一種鐵尾礦再選的新工藝的製作方法
2023-06-07 06:22:06
本發明涉及一種鐵尾礦再選的工藝方法，屬選礦、資源綜合利用領域，具體是一種「細磨-藥劑作用-高衝次高梯度強磁選」的新工藝，尤其適用於細粒級、低品位的鐵尾礦。
背景技術：
我國鐵礦石資源嚴重緊缺，對外依存度不斷提高，2011年高達70％左右。另一方面鐵尾礦資源卻十分豐富，據統計，我國鐵礦山的尾礦量達26.14億t，且每年以1.3億t速度增長。很多情況下，鐵尾礦仍然是礦，甚至是富礦，已有人稱其為「人工礦床」。因此，在鐵礦石資源日益緊缺、對外依存度越來越高的情況下，鐵尾礦再選回收鐵就顯得非常重要。
我國鐵尾礦的主要特點是「貧」、「細」、「雜」，低貧化、微細化及複雜化，鐵品位較低，鐵礦物主要是赤褐鐵礦、菱鐵礦、矽酸鐵等弱磁性難選礦物，而且鐵礦物的嵌布粒度非常細，鐵礦物與脈石礦物的共生關係複雜，要實現礦物之間的單體解離，首先必須進行超細粉磨，從而造成礦石泥化嚴重以及礦物之間的相互罩蓋，進而導致有用礦物雖然已經達到單體解離，但也使礦物的分離極為困難。傳統的重選、磁選、浮選等常規選礦工藝處理鐵尾礦，很難取得好的效果。
鐵礦山選礦尾礦的再選利用，主要是如何進一步回收鐵，提高鐵資源的利用率。近年來，國內部分礦山和研究單位開展了鐵尾礦再選的工作。
本溪北營鋼鐵集團對某鞍山式磁鐵礦選廠尾礦進行再選，採用預富集拋尾-細磨-兩段磁選工藝，獲得了品位為61.40％、產率5.30％、回收率31.24％的磁精礦。
中國礦業大學化工學院對某赤鐵礦尾礦進行再選，在磨礦細度為-42μm佔95％的情況下，採用強磁選(背景磁感應強度為1t)預富集-一粗一精一掃(中礦合併返回)閉路反浮選流程處理該試樣，最終可取得鐵品位為64.75％、鐵回收率為78.69％的鐵精礦。
安徽開發礦業公司對某鐵尾礦進行再選實驗，採用磨礦-磁選工藝，得到了品位56.70％、回收率13.66％的磁選精礦。
本鋼集團對北山過渡類型礦的尾礦進行再選，採用中磁-強磁預富集-再磨-弱磁得精-強磁精礦陰離子反浮選工藝，得到了品位為57.94％、回收率為59.70％的鐵精礦。
大冶鐵礦對尾礦進行了再選研究，採用中磁粗選富集-中磁粗精再磨-弱磁精選工藝流程，獲得了品位60.40％、回收率5.59％的鐵精礦。
在現有工藝方法中，對於鐵尾礦的再選，主要採用磨礦後強磁選、重選以及它們與浮選的聯合工藝。但這些工藝方法，要麼回收指標低下，磨礦後會產生大量的微細粒次生礦泥以及大量的微細粒鐵礦物，微細粒鐵礦物極易在磁選、重選流程中流失，而微細粒的次生礦泥又會惡化浮選環境導致浮選指標不佳，部分工藝的回收率甚至不足10％；要麼工藝流程複雜，往往是預選、磨礦、磁選、重選和浮選的多方組合，不僅投資和生產成本高，而且不利於生產操作與控制，不符合尾礦再選的生產實施要求。可見，為了充分合理地利用我國豐富的鐵尾礦資源，在常規選礦工藝之外，研究並發展有效的鐵尾礦再選新工藝，尋找在技術經濟上合理的選礦工藝流程，無疑具有重要意義。
技術實現要素：
為解決現有鐵尾礦再選工藝方法所存在的一些問題，如回收指標低、工藝流程複雜等，本發明提供一種能有效實現鐵尾礦再選的新工藝。新工藝回收指標高、流程簡單、易於操作、生產成本低。
本發明的目的是通過以下技術方案來完成的：
鐵尾礦再選的新工藝包括細磨、藥劑作用、高衝次高梯度磁選三個工序，具體步驟如下：
(1)細磨：將鐵尾礦(鐵品位可低至18％～20％)進一步細磨，磨礦產品細度控制在-25μm佔有率80％以上。
(2)藥劑作用：磨礦產品(細磨後的礦漿)加入藥劑yl-1，攪拌條件下相互作用5min以上。藥劑yl-1由發明人自主復配，其用量不低於800g/(t原礦)。
藥劑yl-1包括重量百分比80％～90％的矽酸鈉、重量百分比8％～18％的硫酸銨和重量百分比0.5％～2％的非離子型聚丙烯醯胺。
(3)高衝次高梯度強磁選：將經藥劑作用後的礦漿，給入高梯度強磁選機，在高衝次條件下進行磁選，獲得最終鐵精礦和最終尾礦。高梯度磁選時，衝次不低於250次/min。
高梯度磁選段數由鐵尾礦性質、最終精礦的品位要求等決定，一般兩段開路磁選即可滿足要求，此時可將ⅰ段、ⅱ段高梯度磁選鐵精礦合併作為最終鐵精礦，ⅰ段高梯度磁選磁場強度0.4t～1.0t、ⅱ段高梯度磁選磁場強度0.5t～1.1t。
與現有技術比較本發明的優點是：
