（矿业工程专业论文）磁选柱在板石矿业公司选矿厂的应用研究.pdf

东北大学硕士学位论文 摘要 磁选柱在板石矿业公司选矿厂的应用研究 摘要 近年来，随着中围经济的发展，钢铁行业更是迅猛发展，而为钢铁企业提供铁前原料 的选矿厂生产的铁精矿质量大多偏低，铁精矿品位一般在6 5 6 7 ，而s i 0 2 等杂质含量 较高，一般达到5 1 1 ，这严重影响着钢铁企业的高炉利用系数的提高。生产实践表明， 入炉品位提高1 ，焦比降低2 ，高炉l e i 勺生铁产量呵以提高3 。目前全国各铡铁企业已 经充分意识到提高精矿质量是钢铁企h k 获得最大经济效益的主要手段。凶此，目前选矿的 发展方向是提高铁精矿品位，降低s i 0 2 、a 1 2 0 3 等杂质含量，即“提铁降硅”，为冶炼高炉 提供“精料”。 板石矿业公司是通化钢铁集团公司铁前原料的主要供应基地之一，原矿处理能力2 0 0 万吨年，生产铁精矿7 2 万吨年，应用磁选柱之前铁精矿品位在6 6 5 左右。选矿j j 生产 工艺流程是由冶金部鞍山黑色冶会矿山设计研究院设计，1 9 6 9 年建成投产，采用处理鞍 山式磁铁矿的传统工艺：三段一闭路破碎、阶段磨矿、阶段单一磁选细筛自循环流程。由 于生产工艺流程的相对稳定，进一步提高铁精矿品何难度较大。本文通过对磨选生产工艺 流程的考查分析，查找出影响铁精矿品位进一步提高的原因即细筛下三次磁选效率 低，用筒式磁选机已不适。j ：细粒级矿浆精选。 本文对高效磁选设备磁选柱的结构利选别原理进行了洋细分析。磁选柱在脉动磁 场作用下，轴向与径向均产生一定的磁场梯度，这使得矿浆中矿粒处于“分散一团聚”的 反复动态中，在上升水流与旋转水流的作用f ，矿浆得到不断的淘沈，脉石及贫连生体被 选分出来，经卜升水流冲带由上部溢流槽排出，成为磁选柱中矿。而形成磁链的单体磁性 颗粒及中富连生体存磁场力和自身重力作用下下移，从磁选柱底部排出成为底流精矿。 本文对磁选柱提高板行矿业公司选矿厂铁精矿品位的可行性进行了分析。通过小型试 验可知，应用磁选柱可使板石矿业公司选矿厂终精矿品位达到6 7 以上，提高品位1 5 以上。通过个月的工、i k 对比试验，应用磁选柱的第一生产系列，其精矿品位明显高于其 它未采用磁选柱的三个生j “系列，终精矿品位可提高到6 7 4 8 ，而其它三个生产系列平 均值在6 5 1 6 。 从2 0 0 2 年7 月开始，选矿厂陆续对其他三个牛广：系列进行技术改造，到年未全部改 查! ! 查堂翌主量竺丝查 一! ! 墨 造完毕。本文对磁选柱的实际，产应用情况进行了分析。通过对应用磁选柱前后的生产技 术指标统计百 以看出，应用磁选柱后选矿厂铁精矿品位明显提高，盯达蓟6 75 以j k 。同 时，其它指标如尾矿品位、 n p l 收率等也得到了相应的改善a 尽管电力单耗、用水单耗 等指标略有一卜升，但整个选矿生产工艺流程得到优化，综合经济效益是显著的。通过技术 经济分析可知，选矿r 每年可获得经济效益7 2 0 余万元以上a 关键词磁选柱应用研究技术改造精矿品位 东北大学硕士学位论更 ( a b s t r a c t ) t h e a p p l i c a t i o nr e s e a r c ho fm a g n e t i c s e p a r a t i n gc o l u m n i nb a n s h i m i n i n g c o m p a n yc o n c e n t r a t o r a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s t a l o n g w i t ht h ed e v e l o p m e n to f c h i n e s ee c o n o m y ，t h es t e e li n d u s t r yh a s a l s oh a v ear a p i dd e v e l o p m e n t ，b u tt h ei r o nc o n c e n t r a t eq u a n t i t yf r o mt h ec o n c e n t r a t o r p r o v i d e dt os t e e le n t e r p r i s ei sm o s t l yl o w ，w h o s eg r a d ei sg e n e r a l l yi nr a n g eo f 6 5 - 6 7 ，a n d t h es i l i c o na n do t h e rv a r i o u sc o n t e n t sa r et o oh i g h ，g e n e r a l l yi nr a n g eo f5 一11 ，w h i c h a f f e c t st h eu t i l i z i n gc o e f f i c i e n to ft h eb l a s tf u r n a c ei ns t e e le n t e r p r i s es e r i o u s l y t h ep r o d u c t i o n p r a c t i c eh a sr e v e