褐鐵礦選礦工藝現(xiàn)狀及發(fā)展

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)褐鐵礦選礦工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展Status and Development of limonite beneficiation process11級礦物加工工程1班于浩11.褐鐵礦簡介褐鐵礦是由針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質(zhì)等組成的混合物，其化學(xué)成分不固定，嵌布粒度細(xì)，且碎磨過程中易泥化，屬于復(fù)雜難選鐵礦石。目前我國已探明的褐鐵礦儲量約為 12.3 億 t，主要分布于云南、廣東、廣西、山東、貴州、江西、新疆和福建等省1。由于受褐鐵礦礦石性質(zhì) (極易泥

2、化)、強磁選設(shè)備 (對-20 m 鐵礦物回收率較差)、浮選藥劑制度和磁化焙燒成本高的制約，褐鐵礦資源利用率極低，大部分沒有有效回收利用，或根本沒有開采。隨著鐵礦資源貧、細(xì)、雜、散趨勢越來越嚴(yán)重，以及我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，使得鐵礦資源供應(yīng)極度緊張，因此褐鐵礦的高效選礦技術(shù)已逐漸成為選礦工作者研究的主要方向，并且在褐鐵礦選礦技術(shù)方面取得了明顯的進(jìn)步。2.現(xiàn)有的選礦工藝2.1強化脫泥-脫硅反浮選工藝采用強化脫泥 - 多次少量加藥、多次浮選工藝，使用新型高效陽離子浮選劑，在高效脫泥措施和分散劑的配合下，通過多級選別的形式，分別對江西、廣東和新疆等地的褐鐵礦進(jìn)行選礦試驗。結(jié)果表明，經(jīng)過 45 次加藥選

3、別，得到的鐵精礦品位可達(dá)到 52% 以上，回收率均大于 76%。該褐鐵礦選礦工藝流程簡單，藥劑種類少，且鐵精礦品位和回收率均較高，整體浮選成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)推廣價值。單一浮選具有工藝流程簡單、對微細(xì)顆粒褐鐵礦回收效果較好的特點，但由于褐鐵礦極易泥化，嚴(yán)重影響浮選效果，因此在浮選前強化脫泥或強化分散礦泥很重要。此外，研究和實踐證明，反浮選更適于褐鐵礦的提質(zhì)降雜，但由于褐鐵礦顆粒結(jié)晶疏松，比表面積較大，在浮選過程中容易大量吸附和消耗藥劑，因此宜采用多次少量加藥、多次選別的浮選流程。2.2階段磨礦-反浮選工藝新余鋼鐵公司鐵坑褐鐵礦資源豐富，地質(zhì)儲量為3 634 萬 t，平均品位在 37以上。但由

4、于礦石具有結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜、嵌布粒度較細(xì)、含泥含水大等特點，褐鐵礦并沒有得到有效利用。徐柏輝采用階段磨礦- 反浮選工藝進(jìn)行選礦試驗，取得了良好的分選效果，獲得品位 57.05%、回收率 60.78% 的鐵精礦。該選礦試驗工藝流程如圖 2 所示。對于含鐵礦物與脈石礦物共生關(guān)系密切、嵌布粒度較細(xì)的褐鐵礦礦石，在粗磨情況下可得到一部分合格精礦，而殘留在富尾礦中的有用礦物需再磨再選方能回收。由于褐鐵礦礦石具有礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜、嵌布粒度較細(xì)及含泥含水量大的特點，反浮選提鐵降硅技術(shù)是選礦工作者研究的焦點。2.3強化分散-強磁選工藝采用選擇性絮凝脫泥、磁選、浮選及重選等工藝對某褐鐵礦進(jìn)行分選試驗。結(jié)果表明，強化

5、礦漿分散 - 強磁選分離工藝最佳，在原礦鐵品位37.34% 的情況下，可獲得鐵精礦品位 54.12%、回收率 62.16% 的良好技術(shù)指標(biāo)。該選礦試驗工藝流程如圖 3 所示。對于有用礦物和脈石礦物存在較大磁性差異的褐鐵礦礦石，通過磁選方法可以得到較理想的分選指標(biāo)。在原礦磨礦過程中，添加碳酸鈉和水玻璃等分散劑強化礦漿分散，是提高磁選分離效率的關(guān)鍵技術(shù)。對弱至中磁性的褐鐵礦，可以采用強磁選工藝回收，但磁選前強化分散礦泥很重要。2.4閃速磁化焙燒 - 磁選工藝磁化焙燒 - 磁選工藝是處理難選鐵礦石比較有效的方法之一，該工藝采用熱化學(xué)處理的方法，將弱磁選鐵礦物變成強磁選鐵礦物，然后用磁選方法回收。其中

