干磨干选技术在西部缺水地区的成功应用.pdf

干磨干选技术在西部缺水地区的成功应用 ① 张志荣１，２ （１．酒钢钢研院，甘肃 嘉峪关 ７３５１００； ２．甘肃省难选铁矿石资源利用重点实验室，甘肃 嘉峪关 ７３５１００） 摘 要 概述了干磨干选技术在我国西部缺水地区的生产应用情况。 该技术在西部粗粒超贫磁铁矿选矿中的成功应用，为该技术 推广应用起到了很好的示范作用，也为干式粉状物料选铁或除铁提供了新途径和新思路。 关键词 干磨； 干选； 风选； 选铁 中图分类号 ＴＤ９２文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３-６０９９．２０１７．０３．０１７ 文章编号 ０２５３-６０９９（２０１７）０３-００６６-０２ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｒｙ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｄｒｙ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ Ｗａｔｅｒ-ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ Ａｒｅａｓ ｏｆ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ-ｒｏｎｇ１，２ （１．Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ＪＩＳＣＯ， Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００， Ｇａｎｓｕ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ， Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００， Ｇａｎｓｕ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｙ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ-ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ ａｒｅａｓ ｏｆ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ， ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏａｒｓｅ-ｇｒａｉｎｅｄ ｕｌｔｒａ-ｌｅａｎ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ａ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅｉｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ， ａｎｄ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ａｎｄ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｉｒｏｎ ｒｅｃｌａｉｍｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｆｅｒｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｙ ｐｏｗｄｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｄｒｙ ｇｒｉｎｄｉｎｇ； ｄｒｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ； ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ； ｉｒｏｎ ｒｅｃｌａｉｍｉｎｇ 中国西部缺水地区，许多矿业公司开始尝试采用 干磨干选和风选技术处理铁矿石，此类技术对于西部 缺水地区资源开发和特殊工艺下铁矿物回收有着重要 意义。 新疆罗布泊某选矿厂、哈密中天选矿厂近两年的 生产实践表明，干磨干选技术取得了突破，对于国内类 似资源开发利用有着重要的示范作用。 １ 西部干磨干选技术实践 １．１ 罗布泊某磁铁矿选矿厂干磨干选技术实践 罗布泊某磁铁矿选矿厂位于新疆维吾尔自治区哈 密市雅满苏镇西南方向罗布泊无人区。 该矿全铁品位 约为 １０％，磁性铁品位 ７％左右，属于超贫磁铁矿［１］。 该厂技术人员结合资源储量和生产环境，研发出了贫磁 铁矿干磨干选技术［２］，于 ２０１５ 年实现产业化生产。 该 厂一段磨矿 ３ 台球磨机，二段磨矿 １ 台球磨机；满负荷 生产时，可处理原矿 ７００ 万吨／ 年，产精矿 ５０ 万吨／ 年。 即使在 ２０１６ 年矿价低迷的情况下，该厂仍维持小规模 生产。 磁铁矿的干磨干选流程将矿石通过颚式破碎机 粗碎、ＨＰ５００ 圆锥破碎机中碎至 ４０ ｍｍ 以下，然后送 入球磨机提升机，提至球磨机头部矿仓预先筛分。 