a l e dt h a tt h eg r a d e i n t ot h eb l a s tf u r n a c er a i s e sl ，t h eb u r n tl o w e r s2 ，a n d t h ep i gi r o ny i e l do ft h eb l a s tf i a r n a c er a i s e s3 c u r r e n t l y ， e v e r ys t e e le n t e r p r i s eh a sa l r e a d y b e e na w a r et h a ti no r d e rt oo b t a i nt h eb i g g e s te c o n o m i cb e n e f i t ， i m p r o v i n gt h ec o n c e n t r a t e q u a l i t yi st h em a i nw a y t h e r e f o r e ，t h ec u r r e n t l yd e v e l o p m e n td i r e c t i o no f t h ec o n c e n t r a t o ri s t or a i s ei r o nc o n c e n t r a t eg r a d e ，l o w e rt h ev a r i o u sc o n t e n ts u c ha st h es i l i c o na n da 1 2 0 3 ，w h i c h i s “i r o ni n c r e a s ea n ds i l i c o nr e d u c t i o n ”，p r o v i d i n gt h eb e s tr a wm a t e r i a lf o r t h eb l a s tf u m a c eo f s m e l t i n g t h eb a n s h im i n i n gc o m p a n yi sam a i ns u p p l yb a s ef o rp r o v i d i n gt h er a wm a t e r i a lo ft h e t o n g h u ai r o n s t e e lg r o u pc o m p a n y ，t h ep r o d u c i n ga b i l i t yo ft h eo r i g i n a lm i n e r a li s2 ，0 0 0 ，0 0 0 t o n sp e ry e a r ，a n dt h ep r o d u c i n ga b i l i t yo f t h ei r o nc o n c e n t r a t ei s7 2 0 ，0 0 0t o n sp e ry e a r ，t h e c o n c e n t r a t e g r a d e i sa b o u t6 6 5 b e f o r ea p p l y i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m n t h e p r o d u c t i o nc r a f tp r o c e s so ft h ec o n c e n t r a t o ri sd e s i g n e db ya n s h a nb l a c km e t a l l u r g ym i n e d e s i g ni n s t i t u t ef o rr e s e a r c h ，s e tu pi n1 9 6 9 a n da l s oa p p l i e di n t op r o d u c ei nt h es a m ey e a r ， a d o p t i n gt r a d i t i o n a lc r a f to fa n s h a nm a g n e t i t eo r ep r o c e s s i n g ，t h et h r e es e g m e n t sp e rc l o s e d c i r c u i tc r u s h i n g ，t h es t a g eg r i n d i n g ，t h es t a g es i n g l em a g n e t i cs e p a r a t i n go f c i r c u l a t i o ni t s e l f c r a f t b e c a u s eo ft h eo p p o s i t es t a b i l i t yo ft h ec r a f tp r o c e s s ， i ti sd i f f i c u l tt oi m p r e s st h ei r o n c o n c e n t r a t eq u a n t i t yf u r t h e r t h i st e x te x p o u n d st h er e a s o no fi n f