6、，閃速磁化焙燒 - 磁選工藝解決了該工藝用于處理難選復(fù)合氧化鐵礦石的關(guān)鍵技術(shù)問題，在許多以褐鐵礦、菱鐵礦等為主的復(fù)合氧化鐵礦選礦中，得到了良好的選礦技術(shù)指標(biāo)。采用閃速磁化焙燒 - 弱磁選工藝和氯化焙燒 - 弱磁選工藝對昆鋼包子鋪褐鐵礦進(jìn)行對比試驗。試驗結(jié)果表明，閃速磁化焙燒 - 弱磁選工藝能有效提高鐵精礦品位，得到鐵精礦產(chǎn)率 55.27%、品位59.47%、回收率 92.86% 的良好指標(biāo)；氯化離析 - 弱磁選工藝可獲得鐵精礦產(chǎn)率 36.26%、鐵品位 77.24%(含 P 0.22)、鐵回收率 80.20% 的指標(biāo)，但該工藝中氯化劑的回收利用有待進(jìn)一步研究，且工藝成本較高，還需研究解決許多工

7、程化的關(guān)鍵技術(shù)。閃速磁化焙燒 - 弱磁選工藝流程如圖 4 所示。采用單一磁選工藝和還原焙燒 - 磁選工藝對廣西某赤褐鐵礦進(jìn)行選礦對比試驗。結(jié)果表明，后者選礦效果明顯優(yōu)于前者，得到的鐵精礦產(chǎn)率 82.70%，品位 63.27%，回收率 95.99%，有害元素S、P 均較低，SiO2、Al2O3、CaO、MgO 的含量都能滿足高爐冶煉的要求，屬于優(yōu)質(zhì)鐵精礦。該選礦試驗工藝流程如圖 5 所示。2.5強化分級 - 粗粒磁選 - 細(xì)粒絮凝磁選工藝對某褐鐵礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，擬定了 3 種選礦工藝流程：單一磁選工藝流程、磁選 - 反浮選工藝流程和分級 - 磁選工藝流程。試驗結(jié)果表明，分級 - 磁選工藝流

8、程選別指標(biāo)較好，分級后的兩個精礦產(chǎn)品，合計產(chǎn)率為42.53%，TFe 品位52.99%，合計回收率 55.80%。該選礦試驗工藝流程如圖 6 所示。對于低品位細(xì)粒嵌布褐鐵礦礦石，細(xì)磨可以提高精礦品位，同時會產(chǎn)生過磨細(xì)泥化現(xiàn)象，導(dǎo)致回收率不高。強化分級 - 粗粒磁選 - 細(xì)粒絮凝磁選工藝較好地回收在磨礦過程中泥化的細(xì)粒鐵礦物，提高了精礦回收率。該工藝實施的關(guān)鍵技術(shù)是選擇性分散、絮凝條件控制和磁選機(jī)的選別條件 (如給礦濃度、磁場強度和沖洗水等)。2.6粗粒干選 - 細(xì)粒焙燒磁選工藝干式磁選機(jī)主要用于選別粗粒強磁性礦石和較細(xì)粒弱磁性礦石，由于干式磁選工藝具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修方便的特點，得到了

9、推廣應(yīng)用。為從某赤褐鐵礦的細(xì)粒尾礦中提取部分合格精礦，程坤等采用粗粒干選 - 細(xì)粒焙燒磁選的技術(shù)方案，得到粗粒 (粒徑0.5 mm) 鐵精礦產(chǎn)率 38.32%、品位 56.60%、回收率 51.88% 和細(xì)粒 (粒徑0.5 mm)鐵精礦產(chǎn)率 42.70%、品位 68.04%、回收率 68.53% 的選礦指標(biāo)。與傳統(tǒng)選別工藝相比，該工藝流程具有投資低、經(jīng)濟(jì)回報快及方法簡單實用的特點，其工藝流程如圖 7 所示。昆明理工大學(xué)對云南化念鐵礦的細(xì)粒級褐鐵礦進(jìn)行了干式磁選拋尾技術(shù)的實驗室研究，并應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。研究結(jié)果表明，細(xì)粒褐鐵礦干式磁選拋尾技術(shù)可實現(xiàn) -10 mm 粒級褐鐵礦礦石的有效干式磁選，使

