强磁选和重选联合回收尾矿和冶炼尾渣中铁的研究.pdf

SeriesNo. 399 September 2009 金 属 矿 山 METAL M I NE 总第399期 2009年第9期 陈志友1977 , 男,赣州金环磁选设备有限公司,工程师, 341000 江西省赣州市章贡区沙河工业园。 强磁选和重选联合回收尾矿和冶炼尾渣中铁的研究 陈志友 陈秋虎 赣州金环磁选设备有限公司 摘 要 采用SLon立环脉动高梯度强磁选机和离心选矿机重选联合工艺,可以有效回收选矿尾矿、 赤泥、 浸 金尾渣和焙烧中矿的铁资源。研究表明,首先采用SLon立环脉动高梯度强磁选机在背景场强0. 7～0. 9 T下粗选 抛尾,抛除大量的脉石矿物,使铁矿物得到富集;再对强磁选粗选精矿采用离心选矿机在转速为400 r/min,洗涤水 为2 400～2 600 mL /min进行精选,可以得到Fe品位60以上的铁精矿,并且有较高的精矿回收率。 关键词 强磁选 重选 选矿尾矿 赤泥 浸金尾渣 焙烧中矿 Study on the Iron Recovery from Ta ilings and Smelting Ta ilings by High2intensityMagnetic Separation and Gravity Separation Chen Zhiyou Chen Qiuhu Ganzhou SLon M agnetic Separator Co . , Ltd. Abstract Iron resources inMineral processing tailing, red mud, smelting tailing, roastingmiddling ores can be effec2 tively recovered by SLon magnetic separators and centrifuge. The experimental results showed that large amounts of gangue were rejected and iron mineralswere concentrated by the Slonmagnetic separatorswithmagnetic field strength of 0. 7T～0. 9T for coarse separation. A Fe concentrate grading of 60 with a higher recovery rate can be achieved under the rotational speed at 400 r/min and washingwater about 2 400～2 600 ml/min by the centrifuge. Keywords High2intensitymagnetic separation, Gravity separation,Mineralprocessing tailing, Red mud, Smelting tail2 ing,Roastingmiddling ore 我国大部分矿产资源的特点是矿床类型多,贮 存条件复杂,多组分共生,有用组分嵌布粒度细等, 存在着选别难度大、 资源回收效率低的问题。如大 部分磁铁矿、 铜矿、 镍矿等选矿尾矿中含有一定量的 赤铁矿、 褐铁矿等弱磁性铁矿物,通常含Fe为20 以上,只有少量的磁铁矿尾矿采用强磁选粗选 摇 床精选工艺得以回收 [122 ] ,而大部分含铁尾矿无法回 收利用。对于硫化型金精矿在生产黄金过程中采用 预先焙烧,硫黄铁矿反应生成SO2和氧化铁, SO2被 回收利用生产硫酸,而氧化铁随尾渣被排放在尾矿 库中,尾渣中的铁含量为35～42。氧化铝生产 需要的三水铝石,具有高铁的特点,赤泥中含Fe为 20～40。因此,大量有用的铁资源随选矿尾矿 和冶炼尾渣被丢弃在尾矿库中,造成了资源浪费。 对赤泥回收铁资源研究较多 [326 ] ,一是还原焙 烧,先将赤泥预焙烧后进入沸腾炉内,在温度700～ 800℃还原,采用湿式永磁磁选机分选,得到含铁 62以上的精矿,铁的回收率较高。但是该方法的 缺点是工艺复杂、 能耗过高,导致生产成本较高,无 法在工业生产中得到应用;二是采用高梯度磁选机 进行磁选 [6 ] ,工艺流程简单,但磁选精矿品位较低, 不能满足冶炼要求。 1 某铜矿选矿尾矿选铁的试验 江西某选铜尾矿经分析含铁为39. 06 ,采用 SLon立环高梯度强磁选机,在试验条件为磁选背景 磁感应强度0. 7 T,脉动冲次220 r/min时,进行一 次高梯度强磁选获得铁粗精矿50. 96 ,产率 61. 29 ,试验结果见表1。 表1 SLon立环高梯度强磁选结果 产品名称品位Fe产 率回收率 强磁选精矿50. 