筛 上部分经皮带计量送入干法 Φ３．５ ｍ １０ ｍ 中卸式球 磨机的粗磨仓中，粗磨至 ８０ 目（０．１８０ ｍｍ）左右；粗磨 后的矿粉与筛下部分通过循环提升机提升后进行风力 分级处理，粗细粒级分别进行干式抛废后，粗精矿通过 二段磨矿再磨至 １６０ 目（０．０９８ ｍｍ）左右， 送入组合式 气力磁选装置进行选别；细粉经回转式选粉机后，由风 力送入组合式气力磁选装置，进行选别，一次性生产出 合格的干式精粉。 干式精粉由风力输送至成品库中储 存，剩余尾矿由除尘器收集后送至尾矿场。 选矿全流 程无水运行。 工艺流程见图 １，生产指标见表 １。 从表 １ 数据可知，低品位磁铁矿经干磨干选即可 生产出品位 ６２％以上的合格精矿，强磁性矿物的回收 率达到了 ８１％以上。 回收率偏低的原因主要是粗粒 磁铁矿抛废时，部分磁性颗粒没有解离，进入尾矿中。 ①收稿日期 ２０１６-１２-２４ 作者简介 张志荣（１９７１-），男，陕西人，正高级工程师，工程硕士，主要从事难选铁矿工艺研究和选矿工程技术应用。 第 ３７ 卷第 ３ 期 ２０１７ 年 ０６ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３７ №３ Ｊｕｎｅ ２０１７ 万方数据 原矿-40 mm 干式磨矿 - - 风力 分级 粗粒 风选细粒 风选 筛 分 干式磨矿 风 选 精矿尾矿 图 １ 罗布泊某选矿厂干磨干选工艺流程 表 １ 罗布泊某选矿厂干磨干选生产指标 原矿品位 ／ ％ 精矿指标／ ％ 产率品位回收率 尾矿品位 ／ ％ 选比 ５～１０＞６．６＞６２＞８１＜０．９＜１５ 生产主要成本原矿露天开采，成本极低；生产主要 动力成本为电费，约 ３６ 元／ ｔ精矿；尾矿量大，就近干堆，费 用折合约为 １８ 元／ ｔ精矿；钢球、衬板单耗远小于湿磨。 １．２ 哈密中天选矿厂干磨干选技术实践 哈密中天铁矿位于新疆维吾尔自治区哈密市东南 １４５ ｋｍ 处，采用地下开采方式。 该厂 ２０１４ 年初投产， 生产了一年半时间，２０１６ 年处于停产状态。 选矿工艺流程［３］破碎-高压辊磨-风力分级-干式 磁选，处理能力 １ ５００ ｔ／ ｄ。 工艺流程见图 ２。 地下开 采出来的原矿经二段一闭路破碎至 ３０ ｍｍ 以下，先进 行干选抛废，干选精矿经斗式提升机给入风力分级机， 粗粒产品给入高压辊磨机，辊磨机排矿再给入斗式提 升机，构成闭路返回。 细粒产品控制在-０．０７４ ｍｍ 粒 级占 ７８％左右，经风力输送至下一级风力分级机，进 行二次风力分级，废风带走低密度的细粒粉尘，经布袋 除尘器处理后排入大气中，其余产品经缓冲仓给入风 选机粗选，磁选精矿收集入库；其尾矿给入风选机扫 选，扫选精矿返回斗式提升机给矿，形成闭路。 生产指 标见表 ２。 原矿-30 mm 高压辊磨 风力 分级 干式 粗选 干式 扫选 精矿尾矿 图 ２ 哈密中天选矿厂工艺流程 表 ２ 哈密中天生产指标 原矿品位 ／ ％ 精矿指标／ ％ 产率品位回收率 尾矿品位 ／ ％ 选比 ～２０～３３≥６２＞８１＜８＜３．５ 生产成本原矿地下开采，成本略高；生产采用集成 系统，生产主要动力成本为电费，电耗约 １６ ｋＷｈ／ ｔ原矿， 折合后约 ３０ 元／ ｔ精矿；尾矿就近干堆。 ２ 干磨干选技术特点 不论采用球磨机还是辊磨机，均能实现干磨；通过 斗式提升机将磨矿产品提升到一定高度后进行可控分 级，合格粒级通过干选和风选，对磁性产品进行富集。 首先，系统运行的稳定性较以往大幅度提高，设备作业 率高；其次，风选后产品质量较高，可以满足用户的需 求；第三，系统采用封闭式全负压运行，粉尘通过收尘系 统收集，作业环境和外排气体粉尘含量小于 ３０ ｍｇ／ ｍ３； 第四，系统结构紧凑，占地面积小，便于集成控制，降低 人力成本。 总之，干磨干选工艺推广对西部缺水地区 特定的矿物开发利用有着重要意义。 ２．１ 应用条件 １） 干磨干选工艺适合于干旱缺水地区，或对选矿 产品有特殊要求的地方。 ２） 文中介绍的 ２ 个应用干磨干选工艺的选矿厂， 虽然入选矿石属于贫矿，但磁铁矿嵌布粒度均较粗。 生产电耗是主要成本；不适合微细粒分选。 ３） 集成系统均建于矿山旁边，能有效降低运输综 合成本；选别厂房占地少，垂直方向分级和分选，厂房 较高。 ２．２ 工艺优点 １） 在整个选别过程中，不使用水作为介质，故无 水资源消耗、无水污染；实现了干法选矿，精矿与尾矿 均为干粉。 与湿式选矿相比，无需浓缩和压滤，减少了 设备投入，节省传统脱水工艺运行成本，也减少了尾矿 库的投资与成本。 尾矿用于充填或采用干堆方式，适 用建库困难或征地困难的矿山。 另外精矿为干粉，降 低了运输费用。 ２） 干选技术可靠性较以往大幅度提高。 生产系 统采用封闭式全负压运行，作业环境和外排气体可达 到国家环保要求。 ３） 选矿集成系统设计，占地面积少，减少了土建 及安装成本，提高了土地资源利用率。 运行能耗低、工 艺流程简单。 ３ 结 语 １） 西部干磨干选和风选技术成功应用的生产实践， （下转第 ７１ 页） ７６第 ３ 期张志荣 干磨干选技术在西部缺水地区的成功应用 万方数据 含砷硫精矿 药剂单位g/t HB 丁基黄药 2油 粗 选 精选 1扫选 1 精选 2 扫选 2 600 200 45 3 min 2 min 1 min HB 丁基黄药 2油 300 70 15 3 min 2 min 1 min HB 丁基黄药 2油 100 20 5 3 min 2 min 1 min HB2003 min HB503 min HB203 min 精选 3 硫精矿 硫化钠 弱 磁选 高铁硫精矿砷精矿 0.15 T 强磁 粗选 0.45 T 强磁 精选 0.40 T 5000 图 ３ 闭路试验流程 表 ８ 闭路试验结果 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ ＳＡｓＳＡｓ 硫精矿６１．５９４７．４３０．６７７５．３１５．８８ 高铁硫精矿２１．８４３３．６７１．５１１８．９６４．７０ 砷精矿１６．５７１３．４１３７．８６５．７３８９．４２ 合计１００．００３８．７９７．０２１００．００１００．００ 结果表明，采用“预先脱药-抑砷浮硫”流程，并结 合高效砷抑制剂 ＨＢ，使毒砂得到选择性抑制，实现了 黄铁矿与毒砂的有效分离，获得了硫品位 ４７．４３％、回 收率 ７５．３３％的硫精矿，砷含量降至 ０．６７％。 此外，根 据该厂区磁黄铁矿磁性变化较大的特点，研发了针对 性的“弱磁-强磁”联合流程，突破了磁黄铁矿常规弱磁 选的瓶颈，不仅获得了硫品位 ３３．６７％、砷含量 １．５１％、 回收率 １８．９６％的高铁硫精矿，大大降低了高铁硫精矿 中砷含量，成功解决了毒砂与磁黄铁矿难分离的选矿 难题，而且获得了砷品位 ３７．８６％、回收率 ８９．４２％的砷 精矿，实现了高砷硫精矿的高效综合回收利用。 ４ 结 论 １） 某高砷硫精矿中主要矿物为黄铁矿、磁黄铁矿 和毒砂，矿物含量分别为 ５８．３２％、１３．３１％及 １４．８６％， 硫精矿中砷主要以毒砂形式存在，硫精矿中硫、砷矿物 解离程度较高，矿物学因素对砷硫分离影响不大。 ２） 采用硫化钠预先脱药，有效解决了药剂残留对 硫砷分离的影响，并配合高效砷抑制剂 ＨＢ，采用“抑 砷浮硫”工艺，实现了黄铁矿与砷的有效分离。 ３） 采用“弱磁-强磁”联合流程，不仅有效实现了 毒砂与磁黄铁矿的高效分离，而且实现了砷的综合回 收，为我国此类高砷硫精矿的高效分离及综合回收利 用提供了参考与借鉴。 参考文献 ［１］ 孟书青，金华爱，陶红春，等． 高砷多金属硫化矿浮选降砷途径 ［Ｊ］． 矿冶工程， １９９１，１１（１）３７-４０． ［２］ 曾 科，覃文庆，何名飞，等． 蒙自多金属硫化矿砷硫分离技术研 究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１１，３１（２）６５-６７． ［３］ 袁经中，李燕华，乐 陶． 卡房高砷低品位硫精矿综合回收利用研 究与实践［Ｊ］． 现代矿业，２０１５（６）２３２-２３３． ［４］ 李建华，孙小俊． 湖北某高硫铁矿选别试验研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１５（１）５７-６０． ［５］ 陈红兵，陈绍伟，李燕华，等． 高砷硫精矿综合回收利用研究［Ｊ］． 云南化工，２０１５，４２（３）２８-３０． ［６］ 孙传尧． 选矿工程师手册［Ｍ］． 北京冶金工业出版社， ２０１５． ［７］ 刘四清，张文彬． 高砷硫精矿除砷的研究［Ｊ］．矿产保护与利用， ２００５（６）２８-３１． ［８］ 陈建华，钟建莲，李玉琼，等． 黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿的电子结 构及可浮性［Ｊ］． 中国有色金属学报， ２０１１（７）１７１９-１７２７． ［９］ 熊道陵，胡岳华，贺治国． 有机抑制剂在硫化矿浮选中抑制砷黄铁 矿的研究进展［Ｊ］．矿冶工程， ２００４（２）４２-４４． 引用本文 叶小璐，袁经中． 某高砷硫精矿砷硫分离技术研究［Ｊ］． 矿冶 工程， ２０１７，３７（３）６８-７１． �������������������������������������������������������������������������������������������������� （上接第 ６７ 页） 对国内开发贫磁铁矿有实际意义。 如果干式重选等分 选装备能够进一步取得突破，对于国内外各种资源开 发利用将是革命性的变化。 ２） 对于入选原料或选后产品有特殊要求的厂家 可借鉴该技术。 干选工艺产品可减少浓缩、过滤、烘干 过程，减少设备投入，同时节约土地，降低生产、运输成 本和工程投入。 ３） 对粉状工业废渣中磁性物质的回收利用或除 铁可利用该技术。 如粉煤灰、矿渣、钢渣微粉选铁等。 参考文献 ［１］ 王伟杰． 超贫磁铁矿资源开发利用概述［Ｊ］． 包钢科技， ２０１４ （６）７８-８０． ［２］ 石永兵． 一种 磁性 矿物的 干磨干 选方 法 ［ Ｐ］． 中 国专利 ＣＮ２０１２１０１４６６５９９． ［３］ 王景玉，张 珂，胡沿东，等． 高压辊磨干式分级弱磁选集成 系统工艺技术概述［Ｊ］． 金属矿山， ２０１６（６）１０１-１０６． 引用本文 张志荣． 干磨干选技术在西部缺水地区的成功应用［Ｊ］． 矿 冶工程， ２０１７，３７（３）６６-６７． １７第 ３ 期叶小璐等 某高砷硫精矿砷硫分离技术研究 万方数据