可糜度试验，实验 室采用小干式球磨机，分别磨这两种矿样各1 公斤，两种原矿粒度组成基 本相近，磨矿时取不同磨矿时间，分别测出其一2 0 0 目含量，其测定结果 见下表3 一l ： 表3 1 相对可磨度试验结果 磨矿时间( 分) 1 013 51 417 5182 552 853 1 53 3s 焙烧矿 5 45 96 6 8 18 6 9 0 一2 0 0 日含昔( ) 眼前山矿石 5 l 5 9 6 47 88 39 0 2 0 0 目含量( ) 从上表看，眼前山矿石与齐选焙烧矿相比，略难磨些。 3 2 磁选管试验 3 2 1 试验的装置及结果 取不同磨矿粒度的眼前山青矿分别做磁选管分析，通1 2 安培的激 磁电流，9 6 k a m 的磁场强度，磁选管试验结果如图3 一l ： 幽3 1 不同磨矿粒度的磁选管试验 籀1 4 负 柏 r 毒 鞍山科技大学工程顺士论文第三章矿石相对可磨度测定及磁选管试验 3 2 2 分析及其结论 从试验结果看，原矿磨矿粒度一2 0 0 目占5 5 时，通过磁选，可甩掉近 4 0 的品位8 7 1 的尾矿，进入下段作业的矿量只剩6 0 ，进入二次球磨机 的量相对减少，减轻了二次球磨的负荷。根据这一结果，试验可试采用阶段 磨、阶段选流程。当磨矿粒度2 0 0 目占8 4 e 1 寸，精矿品位5 8 4 2 ，也可 抛弃5 0 左右的8 8 8 的尾矿，但两段连续磨矿，二次球磨满负荷，磨矿 效果不会太好，而且一次磨矿后，已单体解离的石英仍进入二次球磨，造 成不必要的入磨，影响磨矿效率增加能耗。所以水次试验优先考虑阶段摩 后磁选抛尾流程。 第1 5 页 鞍山科技人学_ t 程硕十论文第p u 章试验t 艺流程的选掸j 确定 第四章试验工艺流程的选择与确定 4 1 眼前山矿石的赋存状态 眼前山矿石铁矿物平均嵌布粒度为4 4 9 5 ，脉石矿物平均嵌靠粒度 为7 1 2 0 ，脉石矿物嵌稚粒度较粗，通过粗磨，就可伎大粒赋存状态的石 英达到单体解离，通过一段磁选，就可将这部分已达到单体解离的大粒石 英及贫连生体抛弃，前面磁选管试验已证明，能抛弃近4 0 的品位为8 7 1 的尾矿。 4 2 矿石的粒度分析 原矿磨至2 0 0 目含量5 6 时，其粒度筛析结果及单体解离测定表4 一l 一球排粒度分析给果表4 一l 产率( )金属分布率( )铁矿物脉行矿 粒级 品位 部分累计部分累计单体解物单体 ( m i n )( )离度解离_ | ： ( ) ( ) + o2 8 02 9 7 47 9l o o o o7 3 61 0 00 0l69 i2 4 18 0 2 8 0 + o 15 0 2 9 0 4 1 4 9 9 2 1 l3 5 49 26 4 15 7 62 5 9 0 o 15 0 + o 10 0 2 9 1 7 1 6 2 0 7 7 2 01 4 7 97 9 12 8 7 53 3 7 4 o0 0 l + 0 0 7 l 2 9 1 1 5 o6 1 0 04 5 66 43 l4 l9 i 4 1 9 5 0 0 7 1 + o 0 5 6 6 2 1 2 5 0 45 6 0 09 - 8 05 9 7 59 2 5 6 5 6 0 6 00 5 6 + o 0 4 3 4 6 1 913 1 0 5 0 9 61 89 54 9 9 59 29 9 7 2 3 2 0 0 4 3 + o 0 3l 3 1 13 1 6 6 93 7 8 61 6 2 63 1 0 09 50 0 8 3 1 1 0 0 3 1 + o 0 2 1 3 0 4 3 1 7 9 2 1 17 1 7 11 4 7 4 9 8 2 98 9 5 8 o0 2 l + o 0 1 02 83 42 0 21 9 3 81 7 9l3 0 39 62 7 9 1 7 7 o 0 1 0 2 0 6 8 1 7 3 61 1 2 49 62 7 9 1 7 乍 合计 3 1 9 4 1 0 0 0 01 0 0 0 06 59 0 5 9 3 2 从表4 1 看出，铁矿物的平均单体解离度为6 5 9 0 ，脉石矿物平均单 体解离度为5 9 3 0 ，但+ o 0 7 1 m m 以上各粒级脉石解离状况明显好于铁矿 物，大颗粒脉石已基本达到单体解离，可经过一段磁场强度为1 4 0 k a m 左右的磁选机，( 本试验为方便起见，称中磁机) ，抛弃大量单体石英及极 贫连生体，减轻了下段作业的给矿量，减少不必要的入磨，减轻了二次球 磨的饿负荷，提高磨矿效率。同时结合其他处理磁铁矿选矿厂多年的实践 经验，本次试验采用阶段磨、阶段选流程。 鞍山科技大学工程硕j j 论文第四章试验t 艺流程的选择j 确定 矿石粗磨后，经过一段磁选抛弃大量尾矿，磁选粗精矿需经二次磨矿。 磨矿粒度2 0 0 目占8 1 时，铁矿物解离的较好，再通过一段脱水槽、一段 磁选机选别，磁选精矿经细筛选别得筛下产品，筛上大多是没有单体解离 的富连生体及少量单体铁，这部分产品必须细磨( 眼前山矿石铁矿物嵌柿 粒度较细，且包裹体多，只有细磨才能使铁矿物充分解离) ，获得较好的 精矿质量，筛上产品给入再磨机后，磨至一2 0 0 目含量8 5 以上，使细粒嵌 布的铁矿物及包裹的铁矿物充分解离，以便得到较高品位的铁精矿。 筛上产品经第三次球磨后，铁矿物单体解离度均在8 5 9 0 之问， 若先经三、四段细筛，再经脱水槽、磁选机选别，根据大孤山选矿厂多年 的生产实践，细筛给矿量大，影响筛子作用的发挥，致使矿流膜厚，沿筛 面流速快，造成筛下粒度不细，品位不高，筛上粒度不粗，品位不低的现 象，筛分效率低，造成筛上循环量大的弊端，大量粗精矿源源不断的参 与细筛再磨流程的自循环中，作业分配前松后紧，形成恶性循环。 4 3 试验流程的确定 为了克服上述弊端，充分发