l u e n c i n gt h ei r o nc o n c e n t r a t e q u a n t i t yf o rf u r t h e ri m p r e s s i n gb ya n a l y z i n gt h ec r a f tp r o c e s so fp r o d u c i n g t h ec o n c l u s i o ni s t h a te f f i c i e n c yo ft h et h i r dm a g n e t i cs e p a r a t i n gi sl o wa f t e rt h es c r e e n i n g ，a n di ti sn o ts u i t a b l e t os e p a r a t et h eo r ep u m po ff i n ec l a s s i f i c a t i o nb yu s i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n gi nt u b et y p e t h i st e x th a sad e t a i l e da n a l y s i so ft h eh i g he f f i c i e n c ym a g n e t i cs e p a r a t i n ge q u i p m e n t t h e m a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m ns t r u c t u r ea n dt h es e p a r a t i n gm e t h o d t h em a g n e t i cs e p a r a t i n g c o l u m np r o d u c e sac e r t a i nm a g n e t i cf i e l dg r a d i e n ti nr a d i a la n da x i a l ，t h i sm a k e st h ep a r t i c u l a t e i v - 东北大学硕士学位论文( a b s t r a c t ) m a t e r i a li nt h eo r ep u m pi nt h ed y n a m i cs t a t e 一“d i s p e r s i o n - - t o g e t h e r ”，t h eo r ep u m pi s w a s h e dc o n t i n u o u s l yi nt h ef u n c t i o no fa s c m t d i n ga n dr o t a t i n gw a t e r ，t h eg a n g u ea n dl e a n c o n n e c tb o d yi ss e p a r a t e d ，a n di sf l o w e d b yt h ea s c e n d i n gw a t e rf r o mt h eu p p e rp a r t ， b e c o m i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m nm i d d l eo r e ， b u tt h e s i n g l eb o d ym a g n e t i s m p a r t i c u l a t e sa n dt h er i c hc o n n e c tb o d yf o r m e dt h ec h a i no fm a g n e t i cm o v ed o w n w a r db e c a u s eo f t h ef u n c t i o n so f t h em a g n e t i cf i e l da n dt h eg r a v i t yi t s e l f ，f l o w , f r o mt h eb o t t o mo f t h em a g n e t i c s e p a r a t i n gc o l u m n ， a n db e c o m et h ec o n c e n t r a t ea tb o t t o m t h i st e x th a sa na n a l y s i sa b o u tt h ef e a s i b i l i t ys t u d yt oi m p r o v et h ec o n c e n t r a t eg r a d ei n b a n s h im i n i n gc o m p a n yc o n c e n t r a t o r t k r o u g ht h es m a l l s c a l ee x p e r i m e n t ，w ec a l lk n o wt h e c o n c e n t r a t eg r a d ec a nr e a c ha tl e a s t6 7 b ya