第七章 选矿及尾矿设施

7—1第七章选矿7.1设计依据7.1.1设计规模和依据1、尼勒克县松湖铁矿可行性研究是根据新疆天华矿业有限责任公司关于编制《新疆尼勒克县松湖铁矿100万吨/年采选工程设计》的委托书编制的。2、根据采选综合技术经济比较，选矿规模为4000t/d。3、选厂服务年限为13.4年，产品为铁精矿（TFe65％）。7.1.2工艺流程及设计指标的依据1、2007年11月新疆地质矿产勘查开发局第七地质大队编制的《尼勒克县松湖铁矿详查地质报告》；2、2007年9月西北矿冶研究院编制的《松湖铁矿选矿试验研究报告》；3、类似矿山的生产实践资料；4、新疆天华矿业有限责任公司提供的松湖铁矿的相关资料。7.2原矿7.2.1矿石类型及矿物成分主要矿物有磁铁矿，其次有磁赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、铜兰等。脉石矿物主要有透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、石榴石、石英、方解石等。7—2表7-1原矿多元素分析结果（%）元素SPTfeCuCoMn含量3.860.0740.370.130.0220.09元素SiO2Al2O3CaOMgOAs烧失量含量27.345.088.331.750.050.25表7-2原矿铁物相分析结果（%）相别磁铁矿中铁赤铁矿及褐铁矿中铁黄铁矿中铁菱铁矿中铁及其他总铁含量32.370.752.314.9440.37占有率80.181.865.7212.24100表7-3主要矿物的含量（%）矿物名称含量矿物名称含量磁铁矿、赤铁矿51.4方解石等碳酸盐矿物13.9黄铁矿6.3石英、透闪石等硅酸盐矿物28.0表7-4原矿粒度分析结果粒级（微米）产率（%）品位（%）分布率（%）TFeSTFeS+7435.4037.874.8032.8444.57-74~+5319.1242.024.2619.6821.37-53~+449.0446.313.8510.269.13-44~+3014.9951.042.4118.749.47-30~+208.5347.192.549.865.68-20~+103.8831.732.413.012.45-109.0425.273.095.617.33合计10040.823.81100100矿石-12mm堆比重为2.54矿石-12mm真比重为3.6矿石-12mm堆积角为35.25度矿石-12mm摩擦角32.28度7.2.2矿石的结构及构造矿石的结构以自形－半自形晶结构、他形晶粒状结构为主，其次7—3有交代残余结构、反应边结构、不等粒压碎结构、内部环带结构等。矿石的构造以块状构造、浸染状构造为主，其次有脉状构造、网脉状构造、角砾状构造、胶状构造、皮壳状构造等。7.2.3矿石中主要金属矿物的嵌布特征⑴磁铁矿Fe3O4矿石中磁铁矿呈黑色，半金属光泽，镜下灰带棕色。在矿石中以等轴粒状晶体，或粒状集合体产出，集合体形态比较复杂，最常见以他形粒状、不规则粒状、浸染在脉石中，粒度大小不均匀，一般以中细粒多沿脉石矿物粒间，裂隙充填胶结，甚至还包裹细粒脉石、硫化物。该矿区有多期构造热液活动，使磁铁矿蚀变比较常见，主要表现在局部磁铁矿遭受不同程度“赤铁矿化作用”。观察磁铁矿相对粒度及磁铁矿蚀变程度，将磁铁矿分为粗粒、中粒及粗细混杂3个级别：①粗粒磁铁矿粒状集合体粒径＞0.25mm，自形程度较高，其粒状集合体粒径较粗，常可见到包裹有脉石及金属硫化物如黄铁矿、黄铜矿等，金属硫化物与磁铁矿接触界线清楚平直，在选矿过程中容易解离，只须破碎粗选就可获得合格产品。这部分磁铁矿粒状集合体裂隙也比较发育，常有褐铁矿脉充填在其中。由于结晶粗大，矿石空隙度也比较发育，表现在这部分矿体蚀变比较明显，经常表现为磁赤铁矿化，蚀变强者呈赤铁矿，蚀变弱者则为假象赤铁矿为主的磁铁矿。②中粒磁铁矿粒度集合体粒级区间在0.25-0.025mm之间的磁铁矿。这部分磁铁矿多呈等轴粒状集合体，部分是不规则粒状集合体，其中常包裹黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物。