9661. 2979. 96 弱磁选尾矿20. 2238. 7120. 04 原 矿39. 06100. 00100. 00 281 矿物鉴定结果为该矿中的铁矿石主要是镜铁 矿,影响精矿质量主要是辉石类矿物。辉石类矿物 在铁精矿中呈现单体和连生体均见有。辉石主要以 微细粒嵌布在铁矿粒中形成细微连生体,若能排除 辉石类矿物,精矿品位可进一步提高。因此,必须对 强磁选精矿进行细磨,采用离心选矿机进行重选,进 一步提高铁精矿品位。 对强磁选精矿再磨9 min后,磨矿细度为 - 0. 044 mm含量占90 ,采用离心选矿机精选,离 心选矿机转速为400 r/min、 洗涤水为2 800 mL / min,试验结果见表2。 表2 强磁选精矿再磨后经离心选矿机分选试验结果 产品名称品位Fe产 率回收率 离心机精矿60. 1553. 8963. 61 离心机尾矿40. 2246. 1136. 39 给 矿50. 96100. 00100. 00 从表2可知,对于此选铜尾矿采用强磁选粗 选 离心选矿机精选的流程,最终可以获得含Fe 60. 15 ,产率53. 89 ,回收率为63. 61的铁精 矿。 2 某磁铁矿选矿尾矿选铁的试验 以江西吉安某磁铁矿选矿尾矿为样品,该矿样 经化学分析含铁品位22. 40 ,由物相分析可知,金 属矿物有磁铁矿少量 , 赤铁矿镜铁矿 ; 脉石矿 物主要有石英、 绿泥石、 绢云母、 方解石、 角闪石等。 采用SLon高梯度强磁选机,在背景磁感应强度 0. 9 T,脉动冲次为220 r/min,对该尾矿进行强磁选抛 尾,得到强磁选精矿和强磁选尾矿。其结果见表3。 表3 SLon高梯度强磁选试验结果 产品名称品位Fe产 率回收率 强磁选精矿46. 2035. 3372. 86 强磁选尾矿9. 4064. 6727. 14 原 矿22. 40100. 00100. 00 由于脉石矿物中含有一定的绿泥石,采用强磁 选无法分离,需要进行精选进一步提高精矿品位。 对强磁选精矿采用水力旋流器分级,对0. 044 mm粗粒采用球磨机再磨,再磨产品与水力旋流器 分级的细粒级产品合并,磨矿细度- 0. 044 mm含量 为75 ,采用离心选矿机进行精选,离心选矿机转 速为400 r/min、 洗涤水为2 800 mL /min,分别得到 精矿和尾矿,离心选矿机尾矿与强磁选尾矿混合作 为最终尾矿,品位含Fe为14. 10 ,离心选矿机精 矿作为最终精矿,品位Fe为62. 20。其结果见表 4。 3 浸金尾渣中回收铁的研究 某浸金尾渣为湿法提炼黄金后的尾渣,尾渣中 Fe的品位约为35. 26。尾渣的矿样细度- 0. 074 mm含量占85. 20 表 5 。采用SLon高梯度强磁 选机,在试验条件为磁选背景磁感应强度0. 7 T,脉 动冲次为220 r/min时,进行一次高梯度强磁选,试 验结果见表6。 表4 强磁精矿经离心选矿机精选试验结果 产品名称品位Fe产 率回收率 离心机精矿62. 2049. 2966. 36 离心机尾矿30. 6550. 7133. 64 给 矿46. 20100. 00100. 00 表5 某浸金尾渣粒级与铁的分布率 粒级/mm品位Fe/产率/回收率/ 0. 07444. 8714. 8018. 84 - 0. 07433. 5785. 2081. 16 原 矿35. 26100. 00100. 00 表6 某浸金尾渣强磁选试验结果 名 称品位Fe产 率回收率 强磁选精矿55. 0932. 5550. 86 强磁选尾矿25. 6967. 4549. 14 原 矿35. 26100100 通过对浸金尾渣进行一次强磁选选别,获得铁 精矿的产率为32. 55 ,品位为55. 09 ,回收率为 50. 86。 4 某赤泥强磁选回收铁的工业试验 对高铁赤泥直接采用高梯度强磁选机磁选,得 到强磁选精矿,由于含铁品位较低,不能作为炼铁原 料。某三水铝石型铝土矿生产氧化铝产生的高铁赤 泥,经多元素化学分析结果见表7,粒级分析见表8。 表7 某赤泥多元素化学分析结果 元 素TFeAl2O3 SiO2Na2O CaOFeO K2O MgO 含 量29. 51 17. 3216. 85. 53. 20. 160. 290. 16 表8 某赤泥粒级与铁分布率 粒级/mm品位Fe/产率/回收率/ 0. 1539. 8721. 5029. 05 - 0. 15 0. 07438. 8615. 9020. 94 - 0. 07423. 5762. 6050. 01 原赤泥29. 51100. 00100. 00 注 - 0. 044 mm含量占50。 从表8可见,对赤泥直接采用SLon高梯度强磁 选机进行强磁选别,由于赤泥中细粒级含量较多 - 0. 