p p l y i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m ni nb a n s h i m i n i n gc o m p a n yc o n c e n t r a t o r ，t h er a i s i n gr a n g ei sa tl e a s t1 5 ，t h r o u g ht h ei n d u s t r i a l c o n t r a s te x p e r i m e n tf o ram o n t h ，t h ec o n c e n t r a t eg r a d ef r o mt h ef i r s tp r o d u c t i o ns e r i e sb y a p p l y i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m ni so b v i o u s l yh i g h e rt h a nt h eo t h e rt h i e ep r o d u c t i o n s e r i e sw i t h o u ta p p l y i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m n ，w h o s ec o n c e n t r a t eg r a d ec a nr e a c h 6 7 4 8 ，b u tt h eo t h e rt h r e ep r o d u c t i o ns e r i e s a v e r a g ev a l u ei so n l y6 5 1 6 o u rc o n c e n t r a t o rh a v eb e g u nat e c h n o l o g i c a lr e f o r m a t i o nt ot h eo t h e rt h r e ep r o d u c t i o n s e r i e ss i n c ej u l yo f 2 0 0 2 ，a l lr e f o n n a t i o n sw i l lb ec o m p l e t e db yt h ee n do f t h i sy e a r t h i st e x t h a sa 1 1a n a l y s i sa b o u tt h ea c t u a la p p l i c a t i o nc o n d i t i o no ft h em a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m n f r o m t h es t a t i s t i c so ft h ep r o d u c t i o nt e c h n i q u ei n d e x ，w ec a nk n o wt h a tt h ec o n c e n t r a t eg r a d eh a s o b v i o u s l yi m p r o v e db ya p p l y i n gt h em a g n e t i cs e p a r a t i n ge o h i m r l t h ec o n c e n l r a t eg r a d ec a r l r e a c ha tl e a s t6 7 5 ，a tt h es t o n et i m e ，t h eo t h e ri n d e xs u c ha st a i l i n g sg r a d e 、t h em e t a l s r e c o v e r yr a t ea n ds oo nh a v ea l s og o tac o r r e s p o n d i n gi m p r o v e m e n t t h o u g ht h ee l e c t r i c p o w e ra n dt h ew a t e ru s i n gi n d e xh a v er a i s e ds l i g h t l y ， b u tt h ew h o l ep r o d u c t i o nc r a f tp r o c e s s h a v eb e e no p t i m i z e d ，a n dt h ec o m p r e h e n s i v ee c o n o m i cb e n e f i ti sr e m a r k a b l e f r o mt h e t e c h n i q u ee c o n o m i ca n a l y s i s ， w ec a r tk n o wt h a tt h ee c o n o m i cb e n e f i ti sa tl e a s t7 ，2 0 0 ，0 0 0 r i v i bp e ry e a r k e y w o r d sm a g n e t i cs e p a r a t i n gc o l u m n ，a p p l i c a t i o n a n d r e s e a r c h ，t e c h n o l o g i c a l t r a n s f o r m a t i o n ，c o n c e n t r a t eg r a d e v ， 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同丁作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明 确的说明，并表示谢意。 