包体一般粒度较粗，7—4但还有部分较细粒金属硫化物，和磁铁矿粗粒包裹接触，界线比较圆滑，这部分粒度较粗，在磨矿过程中易解离，粒度较细（0.015～0.005mm）则难以解离。细粒金属硫化物含量较少，但必将导致铁矿含硫，影响到铁精矿的品级。磁赤铁矿也使这一粒级部分磁铁矿蚀变，本粒级磁铁矿蚀变较为轻微，蚀变后磁赤铁矿还保留磁铁矿原来晶形。磁赤铁矿和磁铁矿间局部没有一个清楚界线，二者多为渐变关系。但在磨矿过程中不必考虑磁赤铁矿和磁铁矿二者解离问题，同为铁矿石，可一并进入铁精矿。③粗细混杂磁铁矿粒级中见到磁铁矿明显分为粗细两大类，一类磁铁矿自形程度好一点，粗一些，另一粒磁铁矿呈粒状集合体，粗细差别比较大一些，这种混杂磁铁矿中还可见混进金属硫化物黄铁矿、黄铜矿。粗细混杂不仅局限于磁铁矿、在金属硫化物中粗细混杂也可见到粗细混杂磁铁矿这一粒级中。⑵褐铁矿FeOOH褐铁矿为一矿物集合体，其中包括有针铁矿、水针铁矿、纤铁矿，以针铁矿为主，水针铁矿、纤铁矿相对较少。褐铁矿在该矿石中分布局限，但嵌布关系比较复杂，常以不规则粒状集合体，呈脉状、网脉状分布在各种类型矿石中，局部富集成片出现，结构疏松，孔洞比较发育部分呈脉状沿磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿脉石粒间分布，少量呈不规则粒状、细脉状充填在脉石、硫化物碎裂空隙中，褐铁矿形态比复杂，单体解离比较难。⑶黄铜矿CuFeS2黄铜矿在显微镜下反射色呈亮黄色，常和磁铁矿、黄铁矿共生。黄铜矿多沿磁铁矿、黄铁矿颗粒间隙和裂隙充填胶结，并在黄7—5铜矿边缘形成铜兰（褐铁矿）反应边结构，在黄铁矿碎裂裂隙中，常有黄铜矿沿裂隙充填胶结。⑷黄铁矿FeS2黄铁矿为本矿石中主要金属硫化物，分布比较普遍，主要嵌布磁铁矿中；部分嵌布在脉石中。矿石中黄铁矿的颗粒状态可以划分如下几种：①黄铁矿呈粗粒他形不规则状充填于铁矿物或脉合矿物之间间隙，粒度多为0.20～0.05mm。②黄铁矿呈不规则状交代铁矿物或脉石矿物，粒度极不均匀。③黄铁矿呈细小包体（5～15μm）稀疏分布于铁矿物之中，或脉石矿物之中。表7-53～0mm主要矿物粒度测定结果（%）粒度范围（μm）磁铁矿等黄铁矿等脉石个别个别累计个别累计个别累计210.2210.2～148.71.41.416.916.9148.7～105.19.010.410.727.6105.1～74.34.64.65.315.720.047.674.3～52.615.319.97.823.522.269.852.6~37.211.631.57.230.77.577.337.2～26.321.452.925.456.110.087.326.3～18.626.078.924.080.19.596.818.6～13.113.292.112.192.22.499.213.1～9.36.598.66.398.50.8100.09.3～3.31.4100.01.5100.00.0100.0≤3.30.0100.00.0100.00.0100.0合计100.0100.0100.07—67.3选矿试验7.3.1选矿试验单位、日期、试验规模及深度受新疆天华矿业有限责任公司的委托，西北矿冶研究院于2007年8月至2007年9月对尼勒克县松湖铁矿进行了可选性试验研究，试验样品由新疆天华矿业有限责任公司负责采取，由已完成的钻孔ZK001孔、ZK004孔、ZK101孔和ZK401孔四个钻孔分别采取四个分样，且基本满足采样的分布要求。矿样于2007年8月18日送至西北矿冶研究院。矿样共485kg。7.3.2建议的工艺流程、指标及试验结论7.3.2.1试验内容西北矿冶研究院通过对该矿石进行的工艺矿物学研究表明，该矿石中铁矿物以磁铁矿为主，磁铁矿与脉石矿物嵌布关系紧密，并与金属硫化矿如黄铁矿、黄铜矿的嵌布关系也较为紧密。试验确定该矿石采用先磁选后浮选的原则工艺流程，将原矿磨至65%-200目，进行铁粗选，铁粗精矿再磨至98%-200目，两次精选，产出铁精矿，所得中矿及磁选尾矿合并作为给矿，通过添加丁基黄药和2#油进行钴硫浮选，产出钴硫精矿及尾矿的工艺流程。