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柱磨機在鐵礦選礦工藝中的應用研究

本文介紹了柱磨機的特點及超細碎工藝中的作用。通過對磁鐵礦選礦工藝中的應用研究，結果表明，廣東大頂鐵礦采用柱磨機對磁鐵礦超細碎一粗粒拋尾一弱磁精選新工藝，獲得鐵精礦產率50％左右，鐵精礦品位62．77％～64．24％，回收率89．87％一88．60％。

    馬鋼南山礦業(yè)公司南山開發(fā)公司采用柱磨機對磁鐵礦超細碎一粗粒拋尾一弱磁精選新工藝，獲得鐵精礦產率22％左右、鐵精礦品位68．64％一69．28％、回收率64．64％一65．55％的較好指標，為選礦廠提高指標提供了可靠的依據(jù)。

    目前，我國鐵礦資源中易選的磁鐵礦資源日益減少，鐵礦石資源特點是貧礦多，富礦少，伴生礦產多，礦石組分比較復雜，礦物嵌布粒度大多較細，給選礦造成一定的困難。因此迫切要求以科技進步，先進的技術和先進的設備來推動貧鐵礦資源的高效開發(fā)與利用。充分利用國內的資源，提高鋼鐵企業(yè)礦石的自給率，緩解進口鐵礦石的壓力，維持優(yōu)質的鐵礦石原料供給。

    近年來，長沙選礦工程新技術研究所與長沙深湘通用機器有限公司聯(lián)合研制和開發(fā)柱磨機已在全國近10來家企業(yè)、礦山中應用于對各種非金屬礦和金屬礦進行超細破碎。例如，廣東六都磷肥廠、廣東云浮硫酸廠、廣東云浮硫鐵礦、遼寧保國鐵礦、甘肅酒鋼某選礦廠等，并獲得了較好的經濟效益，對開發(fā)和利用鐵礦資源具有深遠的現(xiàn)實意義。   

    1、柱磨機的特點和作用

    長沙選礦工程新技術研究所與長沙深湘通用機器有限公司，多年來經過科研試驗和生產實踐，聯(lián)合開發(fā)了高效、高質和高回收的選礦新技術和新設備——柱磨機。這種新型高效節(jié)能的超細碎設備柱磨機，被國家科委評為國家重點科技成果，并批準為《國家科技成果重點推廣計劃》項目。擁有選礦新技術及設備有關的兩項發(fā)明專利。

    柱磨機是一種立式磨結構，采用中速中壓和反復輥壓的料床粉碎原理，工作時機器上部的減速箱帶動主軸旋轉，主軸帶動數(shù)個輥輪在環(huán)錐形內襯中碾壓并繞主軸公轉又自轉(輥襯之間間隙可調)。礦石從上部給入，靠自重在環(huán)錐形內襯中形成自形流動的料床，該料床受到輥輪的反復多次的碾壓而成粉末，最后從磨機下部自動卸料而成為產品。適用于各種鐵礦和有色金屬等礦山和選礦廠。能將礦石碎至最終破碎粒度為5～0mm，且-5mm以下粒級占80％以上。

    2、磁鐵礦超細碎一粗粒拋尾一弱磁精選新工藝的開發(fā)

    該新技術和新設備的工藝方法包括超細碎、分級、粗粒拋尾、磨礦、選礦工序。具體做法是在礦石細碎之后和磨礦作業(yè)之前增加一道新工序或在自磨機后增加新工序。采用柱磨機進行超細碎，可將礦石碎至最終破碎粒度為5—0mm，粉碎后的產品進行粗粒拋尾，尾礦丟棄后，粗精礦作為磨礦工序的給料，磨礦后再進行選礦精選工序，最后獲得高品位、高回收率的精礦成為合格產品，其工藝流程見圖1和圖2。

 

 

 

 