一躲渊 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规 定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许沦 文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索、交流。 一虢引班 ， 日期：2 0 0 5 0 6 2 0 l 另外，如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为 同意。 学位论文作者签名： 签字日期：2 0 0 5 0 6 2 0 导帅签名： 签宁日期： 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论弟一早 三百下匕 1 1 我国铁矿石资源概况 我国铁矿资源十分丰富，总储量接近5 0 0 亿吨，大小产地1 7 6 0 处，而且品种多，分 布也广，全国各个地区都有较大的铁矿区。从地理分布来看，东部和中部地区各占4 6 5 ， 西部地区占7 i “。据不完全统计，我国6 7 3 储量的铁矿集中在以下几个主要矿区： ( 1 ) 鞍本矿区( 辽宁鞍山、本溪一带) 。是中国主要铁矿区之，铁矿成因类型属于 沉积变质铁矿床，工业类型为鞍山式铁矿床。矿层围岩为千枚岩、角闪片+ 岩、云母片岩和 含有不同硅酸盐的石英片岩。矿石中铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿，有时含 少量褐铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为角闪石、黑云母或辉石等硅酸盐矿物。脉石矿 物以石英为主时称铁质石英岩，以角闪石为主时称铁质角闪片岩。鞍山式铁矿床大多数为 高硅贫铁矿石，一般含铁2 0 4 0 ，含二氧化硅4 0 5 0 。矿床中局部地段因热力变质作 用可形成含铁高于5 0 的富矿。矿石中含硫、磷及其它有害杂质均较低。鞍山式铁矿床虽 然产地不同，但其矿物组成及化学成分足相似的。鞍山式铁矿床除富矿多为块状构造外， 其它品位较低的贫矿大多数是条带状或条纹状构造。条带宽一般为0 5 3 m m 。矿石嵌布粒 度较细，结晶颗粒通常为o 0 4 0 2 m m ；有些矿床的嵌布粒度更细，如山西岚县袁家村铁 矿石，结晶粒度多为0 0 1 5 - 0 0 4 5 r n m 。 ( 2 ) 冀东矿区( 河北迁安、滦县一带) 。是中国华北最大的铁矿区，铁矿成因类型也 属于沉积变质铁矿床，工业类型属于鞍山式贫磁铁矿石。金属矿物以磁铁矿为主，其次是 赤铁矿；脉石矿物共生关系简单，容易解离。铁矿物以中、粗结构为主，一般粒度为o 5 m m 左右。石英粒度为0 1 8 - 0 5 m m ，呈犬牙交错状嵌镶组成定向排列的浅色条带。矿石的构 造以条带状及粗条纹状为主，其次是片麻状和条纹状，还有少量的块状及细条纹状。矿石 含铁3 0 左右，磁性率3 7 。 ( 3 ) 鄂东矿区( 湖北黄石鄂州一带) 。铁矿成因类型属于矽卡岩型含铜铁矿床，工业 类型为大冶式铁矿床。该矿床特点是金属矿物除磁铁矿和赤铁矿以外，还伴生有以铜为主 的硫化金属和贵金属矿物，如黄铜矿、黄铁矿、辉钻矿、金、银等。矿石分原生矿和氧化 矿两大类，根据其含铜高低又分为高铜矿石( 含铜高于0 3 ) 和低铜矿石( 含铜低于0 3 ) 。 原生矿中金属矿物主要为磁铁矿，全铁品位4 0 5 0 ，含硫2 - 3 ，另为少量赤铁矿、黄 东北大学硕士学位论文第一章绪论 铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿和铜蓝等。氧化矿中的金属矿物有假象赤铁矿、磁铁矿、 褐铁矿、孔雀石、赤铜矿、黄铜矿、黄铁矿、辉钴矿等。原生矿和氧化矿中的丰要脉石矿 物均为石英、绿泥石、绢云母、方解石、白云石等。矿石多呈块状、稠密浸染状和绌脉浸 染状构造，嵌布粒度不均，但细粒嵌布者居多。 ( 4 ) 白云鄂博矿区( 内蒙古包头市) 。铁矿成因类型属于高温热液作用形成的含稀土 矿物的铁矿床，工业类型为白云鄂博式铁矿床。该矿床是中国独有的特大型铁、稀十、铌 等多金属共生矿床。矿石中铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿及假象赤铁矿，少量为镜铁矿、 褐铁矿及黄铁矿；富矿含铁5 0 左右，贫矿含铁2 0 3 0 。主要铌矿物为铌铁矿、烧绿石、 易解石、铌钙矿等；主要稀土矿物为独居石、氟碳铈矿、磷镧镨矿、氟碳钙铈矿等；其它 有用矿物为铁钍石、锆英石、重晶石、萤石、磷灰石等。