044 mm含量占50 ,因此泥化严重,直接导 致铁精矿的品位很低,精矿Fe品位仅达到38～ 40。细粒级赤泥可预先分级脱除,对分级的粗粒 381 陈志友等强磁选和重选联合回收尾矿和冶炼尾渣中铁的研究 2009年第9期 进行磨细进行强磁选别。因此对该赤泥采用的分级 粒度为0. 044 mm,粗粒级产率为50 ,对粗粒级产 品进行细磨后进行强磁选别,试验结果见表9。 表9 某赤泥强磁选试验结果 名 称品位Fe产 率回收率 强磁选精矿52. 0940. 0552. 34 强磁选尾矿31. 6959. 9547. 66 原 矿39. 86100. 00100. 00 经过6个月试生产试验,铁精矿品位基本稳定 在48100以上,最高可以提高到52100 ,含水率 稳定在18以下.基本达到了试验目的。 5 某铁矿磁化焙烧磁选中矿回收铁的试验 为有效利用菱铁矿、 褐铁矿、 赤铁矿等铁矿资源 所采取的磁化焙烧工艺,已经在工业生产中得到实 践应用。如某褐铁矿原矿品位为50～52 ,采用 回转窑磁化还原焙烧工艺将弱磁性褐铁矿生成磁铁 矿,进行粗选和精选后,得到占原矿质量20～ 30的磁选中矿,其品位Fe为35100。对此磁选 中矿先采用永磁磁选机在背景磁感应强度0. 2 T进 行粗选,磁选尾矿采用SLon高梯度强磁选机强磁扫 选,强磁选背景磁感应强度0. 9 T,脉动冲次为220 r/min,试验结果见表10。 表10 磁化焙烧磁选中矿粗选结果 名 称品位Fe产 率回收率 弱磁选精矿57. 1012. 3319. 76 强磁选精矿45. 8251. 1065. 80 强磁选尾矿14. 0536. 5714. 44 原 矿35. 58100. 00100. 00 将弱磁选精矿和强磁选精矿混合,其Fe品位为 48. 07 ,将混合精矿进一步磨细,细度为- 0. 044 mm含量占80 ,采用离心选矿机进行重选,离心选 矿机转速为400 r/min、 洗涤水为2 400 mL /min,分 别得到精矿和尾矿,离心选矿机尾矿与强磁选尾矿 混合作为最终尾矿,离心选矿机精矿作为最终精矿, 品位Fe为58. 50 ,见表11。 表11 混合精矿离心选矿机试验结果 产品名称品位Fe产 率回收率 离心机精矿58. 5047. 6057. 93 离心机尾矿38. 6052. 4042. 07 给 矿48. 07100. 00100. 00 6 结 论 1采用SLon高梯度强磁选机和离心选矿机 重选联合工艺可以有效回收选矿尾矿、 冶炼尾渣中 的铁资源,使选矿尾矿、 冶炼尾渣资源得到利用。 2 SLon高梯度强磁选机在选矿尾矿、 冶炼尾 渣中回收铁资源主要作用是抛尾。即通过强磁选脱 除大量的脉石矿物,使铁矿物得到富集,保证最终铁 精矿有较高的回收率。 3当铁矿物与脉石矿物嵌布粒度细,需磨细 使二者达到单体解离;当脉石矿物中含有一定量的 绿泥石,需采用重选将绿泥石脱除。 参 考 文 献 [1 ] 叶和江.上厂铁矿尾矿回收赤铁矿的试验和应用[J ].金属矿 山, 20003 492501 [2 ] 沙成玉.南芬选矿厂尾矿回收再选的技术特点[J ].中国矿业, 1997专刊 14721501 [3 ] 姜怡娇,宁平.氧化铝厂赤泥的综合利用现状[J ].环境科学与 技术, 20031 402421 [4 ] 李佩鸿.平果铝矿赤泥直接还原炼铁的研究[J ].有色金属选 矿部分, 19981 162191 [5 ] 刘永康,梅贤功.高铁赤泥煤基直接还原的研究[ J ].烧结球 团, 19952 5291 [6 ] 管建红.采用脉动高梯度磁选机回收赤泥中铁得试验研究 [J ].江西有色金属, 20004 162181 收稿日期 20092072 18 上接第181页 小。随着固相含量的增加,浆料的粘度增加。随着 球磨时间的增加,颗粒发生团聚,使得表观粒度增 大,颗粒溶剂化后,颗粒充分分散,因而粘度呈上升 趋势。 参 考 文 献 [1 ] 邱媛媛,赵由才.尾矿在建材工业中的应用[J ].有色冶金设计 与研究, 20081 422441 [2] 恭明玺,金萱尾矿综合利用技术及应用研究[J ].湖南有色金 属研究院, 20084 5281 [3] 魏明坤,张广军,武七德.高固相含量水基陶瓷悬浮液的制备 [J ].瓷工程, 20016 432461 [4 ] Barens H A, Hutton J F,Walters K .流变学导引[M ].吴大诚,古 大冶,等译校.北京中国石化出版社, 19921 [5 ] 周丽敏,郭露村.分散剂对超细粉 α- Al2O3浆料流变性的影 响[J ].硅酸盐学报, 2003, 31 11 1075210791 [6 ] PIRM I N C. 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