试验结果见表7-6、试验工艺流程见图1。表7-6全流程试验结果产品名称产率（%）品位（%）回收率（%）TFeSCoTFeSCo铁精矿50.5265.40.20.0181.572.6018.78钴硫精矿8.8537.9541.240.218.2993.7569.13尾矿40.6310.110.350.00810.143.6512.09原矿100.0040.513.890.03100.00100.00100.007—77.3.2.2试验产品分析及流程表7-7产品铁物相分析结果产品名称相别磁铁矿中铁赤铁矿及褐铁矿中铁黄铁矿中铁菱铁矿中铁及其他总铁铁精矿含量62.430.350.302.3265.40占有率95.460.530.463.55100磁选尾矿含量0.231.124.049.7015.09占有率1.527.4226.7764.29100表7-8产品多元素分析结果（%）元素铁精矿钴硫精矿磁选尾矿Fe65.4037.8615.09S0.2044.687.66Cu0.040.660.17SiO27.819.945.93CaO3.660.9710.46MgO0.520.692.55Al2O30.601.759.18Co0.0020.240.04Mn0.050.0350.13As0.050.050.05P0.0180.0320.11烧失量0.120.280.40表7-9产品真比重测定结果产品名称铁精矿磁选尾矿比重4.562.977.3.2.3试验结论1、该矿石主要矿物有磁铁矿，其次有磁赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、铜兰等。脉石矿物主要有透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、石榴石、石英、方解石等。2、该矿石采用先磁选后浮选的原则工艺流程。即将原矿磨至65%-200目，进行铁粗选，铁粗精矿再磨至98%－200目，两次精选，产出铁精矿，所得中矿及磁选尾矿合并作为给矿，通过添加丁基黄药和2#油进行选钴硫浮选，产出钴硫精矿及尾矿的工艺流程。7—83、该矿石采用先磁后浮的工艺方案获得了较好的试验指标，产出的铁精矿品位为65.4%，回收率为81.57%，含硫0.20%。钴硫精矿钴品位为0.21%，回收率为69.13%；硫品位为41.24%，回收率为93.75%。4、该试验流程结构简单，所采用的药剂制度合理，试验结果准确、可靠，可作为该矿山开发利用及建厂的技术设计依据。图1数质量流程图7—97.3.3对选矿试验的评价1、西北矿冶研究院所作的尼勒克县松湖铁矿可选性试验研究，作为该矿山开发利用及建厂的技术设计依据，其工艺矿物学研究反映了该矿石的矿物特性，为工艺流程的选择仍有重要的参考价值。2、试验研究推荐的工艺流程及指标较有针对性，适应该矿石的处理；但对硫在流程中的走向及分布阐述不详，因此如何在磁选流程中降硫有待于进一步说明。根据上面对试验分析认为尼勒克县松湖铁矿矿石需要的选别流程简单可靠，因此以上试验流程及指标均可作为本次设计的依据。7.4工艺流程及指标7.4.1设计工艺流程1、碎矿流程：采用三段二闭路碎矿流程，碎矿产品粒度为-12mm。2、磨矿选别流程：磨矿采用二段闭路阶段磨矿流程，产品细度为-200目96％。根据试验报告及阿勒泰、哈密地区现有选矿厂的生产实践，本次设计选别流程采用阶段磁选流程。磁选：一段磨矿后采用二次磁选、选出粗精矿，粗精矿再磨、旋流器、细筛分级后二次磁选，产出铁精矿。3、精矿脱水流程：铁精矿采用浓缩过滤两段脱水流程，最终精矿含水8％。设计数质量流程图见附图XK003XK－1设备形象联系图见附图XK003XK－27—107.4.2设计指标矿石由矿山供应4000t/d，供矿粒度≤500mm，入选平均品位Tfe38.81％。设计指标见表7-10选矿厂主要材料消耗见表7-11表7-10设计工艺指标产品名称产率（%）TFe品位（%）TFe回收率（%）铁精矿48.366581.00废石15.005.172.00尾矿36.6418.0117.00原矿100.0038.8110