脉石矿物主要为石英、玉髓、方 解石、白云石、云母、钠长石、钠辉石、钠闪石等。向云鄂博矿各种矿物共生关系密切， 犬牙交错分布，组成复杂，嵌布粒度细，难以分离。 ( 5 ) 攀西矿区( 四川省攀枝花、西昌一带) 。矿床成因类型是由岩浆作用形成的钒、 钛磁铁矿床，工业类型为攀枝花式铁矿床。矿石中含有铁、钛、钒、铬、镓、铜、镍及铂 族元素等十几种有用组分可供综合利用，其中钒、钛、钴等金属储量相当可观。矿石中金 属矿物以磁铁矿、钛铁晶石、钛铁矿为主，其次为磁黄铁矿、黄铜矿、铬铁矿、镍黄铁矿、 假象赤铁矿和褐铁矿。脉石矿物主要为拉长石、异剥辉石、角闪石等。矿石中钛铁矿、磁 铁矿、钛铁晶石紧密共生，有的呈固溶体存在。矿石含铁3 5 , - - 4 5 ，含二氧化钛6 1 5 ， 含五氧化二钒o 3 0 1 。矿石具有致密块状、致密一稀疏浸染状及条带状构造。钛铁矿 多在磁铁矿中呈粒状结构，结晶颗粒o 5 2 r a m 。 ( 6 ) 宁芜矿区( 江苏省南京、安徽省芜湖一带) 。该矿区铁矿成因类型属于中、低温 热液铁矿床，工业类型为宁芜式铁矿床。矿石中磁铁矿往往为假象赤铁矿所交替，构成磁 铁一赤铁矿混合矿石。矿石巾还含有菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、孔雀石等金属矿 物。矿石中的脉石矿物为方解石、白云石、石英、绿泥石、高岭上、云母等。矿石呈块状、 浸染状及角砾状构造。矿石含铁丰富，块状矿石含铁3 0 5 0 ；浸染状矿石含铁较低， 为1 7 3 0 。矿石中含磷o 0 1 1 3 4 ，含硫0 0 3 8 或更高，含五氧化_ 钒o 1 o 3 ， 伴生有少量的钴。铁矿物嵌布粒度不均匀，结晶颗粒一般为o 叭0 4 m m ；磷灰石嵌布粒 度较细，结晶颗粒一般在o 0 7 4 m m 以下。 我国铁矿资源的特点是：矿床类型多，贫矿多，矿石嵌布粒度细的多，多种有用矿物 东北大学硕士学位论文第一章绪论 伴生的杂矿多。在总储量中，含铁5 0 以上的富矿只占5 7 ，贫矿占9 4 3 。这些特点 决定了中国铁矿石多数需要选矿处理，且入选矿石性质复杂，各类矿床都有一部分难选矿 石，诸如鲕状赤铁矿石、微细粒嵌布磁铁矿赤铁矿石，含有金属褐铁矿石，含稀有金 属的磁铁一赤铁矿石和含有钛磁铁矿石等，这无疑给选矿处理增加了一定的困难，也为多 金属回收利用提供了广阔前景【1 】。根据矿石的性质、有用矿物的浸染粒度及矿石中伴生的 有用成分的种类、数量和产出形态等不同，所应用的选矿方法和选别流程也是不同的。但 是，无论是采用哪一种选别流程，都应在选别过程中充分注意到矿石资源的综合利用，尽 量回收矿石中的各种伴生的有用成分，特别是应积极采用先进技术和先进的工艺，努力提 高劳动生产率和各项技术经济指标，在做到提高精矿品位的同时，努力提高金属回收率。 1 2 提铁降硅的意义 提铁降硅的目的就是为冶炼高炉提供精料。所谓“精料”是指入高炉的炉料含铁量要 高，s i 0 2 、a 1 2 0 3 等杂质含量要低，它们含量的高低直接影响着烧结球团矿的质量、高炉 炼铁质量及综合经济效益。资料表明，入炉品位提高l ，焦比降低2 ，高炉的生铁产量 可以提高3 【3 】。入炉精矿品位的提高，给钢铁企业带来的效益是非常显著的。 目前我国钢铁企业所属的选矿厂生产的铁精矿质量大多偏低，铁精矿品位一般在 6 5 6 7 ，而s i 0 2 杂质含量较高，。般达到5 - 1 1 ，这严重影响着钢铁企业高炉利用系数 的提高。国外从2 0 世纪5 0 年代就意识到提高铁精矿质量是钢铁企业获得最大经济效益的 主要手段，而我国9 0 年代初各钢铁企业才意识到这一问题【2 】。一些钢铁企业的选矿厂通 过技术改造，提高了精矿品位，从而提高了入炉品位，提高了高炉利用系数，获得了一定 的经济效益。 近几年来，由于国内钢铁企业的快速发展，钢铁原料以及钢制品开始供不应求，而中 国铁矿多半为贫矿，硅酸盐等杂质含量高，加工难度大，国产铁矿石远不能满足生产要求， 钢铁企业进口矿越来越多，全国每年正以2 0 以上的幅度增长。1 9 9 9 年进口铁矿石5 5 2 7 万吨，2 0 0 1 年增加到9 0 0 0 力- 吨以上，占我国炼铁所用矿石金属量的4 5 以上。高炉炼铁 厂家已充分认识到“吃”国外进口优质铁矿石有利于提高炼铁效益和生铁质量，因此都愿 意多进口铁矿石，而逐步减少国内铁矿山自产的铁精矿使用比例。我国大多数高炉入炉料 品位由1 9 8 0 年的5 1 7 5 5 2 7 4 发展到1 9 9 9 年的5 4 6 0 ，高炉利用系数( t m s , d ) 从1 9 8 0 年的1 4 5 1 5 6 发展到1 9 9 9 年的平均值1 9 9 3 ，使大多数冶金企业生铁成本下降到8 5 0 元 吨左右。国外高炉入炉品位及高炉利用系数均远远高于国内，其主要原因就是s i 0 2 含量 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 较低。如瑞典高炉入炉品位6 6 ，s i 0 2 含量2 2 ，m g o 含量1 4 4 ，焦炭灰份8 4 ，高 炉渣量1 4 6 k g t ，利用系数3 4 7 6 t m 3 d 。