柱磨机在铁矿选矿工艺中的应用研究

本文介绍了柱磨机的特点及超细碎工艺中的作用。通过对磁铁矿选矿工艺中的应用研究，结果表明，广东大顶铁矿采用柱磨机对磁铁矿超细碎一粗粒抛尾一弱磁精选新工艺，获得铁精矿产率50％左右，铁精矿品位62．77％～64．24％，回收率89．87％一88．60％。

    马钢南山矿业公司南山开发公司采用柱磨机对磁铁矿超细碎一粗粒抛尾一弱磁精选新工艺，获得铁精矿产率22％左右、铁精矿品位68．64％一69．28％、回收率64．64％一65．55％的较好指标，为选矿厂提高指标提供了可靠的依据。

    目前，我国铁矿资源中易选的磁铁矿资源日益减少，铁矿石资源特点是贫矿多，富矿少，伴生矿产多，矿石组分比较复杂，矿物嵌布粒度大多较细，给选矿造成一定的困难。因此迫切要求以科技进步，先进的技术和先进的设备来推动贫铁矿资源的高效开发与利用。充分利用国内的资源，提高钢铁企业矿石的自给率，缓解进口铁矿石的压力，维持优质的铁矿石原料供给。

    近年来，长沙选矿工程新技术研究所与长沙深湘通用机器有限公司联合研制和开发柱磨机已在全国近10来家企业、矿山中应用于对各种非金属矿和金属矿进行超细破碎。例如，广东六都磷肥厂、广东云浮硫酸厂、广东云浮硫铁矿、辽宁保国铁矿、甘肃酒钢某选矿厂等，并获得了较好的经济效益，对开发和利用铁矿资源具有深远的现实意义。   

    1、柱磨机的特点和作用

    长沙选矿工程新技术研究所与长沙深湘通用机器有限公司，多年来经过科研试验和生产实践，联合开发了高效、高质和高回收的选矿新技术和新设备——柱磨机。这种新型高效节能的超细碎设备柱磨机，被国家科委评为国家重点科技成果，并批准为《国家科技成果重点推广计划》项目。拥有选矿新技术及设备有关的两项发明专利。

    柱磨机是一种立式磨结构，采用中速中压和反复辊压的料床粉碎原理，工作时机器上部的减速箱带动主轴旋转，主轴带动数个辊轮在环锥形内衬中碾压并绕主轴公转又自转(辊衬之间间隙可调)。矿石从上部给入，靠自重在环锥形内衬中形成自形流动的料床，该料床受到辊轮的反复多次的碾压而成粉末，最后从磨机下部自动卸料而成为产品。适用于各种铁矿和有色金属等矿山和选矿厂。能将矿石碎至最终破碎粒度为5～0mm，且-5mm以下粒级占80％以上。

    2、磁铁矿超细碎一粗粒抛尾一弱磁精选新工艺的开发

    该新技术和新设备的工艺方法包括超细碎、分级、粗粒抛尾、磨矿、选矿工序。具体做法是在矿石细碎之后和磨矿作业之前增加一道新工序或在自磨机后增加新工序。采用柱磨机进行超细碎，可将矿石碎至最终破碎粒度为5—0mm，粉碎后的产品进行粗粒抛尾，尾矿丢弃后，粗精矿作为磨矿工序的给料，磨矿后再进行选矿精选工序，最后获得高品位、高回收率的精矿成为合格产品，其工艺流程见图1和图2。

 

 

 

 

    该工艺采用柱磨机进行超细碎并将矿石原矿给矿粒度30—50mm一次将矿石碎至3—5mm，超细碎的产品经筛分分级后进行粗粒抛尾，一般铁矿石可以抛弃30％～50％左右的脉石成为尾矿。尾矿含铁为3％～6％左右，剩下部分品位较高的粗精矿进入下一道磨矿工序。这样可以显著提高人球磨机粗精矿的品位，大幅度降低人球磨机粗精矿的粒度，从而大幅度提高了磨矿系统的生产能力和选矿效率。将为矿山和选矿厂提高显著的经济效益。

    3、柱磨机在磁铁矿选矿中的应用研究

    3.1广东大顶铁矿试验研究

    (1)广东大顶铁矿柱磨机超细碎。取广东大顶铁矿原矿500 kg，采用zMJ-900A型柱磨机破碎至5-0mm，生产能力(30-35)t／h，其筛析试验结果见．表1。

 

 

  从表1可见，一5mm以下粒级占88．23％，经粗粒抛尾后，可以减少铁矿石进入球磨机的入磨量和降低人球磨机粗精矿的粒度。从而大幅度提高磨矿系统的生产能力。一325目(一0．046 mm)粒级占2．52％，铁矿石在超细碎过程中并没有过粉碎。

    (2)广东大顶铁矿粗粒抛尾开路流程试验。原矿经柱磨机碎至5-0 m／n后，经5mm标准筛进行筛分，+5 mm粒级返回柱磨机再磨，-5 m／／l粒级分别用干式和湿式弱磁选机进行粗粒抛尾试验，试验设备采用干式和湿式实验室型弱磁选机分别为 YCφ400 mm×400 mm永磁筒式磁选机和De4,400 mm×300 mm电磁筒式磁选机。处理量为20 kg／h。其工艺流程见图3，试验结果见表2。

 

 

 