10、褐鐵礦礦石品位超過 50，礦石的回收率達(dá)到 86以上。該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用有效地提高了化念鐵礦的資源利用率，使礦山的資源利用率提高了 11。選別后粉礦品位從 47提高到 50，粉尾礦可作為燒結(jié)原料，實現(xiàn)了化念鐵礦褐鐵礦選礦無尾潔凈生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)工藝流程如圖 8 所示。2.7重選 - 強磁選 - 氯化焙燒 - 弱磁選工藝針對貴州含鉛鋅褐鐵礦礦石性質(zhì)，進(jìn)行重選、磁選、氯化還原焙燒 - 磁選、重選 - 磁選- 氯化還原焙燒 - 磁選等選礦工藝研究。試驗結(jié)果表明，采用重選 - 強磁選 - 氯化焙燒 - 磁選工藝，可獲得鉛精礦品位 25.00%、回收率 45.61%、鐵精礦品位64.08%、回收率 84.7

11、4% 的良好指標(biāo)。其中，焙燒過程揮發(fā)的鉛鋅煙氣，可通過濕法回收加以利用。該工藝得到的鐵精礦鉛含量較高，需做進(jìn)一步處理，如在進(jìn)入焙燒作業(yè)前，減少礦石中的含鉛量。該選礦試驗工藝如圖 9 所示。采用氯化離析 - 弱磁選工藝對云南某高磷赤褐鐵礦進(jìn)行選礦試驗。試驗結(jié)果表明，氯化劑用量以 25% 為宜，還原劑用量以11% 為宜，磁場強度以 0.15 T 為宜，磁場細(xì)度以 - 74 m 占 100% 為宜。在最優(yōu)工藝條件下，鐵品位為 55.77%，鐵回收率為 85.48%。選礦試驗工藝流程如圖 10 所示。對于褐鐵礦礦石中有害雜質(zhì)硫、磷、鉛、鋅等的化合物，采用還原焙燒的方法，鐵精礦中雜質(zhì)含量較高。因此，在還

12、原焙燒過程中，加入其他藥劑 (如氯化劑)，可降低有害雜質(zhì)含量，得到合格鐵精礦。2.8強化分級 - 重選 - 反浮選工藝為克服當(dāng)前褐鐵礦選礦磨礦細(xì)度不好控制、脫泥流程金屬損失量大和精礦品位低等難題，喬利軍等學(xué)者提出了強化分級 - 重選 - 反浮選工藝，得到精礦含鐵品位 60% 左右、回收率 68% 的良好技術(shù)指標(biāo)。該工藝能夠有效控制磨礦粒度，降低脫泥金屬損失，提高精礦品位，且流程簡單，成本低廉，適于小規(guī)模選礦廠選用。該選礦大致工藝流程如圖 11 所示。褐鐵礦屬易泥化礦物，在破碎、磨礦、運輸和攪拌等過程中都會產(chǎn)生泥化，同時含鐵礦物和脈石礦物共生關(guān)系密切，要想單體解離必然導(dǎo)致過磨細(xì)泥化現(xiàn)象。傳統(tǒng)的球

13、磨機(jī) - 螺旋分級機(jī)磨礦分級工藝已不能滿足褐鐵礦磨礦分級的要求，而球磨機(jī) - 螺旋分級機(jī)- 高頻振動篩工藝卻可以有效提高水力分級效率。2.9階段磨礦 - 磁選 - 重選工藝云南某鐵礦礦石性質(zhì)復(fù)雜，主要有用礦物為赤鐵礦、褐鐵礦，磷含量較高，嵌布粒度細(xì)且不均勻，部分磷以類質(zhì)同象形式賦存于鐵礦中，屬于高磷難選鐵礦。原礦經(jīng)一段磨礦至 -0.074 mm 占 78.66%，再進(jìn)行一粗一精一掃高梯度磁選機(jī)磁選，磁精選尾礦和磁掃選精礦合并后進(jìn)行分級再磨至 -0.045 mm 占78.66%，再進(jìn)行高梯度磁選機(jī)磁粗選，磁粗選精礦進(jìn)行搖床精選，可獲得產(chǎn)率 44.42%、鐵品位 59.01%、回收率 6l.06%

