对铁矿石磨矿选别流程的建议

对铁矿石磨矿选别流程的建议(2010-04-1110:36:26)分析了现行铁矿石磨矿选别流程存在的不足,指出当矿石性质允许时,采用“超粗磨大粒度粗选抛尾”,可显著降低铁精矿成本,提高生产能力。1我国现行铁矿石的磨矿选别流程目前我国处理铁矿石的选矿厂大多采用一段磨矿或两段磨矿,其中两段磨矿可分为两段连续磨矿和阶段磨矿阶段选别流程。阶段磨选原则流程如图1所示,即在第一段磨矿较粗的粒度条件下,经粗选抛弃已单体解离的脉石(尾矿Ⅰ),然后把粗精矿给入第二段磨矿磨到要求的细度,再经选别得到合格铁精矿。由于在粗磨条件下选出了一部分最终尾矿,所以第二段磨矿的入磨矿量减少,所需磨机的容积减小,后续选别作业的矿量也减少。因此,选矿加工费用降低。可见,阶段磨矿阶段选别流程较两段连续磨矿更为合理。2现行铁矿石磨选流程存在的不足磨矿选别流程是根据矿石性质确定的,图1所示的阶段磨矿阶段选别流程之所以合理,是因为它所处理的铁矿石具有相应的性质。例如,脉石矿物在矿石中的嵌布粒度比铁矿物粗,或者铁矿物在矿石中呈不均匀嵌布(鞍山式铁矿石常为条带状构造是不均匀嵌布的典型例子),矿石的这种性质决定了在磨矿粒度较粗时会有大量的脉石单体解离,及时地把这些单体脉石颗粒分离出去,减少后续作业的负担,对于降低成本提高产量,无疑具有重大意义。可是,我国许多铁矿石磨选流程恰恰在“能丢早丢”这个选矿原则上掌握得不好,存在的不足是未能及时地把磨矿过程中单体解离的脉石分离出去,往往造成脉石颗粒的“过磨”,浪费了能源和材料,增加了选矿成本,牺牲了产量。且不说一段磨矿流程和两段连续磨矿流程为了照顾最终精矿品位而不得不把有用矿物和脉石矿物均一块儿磨到要求的细度,其间脉石颗粒的过磨是不可避免的,就是现行的阶段磨选流程也仍然存在脉石的过磨现象。许多选矿厂虽然采用了阶段磨矿阶段选别流程,但是在粗磨粒度控制在多大才能使磨矿作业的费用最低的问题上往往缺乏思考和研究。实际上,从选矿厂设计之前的矿石选矿试验直至选矿厂投产,人们常常只是关注最终精矿品位和磨矿细度的关系,而对流程前部的粗磨细度则研究较少,即使有些考虑,也仍然是关注品位指标。我国的铁矿石贫矿居多,脉石矿物的嵌布粒度一般都比铁矿物粗,有些矿石粉碎至几毫米时,就可能有大量的脉石单体解离,例如本钢歪头山铁矿矿石磨到-5mm,经粗选可抛弃产率约40%的合格尾矿;唐钢石人沟铁矿矿石磨至-215mm经粗选可扔掉产率约50%的合格尾矿。对于诸如此类的矿石,第一段磨矿粒度宜粗不宜细。试想如果歪头山铁矿选矿厂的粗磨粒度不是控制在-5mm而是-015mm的话,那就意味着占原矿量40%的脉石颗粒将从-5mm磨至-015mm,这种无意义的脉石过磨必然造成一定的经济损失,有时甚至是较大的经济损失。值得提出的问题是,除了歪头山铁矿和石人沟铁矿等采用自磨机做粗磨设备的若干个选矿厂之外,国内还有几家铁矿选矿厂的粗磨粒度定为几毫米的?真是寥寥无几。其实,目前用球磨机和螺旋分级机组成第一段闭路磨矿分级作业的,其溢流最大粒度一般不超过015mm。难道这些铁矿石的脉石嵌布粒度都那么细?绝不是的。据笔者多年来进行铁矿选矿试验和选矿厂的实地考查所掌握的资料看,许多铁矿石在磨至-1mm左右时,已有大量脉石单体解离,此时进行粗选可抛弃20%～60%的合格尾矿。可见,许多铁矿选矿厂的粗磨粒度都偏细或过细,使得脉石颗粒“过磨”,造成电能、材料和生产率的浪费。粗磨粒度偏细的原因是多方面的:有的选矿厂在设计时第一段磨矿粒度确定得较细,如果把粒度放粗,两段磨机的负荷就会失去平衡,第一段磨机可能“吃不饱”,而第二段磨机则“吃不消”;有的选矿厂第二段磨矿能力有富余,很想把粗磨粒度放粗,但是闭路磨矿的分级设备———螺旋分级机限制了溢流粒度。大家知道,螺旋分级机是根据粒子在水中沉降速度不同而进行分级的,如果要增大溢流粒度,就必须提高分级浓度。