    該工藝采用柱磨機進行超細碎并將礦石原礦給礦粒度30—50mm一次將礦石碎至3—5mm，超細碎的產品經篩分分級后進行粗粒拋尾，一般鐵礦石可以拋棄30％～50％左右的脈石成為尾礦。尾礦含鐵為3％～6％左右，剩下部分品位較高的粗精礦進入下一道磨礦工序。這樣可以顯著提高人球磨機粗精礦的品位，大幅度降低人球磨機粗精礦的粒度，從而大幅度提高了磨礦系統(tǒng)的生產能力和選礦效率。將為礦山和選礦廠提高顯著的經濟效益。

    3、柱磨機在磁鐵礦選礦中的應用研究

    3.1廣東大頂鐵礦試驗研究

    (1)廣東大頂鐵礦柱磨機超細碎。取廣東大頂鐵礦原礦500 kg，采用zMJ-900A型柱磨機破碎至5-0mm，生產能力(30-35)t／h，其篩析試驗結果見．表1。

 

 

  從表1可見，一5mm以下粒級占88．23％，經粗粒拋尾后，可以減少鐵礦石進入球磨機的入磨量和降低人球磨機粗精礦的粒度。從而大幅度提高磨礦系統(tǒng)的生產能力。一325目(一0．046 mm)粒級占2．52％，鐵礦石在超細碎過程中并沒有過粉碎。

    (2)廣東大頂鐵礦粗粒拋尾開路流程試驗。原礦經柱磨機碎至5-0 m／n后，經5mm標準篩進行篩分，+5 mm粒級返回柱磨機再磨，-5 m／／l粒級分別用干式和濕式弱磁選機進行粗粒拋尾試驗，試驗設備采用干式和濕式實驗室型弱磁選機分別為 YCφ400 mm×400 mm永磁筒式磁選機和De4,400 mm×300 mm電磁筒式磁選機。處理量為20 kg／h。其工藝流程見圖3，試驗結果見表2。

 

 

 

    從表2可看出，不論是干式或是濕式弱磁選機，粗粒拋尾效果顯著。其結果拋尾產率高達35．57％-43．80％，尾礦品位TFe含量6．25％～4．52％。當原礦品位TFe含量34．66％-35．17％時，經粗粒拋尾，粗精礦品位TFe含量可以提高到50．35％-59．06％，回收率為93．59％～94．37％，為粗精礦進入精選工序創(chuàng)造了條件。

 

    (3)廣東大頂鐵礦超細碎一粗粒拋尾一弱磁精選開路流程試驗。原礦經柱磨機碎至5—0 m／n后，經篩分至-5 mm，進行粗粒拋尾后，所得的粗精礦再進行磨礦，細度為一200目占90％，目的是進一步使鐵礦石單體解離，然后分別將干式和濕式弱磁選機粗粒拋尾的粗精礦進行一次精選，最后獲得高品位的鐵精礦。其工藝流程見圖4，試驗結果見表3。

 

 

 

 

    從表3可知，最后獲得鐵精礦產率為50．20％～48．5l％、品位含量62．77％～64．24％、回收率89．87％-88．60％的較好指標。這一較佳指標獲得表明采用柱磨機選別磁鐵礦，具有工藝簡單，設備先進，選礦指標優(yōu)越的特點。

    3.2馬鞍山南山開發(fā)公司某鐵礦試驗研究

    (1)馬鞍山某鐵礦柱磨機超細碎。馬鞍山某鐵礦石原生礦粒度細，含泥量大，而且含10%的水份，給破碎和選別造成一定的困難。2005年12月馬鞍山南山礦業(yè)公司下屬南山開發(fā)公司運送500 kg礦樣，經ZIVlJ-900A型柱磨機一次破碎至5-0 mm，其篩析試驗結果見表4。

 

 

    從表4可見，-5 mm以下粒級占89．00％，細粒級-200目以下的占25％，這就表明柱磨機破碎效率很高，而且對粗粒拋尾很有利。為下段磨礦工序創(chuàng)造了有利條件。