    从表2可看出，不论是干式或是湿式弱磁选机，粗粒抛尾效果显著。其结果抛尾产率高达35．57％-43．80％，尾矿品位TFe含量6．25％～4．52％。当原矿品位TFe含量34．66％-35．17％时，经粗粒抛尾，粗精矿品位TFe含量可以提高到50．35％-59．06％，回收率为93．59％～94．37％，为粗精矿进入精选工序创造了条件。

 

    (3)广东大顶铁矿超细碎一粗粒抛尾一弱磁精选开路流程试验。原矿经柱磨机碎至5—0 m／n后，经筛分至-5 mm，进行粗粒抛尾后，所得的粗精矿再进行磨矿，细度为一200目占90％，目的是进一步使铁矿石单体解离，然后分别将干式和湿式弱磁选机粗粒抛尾的粗精矿进行一次精选，最后获得高品位的铁精矿。其工艺流程见图4，试验结果见表3。

 

 

 

 

    从表3可知，最后获得铁精矿产率为50．20％～48．5l％、品位含量62．77％～64．24％、回收率89．87％-88．60％的较好指标。这一较佳指标获得表明采用柱磨机选别磁铁矿，具有工艺简单，设备先进，选矿指标优越的特点。

    3.2马鞍山南山开发公司某铁矿试验研究

    (1)马鞍山某铁矿柱磨机超细碎。马鞍山某铁矿石原生矿粒度细，含泥量大，而且含10%的水份，给破碎和选别造成一定的困难。2005年12月马鞍山南山矿业公司下属南山开发公司运送500 kg矿样，经ZIVlJ-900A型柱磨机一次破碎至5-0 mm，其筛析试验结果见表4。

 

 

    从表4可见，-5 mm以下粒级占89．00％，细粒级-200目以下的占25％，这就表明柱磨机破碎效率很高，而且对粗粒抛尾很有利。为下段磨矿工序创造了有利条件。

    (2)马鞍山某铁矿粗粒抛尾开路流程试验。采用柱磨机将原矿石碎至5—0 mm后，经筛分至-5 mm，粗粒+5 mm以上粒级返回柱磨机再磨，然后分别用干式或湿式弱磁选机进行粗粒抛尾试验，其工艺流程见图5，试验结果见表5。

 

 

 

    从表5可知，粗粒抛尾其尾矿的产率高达60．02％-68．80％，品位TFe含量为9．46％-9．58％。当原矿品位含量为22．99％～24．27％时，经粗粒抛尾，粗精矿品位TFe含量可以提高到43．30％～56．67％，回收率为75．29％-72．85％。抛尾的效果非常显著。

    (3)马鞍山某铁矿超细碎一粗粒抛尾一弱磁精选开路流程试验。原矿经柱磨机超细碎至5—0 mm后，经筛分至一5 mm，进行粗粒抛尾后，所得的粗精矿再进行磨矿，细度为一200目占95％，然后分别用干式和湿式弱磁选机进行两次精选，其工艺流程见图6，试验结果见表6。

 

 

    从表6可看出，马鞍山某铁矿经柱磨机超细碎后进行粗粒抛尾，然后经磨矿进行两次弱磁选精选，流程简单，可以获得精矿产率21．65％～22．96％、精矿品位TFe含量为68．64％～69．28％、回收率64．64％～65．55％的较佳指标。

    这种高品位铁精矿的获得，表明柱磨机以独特的粉碎原理将铁矿石反复多次的碾压和搓揉，从而使得有用矿物和脉石得到充分的单体解离。为选矿工艺粗粒抛尾、磁选提高精矿品位和回收率创造了有利的条件。

    4、结论

     (1)采用柱磨机进行超细碎，破碎比大，出料粒度小(0-5mm)，细粉含量高，粒级分布合理。因此能使大部分铁矿石与脉石单体解离，这给铁矿石预选一粗粒抛尾创造了有利条件，故抛废率高。这对一般原矿品位20％一30％不高的铁矿石，采用柱磨机超细碎一粗粒抛尾新工艺能大幅度提高给入球磨机矿石品位。

    从而显著提高磁选精选段的磁选效率，为提高精矿品位和回收率创造了良好的条件。同时可以大幅度提高磨矿系统的生产能力，降低磨矿系统的电耗和生产成本，给矿山和选矿厂带来显著的经济效益。

    (2)广东大顶铁矿采用柱磨机的新工艺，分别用干式和湿式弱磁选机进行粗粒抛尾，其结果抛废率高达35．57％～43．80％，尾矿品位低含量为6．25％-4．52％。当原矿品位TFe含量为34．66％～35．17％时，经粗粒抛尾，粗精矿品位TTe含量可以提高到50．35％～59．06％，回收率为93．59％～94．37％。

    (3)广东大顶铁矿采用柱磨机超细碎一干、湿式弱磁选机粗粒抛尾一湿式弱磁选机精选工艺流程。分别可以获得产率为50．20％-48．51％；品位 TFe含量为62．77％～64．24％、回收率为89．87％-88．60％的铁精矿较好指标。

    (4)马鞍山某铁矿采用柱磨机的新工艺，分别用干式和湿式弱磁选机进行粗粒抛尾，抛废率非常显著。可以抛弃产率为60．02％～68．80％、品位 TFe含量为9．46％一9．58％的尾矿。当原矿品位 TFe含量为22．99％～24．27％时，经粗粒抛尾，粗精矿品位TFe含量可以提高到43．30％-56．67％，回收率为75．29％～72．85％。

    (5)马鞍山某铁矿采用柱磨机超细碎一干、湿式弱磁选机粗粒抛尾一湿式弱磁选机精选工艺流程，分别获得较高产率。