当浓度增大到一定限度时,粒子间干涉作用增强,矿浆粘度增大,使粒子难以沉降,此时分级就不能进行了。因此螺旋分级机正常分级溢流的最大粒度一般不超过015mm。另外,螺旋分级机分级效率较低,返砂量大,也是造成过磨的原因之一。3关于改进现行流程的几点建议既然第一段磨矿粒度偏细是造成脉石过磨的主要原因,就应围绕如何放粗第一段磨矿产品粒度来做文章,笔者称之为“超粗磨大粒度粗选抛尾”。具体措施有如下几点供参考:(1)铁矿石选矿试验中的磨矿细度试验是设计磨矿流程的重要依据,但磨矿细度的试验点取值范围多为-200目占30%～90%,再粗的粒度一般都不做。现在要把磨矿粒度放粗,则应该补做大于0.5mm的若干试验点,以摸清脉石在较粗粒度时的解离情况,找出在多大粒度下粗选抛尾最好,原则是在粒度尽量粗时分离出尾矿。(2)第一段磨矿产品的最大粒度大于0.5mm时,螺旋分级机将不能胜任工作,应改用筛子做分级设备。笔者推荐螺旋筒筛,把它与磨机自流配置组成闭路磨矿非常方便。(3)当第一段磨矿产品的最大粒度大于1mm时,粗选磁选机也应随之改变以适应给矿粒度增大的要求。磁铁矿石的粗选多采用半逆流型永磁筒式磁选机,其最大给矿粒度一般为0.5mm,这是由其槽体结构决定的。这种磁选机进行选别时,矿浆给入槽内运动到槽底转而向上,借助吹散水的作用呈松散悬浮状进入分选区,然后又扭转方向,沿圆筒与底板之间的间隙流回尾矿管。由于矿浆回转,粒度大的颗粒容易沉淀在槽底造成堵塞,故粒度大于1mm时应改用顺流型筒式磁选机,其给矿粒度上限可达6mm。(4)有的矿石嵌布粒度较粗,磨矿细度在-200目占60%以下即可选出合格的精矿,因此有的选厂采用一段磨矿,认为一段磨矿是经济的。其实矿石也可能具有脉石嵌布粒度粗的特点,可在超粗磨大粒度条件下粗选抛尾,此种矿石采用两段磨矿比一段磨矿更为经济合理。例如,河北省唐山市某小型铁矿选矿厂,原设计规模为年处理原矿10万t,采用两台MQG1.5m×3.0m球磨机进行一段磨矿,磨矿产品细度为65%-200目,磨机生产能力只有7～8t/台·h。后改为阶段磨选流程,第一段磨至-110mm给入粗选,粗精矿进入第二段磨矿,在未增加磨机和未改变精矿品位和回收率的情况下,年处理原矿达14万t,比一段磨矿流程增加产量40%。4采用“超粗磨大粒度粗选抛尾”的好处从道理上讲,把第一段磨矿产品的粒度放粗,可以及时地分离出单体解离的脉石,节省磨矿费用。实际上,放粗磨矿产品粒度最直观的现象是第一段磨矿机的生产率将大幅度上升,有时甚至增大1～3倍。表1表出了笔者在河北省唐山市某小型铁矿选矿厂进行螺旋筒筛性能测试时所做考查的指标,该厂采用MQG1.5m×3.0m格子型球磨机与FTX22型螺旋筒筛构成闭路磨矿。可以看到,筛下产品粒度由0.5mm变到1.0mm,磨矿生产率增长了170%。随着筛孔宽度增大,筛上产率(返砂量)减少,当筛孔大于110毫米时返砂量已很少,此时的闭路磨矿与开路磨矿很相近。大家知道,开路磨矿的磨矿效率高,生产能力大,筛孔大于110mm的闭路磨矿既发挥了开路磨矿效率的优点,又筛除了不宜入选的少量粗颗粒使其返回再磨。笔者还在河北省承德市的某铁矿选矿厂做过类似的试验,当把磨矿产品粒度由-013mm放粗到-019mm时,磨矿机的生产率增长了277%。第一段磨矿粒度放粗后,第二段磨矿机因入磨粒度变粗生产能力会有所下降,但下降幅度远小于第一段磨矿生产能力上升的幅度。或者说,第一段磨矿粒度放粗使所需两段磨机的总容积减少了,磨矿费用降低了。5结语处理贫铁矿石的选矿厂,在磨矿粒度尽量粗的条件下及时地分离出已单体解离的脉石颗粒,符合“能丢早丢”的选矿原则。研究矿石性质,确定第一段磨矿的适宜粒度,尽量采用“超粗磨大粒度粗选抛尾”,是进行铁矿石磨矿选别流程改造的重要课题,应当引以重视。