    (2)馬鞍山某鐵礦粗粒拋尾開路流程試驗。采用柱磨機將原礦石碎至5—0 mm后，經篩分至-5 mm，粗粒+5 mm以上粒級返回柱磨機再磨，然后分別用干式或濕式弱磁選機進行粗粒拋尾試驗，其工藝流程見圖5，試驗結果見表5。

 

 

 

    從表5可知，粗粒拋尾其尾礦的產率高達60．02％-68．80％，品位TFe含量為9．46％-9．58％。當原礦品位含量為22．99％～24．27％時，經粗粒拋尾，粗精礦品位TFe含量可以提高到43．30％～56．67％，回收率為75．29％-72．85％。拋尾的效果非常顯著。

    (3)馬鞍山某鐵礦超細碎一粗粒拋尾一弱磁精選開路流程試驗。原礦經柱磨機超細碎至5—0 mm后，經篩分至一5 mm，進行粗粒拋尾后，所得的粗精礦再進行磨礦，細度為一200目占95％，然后分別用干式和濕式弱磁選機進行兩次精選，其工藝流程見圖6，試驗結果見表6。

 

 

    從表6可看出，馬鞍山某鐵礦經柱磨機超細碎后進行粗粒拋尾，然后經磨礦進行兩次弱磁選精選，流程簡單，可以獲得精礦產率21．65％～22．96％、精礦品位TFe含量為68．64％～69．28％、回收率64．64％～65．55％的較佳指標。

    這種高品位鐵精礦的獲得，表明柱磨機以獨特的粉碎原理將鐵礦石反復多次的碾壓和搓揉，從而使得有用礦物和脈石得到充分的單體解離。為選礦工藝粗粒拋尾、磁選提高精礦品位和回收率創(chuàng)造了有利的條件。

    4、結論

     (1)采用柱磨機進行超細碎，破碎比大，出料粒度小(0-5mm)，細粉含量高，粒級分布合理。因此能使大部分鐵礦石與脈石單體解離，這給鐵礦石預選一粗粒拋尾創(chuàng)造了有利條件，故拋廢率高。這對一般原礦品位20％一30％不高的鐵礦石，采用柱磨機超細碎一粗粒拋尾新工藝能大幅度提高給入球磨機礦石品位。

    從而顯著提高磁選精選段的磁選效率，為提高精礦品位和回收率創(chuàng)造了良好的條件。同時可以大幅度提高磨礦系統(tǒng)的生產能力，降低磨礦系統(tǒng)的電耗和生產成本，給礦山和選礦廠帶來顯著的經濟效益。

    (2)廣東大頂鐵礦采用柱磨機的新工藝，分別用干式和濕式弱磁選機進行粗粒拋尾，其結果拋廢率高達35．57％～43．80％，尾礦品位低含量為6．25％-4．52％。當原礦品位TFe含量為34．66％～35．17％時，經粗粒拋尾，粗精礦品位TTe含量可以提高到50．35％～59．06％，回收率為93．59％～94．37％。

    (3)廣東大頂鐵礦采用柱磨機超細碎一干、濕式弱磁選機粗粒拋尾一濕式弱磁選機精選工藝流程。分別可以獲得產率為50．20％-48．51％；品位 TFe含量為62．77％～64．24％、回收率為89．87％-88．60％的鐵精礦較好指標。

    (4)馬鞍山某鐵礦采用柱磨機的新工藝，分別用干式和濕式弱磁選機進行粗粒拋尾，拋廢率非常顯著?？梢話仐壆a率為60．02％～68．80％、品位 TFe含量為9．46％一9．58％的尾礦。當原礦品位 TFe含量為22．99％～24．27％時，經粗粒拋尾，粗精礦品位TFe含量可以提高到43．30％-56．67％，回收率為75．29％～72．85％。

    (5)馬鞍山某鐵礦采用柱磨機超細碎一干、濕式弱磁選機粗粒拋尾一濕式弱磁選機精選工藝流程，分別獲得較高產率。