芬兰烧结矿f e6 0 ，s i 0 24 5 ，c a o7 5 ，配少 量酸性球团矿后f e6 5 ，s i 0 26 o ，c a oo 3 ，焦炭灰份9 ，4 ，高炉渣量2 0 0 k g t ，高 炉利用系数3 4 t m 3 d 。从国外钢铁行业发展状况来看，为了追求高炉炼铁效益，都追求高 品位、低杂质的铁精矿，通常要求含f e 6 6 ，s i 0 2 为2 - - 4 ，s 硒2 ，所以对同体积矿粒 而言，有u l u 2 。因为k 0 2 = o ，因此： 脉石颗粒沉降速度：u 2 = ao a 1 v 1 仃( 52 - p ) 1 2 _ u a ) 东北大学硕士学位论文第三章磁选柱的理论分析及应用试验研究 磁铁矿颗粒沉降速度：u l = ao ( alv 1 佑( 6l p ) + a2k 叭v 1 凸h g r a d h m u a 当 a 1v 1 凸( 6 2 _ p ) 1 也 k 0 3 ， 因此，有u l u 3 。当连生体向下运动的速度小于上升水流速度，而磁铁矿颗粒或磁链向下 运动速度大于上升水流速度，在磁链松散时，处于磁链中的贫连生体也会被上升水流带动 上浮而进入磁选柱溢流成为尾矿，从而可提高磁铁矿精矿的铁品位 ”l 。 此外，磁链的体积和磁化率均大于单个磁铁矿粒的体积和磁化率，所以磁链的形成有 利于磁性矿物的回收。 3 2 应用磁选柱提高精矿品位小型试验研究 2 0 0 2 年1 月板石矿业公司取选矿厂筛下精矿及三磁精矿样在鞍山科技大学做小型试 验研究。试样性质见下表3 1 【l 。 表3 1小型试验研究矿样性质表 t a b l e3 1 t h ei r o ns a m p l ep r o p e r t yf r o mt h es m a l l s c a l ee x p e r i m e n t 试样编号试样名称品位( )一2 0 0 目( ) 重量( k g ) a 细筛下 6 3 8 48 00 05 b 细筛下 6 4 4 68 1 3 65 c 三磁精 6 5 1 38 2 4 45 d 三磁精 6 45 28 26 05 3 2 1 磁选柱条件试验 对上述四个矿样分别进行条件试验，试验结果见下表3 2 。 - 表3 2 条件试验数据表 t a b l e3 2t h ee x p e r i m e n td a t af o r mi nt h ec o n d i t i o n 产物名称重量( g ) 产率( ) f e 品位( )回收率( )原矿品位( )条件 a 一精1 16 938 52 06 9 3 69 2 7 4i = 15 尾1 2 9 41 4 8 03 12 672 6w = 2 0 原1 1 9 871 0 06 3 7 21 0 0 0 0t = 2 7 4 0 ” a 一精2 1 6 218 3 3 86 9 9 09 1 3 3i = 1 5 尾2 3 2 3166 23 3 3 086 76 3 8 4w = 2 15 原2 19 4 4 1 0 0 6 3 8 21 0 0 0 0t = 2 7 3 0 ” a 一精3 17 3 18 7 0 36 9 9 09 4 2 4i = 1 5 尾3 2 58129 72 8 6 557 6w = 1 & 5 原3 1 9 891 0 06 4 5 51 0 00 0t = 2 3 0 ” 东北大学硕士学位论文第三章磁选柱的理论分析及应用试验研究 b 一精1 17 258 6 9 07 0 3 29 3 9 3i = 15 尾t2 6 1 3 1 03 0 1 560 7 玎= 2 0 原1 1 9 85 、1 0 06 50 6 1 0 00 0t = 2 7 3 0 ” b 一精2 17 0 78 5 6 97 05 09 25 6i = 1 5 尾2 2 851 43 13 3 9 674 46 44 6w = 2 15 原2 ，9 921 0 06 5 2 71 0 0 0 0t = 2 3 0 ” 卜精3 1 7 48 8 2 46 9 9 99 4 6 0l = 1 5 尾3 2 321 17 62 98 55 4 0w = 1 85 原3 1 9 721 0 06 49 81 0 0 0 0t = 2 7 5 0 ” c _ 精1 17 58 7 9 46 9 ，9 09 4 4 4l = 15 尾1 2 41 2 0 63 00 05 5 6w = 2 1 原11 9 91 0 06 5o g1 0 0 0 0t = 2 1 0 ” o 一精2 1 8 069 07 56 9g o9 6 6 8i = 15 尾21 8 49 2 52 35 533 2w = 1 9 原21 9 9 1 0 0 6 5 6 11 0 0 0 0t = 2 3 0 ” c _ 精3 1 7 1 28 5 9 07 0 2 09 18 8i = 1 5 尾3 2 8 11 4 1 03 7 8 0& 1 26 51 3w = 2 3 原3 1 9 9 31 0 06 5 6 31 0 0 0 0 t = 2 3 5 ” g 一精4 1 7 268 6 8 2 7 0 8 0 9 2 9 2i = 1 2 尾4 2 6 21 31 83 