14、、磷含量 0.34% 的鐵精礦。該選礦工藝流程如圖 12 所示。對于有用礦物與脈石礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜的鐵礦石，可以考慮采用階段磨礦 - 階段選別的工藝流程方案。2.10磨礦 - 強磁 - 再磨礦 - 強磁 - 反浮選工藝中鋼集團(tuán)馬鞍山研究院根據(jù)鐵坑褐鐵礦的具體情況，推薦采用磨礦 - 強磁 - 再磨礦 - 強磁 - 反浮選工藝，最終得到鐵精礦品位 56.73%，回收率 58.42%。該選礦工藝流程如圖 13 所示?？紤]到某些褐鐵礦強磁選后尾礦品位低，因此可以預(yù)先拋尾，以提高下一作業(yè)入選品位，減少入選量。隨著新型高效浮選設(shè)備及反浮選藥劑的研制成功，強磁選 - 反浮選工藝分選褐鐵礦礦石取得了明顯的進(jìn)步

15、，獲得了有害雜質(zhì)含量低的鐵精礦，可用作燒結(jié)配礦使用。2.11強化分級 - 重選 - 磁選 - 浮選聯(lián)合工藝為回收利用梅山鐵礦尾礦，劉亞輝等采用重磁浮聯(lián)合工藝，得到精礦含鐵品位 57% 左右，使該尾礦在較低的選別成本下，得到的最終鐵精礦滿足了市場的要求。對重、磁、浮工藝的合理配置，可以使尾礦中各粒級鐵礦物得到了有效的選別，并且該流程中磨礦量小，磨礦費用低，入浮量小，藥劑成本低，故該流程的運行成本相對較低。該選礦工藝流程如圖14 所示。吳文紅采用階段磨礦、粗細(xì)分級、重選 - 磁選- 陰離子反浮選工藝流程處理山西某貧赤褐鐵礦，在原礦品位 30.78% 的條件下，取得了精礦品位66.28%、產(chǎn)率 38

16、.16%、回收率 82.17% 的良好選礦技術(shù)指標(biāo)。該選礦工藝流程如圖 15 所示。2.12其他工藝除了上述工藝之外，還有學(xué)者提出了焙燒 - 磁選- 酸浸工藝和風(fēng)選 - 焙燒 - 磁選等工藝。針對蘇丹某含磷鐵礦的工藝礦物學(xué)特性，田祎蘭等19采用焙燒 -磁選 - 酸浸工藝，結(jié)果表明，在焙燒溫度 850 、焙燒礦與煤比例為 10010 時，焙燒 80 min，焙燒產(chǎn)品磨礦后進(jìn)行磁選，磁選精礦用 10% 濃度的鹽酸浸出 180 min，可獲得產(chǎn)率 34.65%、品位 60.52%、回收率 51.26%、含磷 0.29% 的鐵精礦?；艚艿炔捎蔑L(fēng)選 - 焙燒 - 磁選工藝對海南儋州鮞狀褐鐵礦進(jìn)行可選性研

17、究。結(jié)果表明，在原礦品位 40.15% 條件下，得到品位 56.55%、回收率 84.50% 的鐵精礦，一定程度上避免了褐鐵礦選礦時產(chǎn)生的嚴(yán)重泥化現(xiàn)象，節(jié)水節(jié)能。3褐鐵礦選礦技術(shù)發(fā)展方向從上述研究進(jìn)展來看，我國難選褐鐵礦選礦技術(shù)和綜合利用技術(shù)水平取得了明顯的進(jìn)步，但由于褐鐵礦礦石性質(zhì)復(fù)雜及綜合選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平不高的制約，導(dǎo)致我國尚未形成對褐鐵礦非常有效的選礦技術(shù)。為此，在褐鐵礦選礦中，應(yīng)加強以下幾個方面的研究。3.1研究高效褐鐵礦選礦聯(lián)合工藝流程隨著鐵礦資源貧、細(xì)、雜、散趨勢越來越嚴(yán)重，單一重選、磁選、浮選工藝已不再適合褐鐵礦選礦，多種選礦方法的聯(lián)合使用則能達(dá)到較好的選礦指標(biāo)，故重磁浮聯(lián)合工藝流程是褐鐵礦選礦的發(fā)展趨勢。3.2 研究新型磨礦分級設(shè)備在褐鐵礦磨礦分級過程中，由于受到礦石性質(zhì)和分級效率的限制，非常容易產(chǎn)生礦物過粉碎和粉碎不到位的情況，故開發(fā)研究新型的磨礦分級設(shè)備或組合設(shè)備極為重要。3.3 研究高效脫泥系統(tǒng)由于泥化后的褐鐵礦金屬微粒粒度太細(xì)，洗礦機(jī)