1、鐵尾礦具有鐵品位低、有用礦物嵌布粒度細的特徵。在進入磁選前進行細磨，使鐵礦物單體解離更充分，有利於下一步的磁選，提高精礦品位與回收率。
2、鐵尾礦經細磨後易產生大量的次生礦泥和微細粒鐵礦物，若直接進入下一步強磁選，由於作用在礦物顆粒上的分選力非常低(分選力與顆粒粒度的立方成正比)，使得微細粒鐵礦物極易流失，影響最終精礦的品位和回收率。本發明將鐵尾礦細磨後的礦漿加入藥劑yl-1，進行攪拌作用，然後再進行高梯度磁選，很好地解決了這一問題。
藥劑yl-1由發明單位發明人自主復配。加藥攪拌的作用有兩種，一種是分散作用，利用藥劑在固液界面的吸附作用，形成一層液膜，從而阻礙顆粒間的相互接觸，降低界面的表面張力，減小毛細管的吸附力，還能通過庫倫力及空間位阻作用防止顆粒接觸及產生排斥力，抑制團聚體的形成，使微細粒含鐵礦物和脈石顆粒穩定地分散在礦漿中。另一種作用是選擇性絮凝，鐵礦物顆粒與藥劑作用形成不穩定礦物顆粒，不穩定顆粒通過「橋聯」作用形成絮團，在機械攪拌的作用下進一步形成穩定的絮團，從而增大目的礦物顆粒的粒度，有效提高強磁選時作用在目的礦物顆粒上的分選力，以便對鐵礦物更好地回收。
通過藥劑yl-1的作用，使礦泥和鐵礦物顆粒穩定的分散在礦漿中，不因礦泥吸附在鐵顆粒表面影響磁選過程，使選礦指標下降；在攪拌和藥劑的作用下，選擇性地使微細粒鐵礦物聚團，在磁選流程中避免微細粒鐵礦物的流失，提高精礦的回收率。
3、當衝次較低時，在一定程度內增大衝次，磁性礦物的回收率增加不明顯，當衝次較高時，在一定範圍內增加衝次，磁性礦物的回收率增加顯著，這是因為隨著衝次的增加，作用在非磁性礦粒上的競爭力增大了，減少了非磁性礦粒的機械夾雜和因表面力作用而粘附在磁性礦表面的概率。礦粒與磁介質碰撞次數近似地與衝次呈線性增長關係，競爭力與衝次呈拋物線增長關係，增大競爭力有利於提高精礦品位，因此在高衝次條件下磁選效果更佳。
4、基於以上幾個方面，本發明的新工藝，可有效實現鐵尾礦的再選，即尾礦中鐵的高效回收，在原尾礦鐵品位僅18％～20％的情況下，精礦鐵回收率可高達49％以上。而且，新工藝生產成本低、流程簡單、易於操作實施。
附圖說明
附圖1為本發明的工藝流程
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1：
原礦(鐵尾礦原樣)取自昆鋼集團上廠鐵礦尾礦庫，含fe18.79％，屬於低品位、微細粒難選赤褐鐵礦型尾礦。
採用如圖1所示的工藝流程，首先對原礦(鐵尾礦原樣)進行細磨，磨礦產品細度為-25μm佔95％。
磨礦產品(細磨後的礦漿)進入攪拌桶，並加入藥劑yl-1，其用量為1500g/(t原礦)，在攪拌桶內相互作用10min。
將經藥劑作用後的礦漿，給入高梯度強磁選機，在高衝次條件下進行磁選，磁選採用兩段開路流程，ⅰ段、ⅱ段磁選鐵精礦合併作為最終鐵精礦。
ⅰ段高梯度磁選時，衝次為350次/min、磁場強度0.70t，獲得了產率11％、fe品位為55％、fe回收率32.20％的鐵精礦ⅰ；ⅰ段高梯度磁選尾礦給入ⅱ段高梯度強磁選機，ⅱ段磁選時，衝次350次/min，磁場強度0.8t，獲得了產率為7％、fe品位為46％、fe回收率為17.14％的鐵精礦ⅱ；ⅱ段強磁的尾礦為最終尾礦，鐵精礦i和鐵精礦ii合併作為最終鐵精礦，最終鐵精礦產率為18％、fe品位為51.51％，fe回收率49.34％。
實施例2：
原礦(鐵尾礦原樣)取自昆鋼羅茨鐵礦尾礦庫，含fe23％，屬於低品位、微細粒難選赤鐵礦尾礦。
採用如圖1所示的工藝流程，對原礦(鐵尾礦原樣)進行進一步細磨，磨礦產品細度為-25μm佔90％。
磨礦產品(細磨後的礦漿)進入攪拌桶，並加入藥劑yl-1，其用量為1000g/(t原礦)，在攪拌桶內相互作用8min。
將經藥劑作用後的礦漿，給入高梯度強磁選機，在高衝次條件下進行磁選，磁選採用兩段開路流程，ⅰ段、ⅱ段磁選鐵精礦合併作為最終鐵精礦。
ⅰ段高梯度磁選時，衝次為320次/min、磁場強度0.70t，獲得了產率13％、fe品位為57％、fe回收率32.22％的鐵精礦ⅰ；ⅰ段高梯度磁選尾礦進入ⅱ段高梯度強磁選機，ⅱ段磁選時，衝次320次/min，磁場強度0.8t，獲得了產率為9％、fe品位為48％、fe回收率為18.78％的鐵精礦ⅱ；ⅱ段強磁的尾礦為最終尾礦，鐵精礦ⅰ和鐵精礦ⅱ合併作為最終鐵精礦，最終鐵精礦產率為22％、fe品位為53.32％，fe回收率51％。