5 5 570 8w = 2 1 原4 1 9 8 81 0 0 6 61 5 1 0 00 0 t = 2 7 3 5 ” c 前5 17 8 38 9 7 36 9 9 09 5 4 1i = 18 尾5 2 041 0 2 72 9 4 04 5 9w = 2 1 原5 1 9 871 0 06 57 41 0 00 0t = 2 7 4 0 ” d 精1 1 7 818 9 3 26 90 09 59 3i = 15 尾1 2 131 0 6 82 44 540 7w = 2 0 原1 1 9 9 41 0 06 42 41 0 00 0t = 2 4 0 ” d 一精2 1 7 188 6 2 47 02 09 2 0 3i = 1 5 尾22 7 41 3 7 63 8 1 07 9 76 4 5 2w = 2 15 原2 1 9 921 0 06 57 81 0 0 o ot = 2 4 5 ” o 一精3 17 588 8 3 46 9 7 59 3 6 5i = 15 尾32 321 1 6 63 58 56 3 5、w = 1 85 原3 19 91 0 06 5 8 01 0 0 0 0t 。2 5 0 ” 由上表中数据可知，在试验条件下，小型试验柱精品位均在6 9 3 6 以上，最高达 7 0 8 。磁选柱尾矿最低为2 3 5 5 ，最高为3 8 1 0 。条件试验，a 样，柱精产率最高为 8 7 0 3 ，柱精品位6 9 9 0 ；b 样，柱精产率最高为8 8 2 4 ，柱精品位为6 9 6 6 ；c 样， 柱精产率最高为9 0 7 5 ，柱精品位为6 9 9 0 ；d 样，柱精产率最高为8 9 3 2 ，柱精品位 为6 9 0 。 查苎叁兰翌主兰堡堕圭茎三主壁垫垄塑墨笙坌堑墨里旦苎! ! 塑塞 3 2 2 磁选柱批量流程试验 仅对筛下( a ) 试样进行批量流程试验。 首先对试样进行第一次磁选柱试验( 入选矿样重量为4 k g ) ，然后对第一次磁选柱尾 矿进行磁块选模拟磁选，再对模拟磁选的精矿进行磨矿，然后对该磨矿产物进行第二次磁 选柱精选，第二次磁选柱精选的精矿与第一次磁选柱精选的精矿合并：最后再对第二次磁 选柱精选的尾矿进行磁选管选，并将磁选管精矿也合并到第二次磁选柱精选的精矿中，合 并为综合精矿。将磁块选精矿按重量分为二份，分别进行t - - 个不同磨矿粒度的试验及第 二次磁选柱选和磁选管选，最后将两个不同磨矿粒度下的磁块选精矿分选结果推算出相应 的两个数质量流程图，分别见图3 2 、图3 3 。 细筛下 旦生兰产_ 兰兰! ! + ! ! 卫! ! ! ! ! ! ! ! 磁块 97 5 4o 一磨矿 ! ! ! ! ! 二l j 磁选柱 11 ! ! ! 1 1 = = = = = 一 ! ! - ! ! l ! ：! ! i 磁选管i ! ”14 3 2 6 9 4 3j 1 b 7 111 【! - ! ! 一 9970 99 l 精矿 尾矿 圈32 磨矿粒度一2 0 0 目9 2 5 流程试验 f i g 3 2 t h eg r i n d i n gg r a i nf i g u r ei n - 2 0 0 目a n d9 2 5 p r o c e s se x p e r i m e n t 细筛下 品位 产睾1 i i 一9 1 0 0 百矗i i f 一1o o ! ! ! ! ! ! - 1 1 广i 夏1 歪 j i 2 0 _ 一6 1 10 99 精矿尾矿 图3 3 磨矿粒度一2 0 0 目9 93 流程试验 f i g ，3 3 t h eg r i n d i n gg r a i ni nf i g u r e - 2 0 0 目a n d9 9 _ 3 p r o c e s se x p e r i m e n t 一26 东北大学硕士学位论文 第三章磁选柱的理论分析及应用试验研究 由上面两个数质量流程图可知，手选( 磁块) 精矿试样进行了两种不同磨矿粒度的试 验，经柱选其综合精矿品位均在6 9 以上，总精矿产率在9 1 2 7 9 1 6 7 ，总精矿铁回收 率为9 8 7 9 8 7 1 ，基本相当。手选( 磁块) 精矿的磨矿粒度越细，则柱选精矿品位、 磁选管精矿品位越高。 3 2 3 试验结论及推荐流程( 技术指标) f 1 ) 在保证磁选柱给矿( 细筛下) 2 0 0 目含量8 0 0 0 ，品位 6 4 0 0 情况下，磁选 柱精矿品位 6 7 0 0 。 ( 2 ) 磁选柱给矿量要尽可能稳定，上下波动量应在1 5 以下，因此对冲筛子的要求是： “轻冲、勤冲”，绝不允许掀筛子。 ( 3 ) 磁选柱的尾矿特点是“浓度小”( 仅为1 - - 4 ) ，“磁性矿物含量少”( 以贫连生体 为主，品位为2 0 3 5 ) ，因此直接进入浓缩磁选，浓缩磁选尾矿品位易跑高。解决方法： 从细筛上产物中引出一部分，连同磁选柱尾矿浆一起进入浓缩磁选机，这样可增加进入浓 缩磁选机的磁性矿量，加强磁团聚作用，有利于降低浓缩磁选机尾矿品位。 ( 4 ) 浓缩磁选机精矿不要返到旋流器给矿，而要直接返到二次球磨机给矿，以保证以 连生体为主的磁选柱尾矿得到细磨。 ( 5 ) 推荐流程如下图3 4 所示。 尾 1 一段球磨机m o g 2 7