复杂难选铁矿石阶段干磨、磁选-电选全干式选别工艺

技术领域

本发明涉及矿物加工技术领域，尤其涉及一种复杂难选铁矿石阶段干磨、磁选-电选全干式选别工艺。

背景技术

我国铁矿石资源禀赋差，多为“贫、细、杂”的复杂难选铁矿，以鞍山式铁矿为例，主要为磁、赤铁矿，兼有部分菱铁矿、褐铁矿及绿泥石等含铁矿物，常见脉石主要有二氧化硅、方解石等，这些矿物往往相互伴生，且嵌布粒度细，通常需要磨至0.075mm占80％甚至更细方能完全单体解离。

而上述矿物中，菱铁矿、褐铁矿以及绿泥石均为硬度小、易泥化的弱磁性矿物，在传统的湿法“磨矿-磁选-浮选”工艺流程中，它们无法被强磁选作业分开而进入浮选作业，导致矿浆中出现大量细泥和钙、镁离子，药剂选择性下降，严重恶化浮选过程，使得浮选工艺难以获得较好的分选指标。

此外，由于浮选过程中添加大量药剂，严重影响了后续球团工序中铁精矿粉的成球性能；且矿浆加温过程消耗大量燃料，产生温室气体；以及湿式流程排放大量湿尾矿，造成环保和安全问题等等，以上说明湿式流程及浮选工艺已经不符合当前绿色低碳的发展理念。因此，针对复杂难选铁矿石，亟需开发新的选别工艺流程，以实现其绿色高效利用。

专利文件CN103386361A公开的“一种磁赤混合铁矿的选矿方法”，包括以下步骤：a)将磁赤混合铁矿依次进行第一段磨矿与第二段磨矿，得到矿浆；b)将所述矿浆分级，得到的溢流矿浆进行第一次絮凝脱泥，得到矿泥与沉砂；c)将所述沉砂分级后进行第三段磨矿，将第三段磨矿得到的矿浆分级后进行第二次絮凝脱泥，得到矿泥与沉砂；d)将步骤c)得到的沉砂进行反浮选。本发明通过采用上述选矿方法将微细粒磁赤混合铁矿进行处理，使铁精矿回收率较高且品位较高。

专利文件CN109692752B公开了“一种处理含多种铁矿物难选混合铁矿石的选矿工艺”，将铁品位为21％～23％，粒度为250mm-0mm的原矿给入一段自磨机，获得粒度为30mm-0mm的自磨产品，自磨产品给入双层直线振动筛，获得粒度为+10mm、10mm-1mm和1mm-0mm的三种筛分产品，通过对三种筛分产品有针对性地进行不同的磨矿分级、干式磁选、湿式磁选和反浮选作业选别处理，获得最终精矿品位64.5％以上。本发明的优点是：1)高压辊磨机闭路破碎自磨机顽石的引入释放自磨机的产能；2)采用化反应和还原反应分步进行的新型回转窑结构，提高磁性矿的转化率；3)比原工艺精矿品位提高近5个百分点。

上述现有技术基本上都是采用浮选法与磁选法或重选法相结合来处理混合铁矿石，当铁矿原料中菱铁矿、褐铁矿、绿泥石等易泥化的弱磁性矿物含量较高时，上述方法不能取得较好的浮选指标，并且上述方法为湿式流程，会产生湿尾矿。

发明内容

本发明的目的是提供一种复杂难选铁矿石阶段干磨、磁选-电选全干式选别工艺，针对复杂难选铁矿石嵌布粒度细、含易泥化矿物、浮选效果不佳以及当前主流工艺影响后续造球、污染环境等问题，本发明提供了一种复杂难选铁矿石的选别工艺，利用矿石的磁性差异将磁铁矿通过弱磁选单独选出，利用矿石的介电常数、电导率、整流性等电性质差异，将弱磁性矿物中的菱铁矿、绿泥石等易泥化矿物与赤铁矿分离，得到高品位的赤铁精矿。本发明的流程均在干式条件下完成，避免了尾矿湿排以及浮选工艺对后续造球工序的影响，对复杂难选铁矿石的绿色高效利用具有重要意义。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

复杂难选铁矿石阶段干磨、磁选-电选全干式选别工艺，包括以下步骤：

1)将复杂混合矿石破碎至0～12mm的细碎产品作为原矿给入高压辊磨机，并与筛分作业组成闭路磨矿系统，得到粒度≤3mm的筛下产品；

2)将筛下产品给入粗粒干式弱磁选作业干弱磁Ⅰ，其中精矿进入下一段磨矿作业干磨a；尾矿给入粗粒干式强磁作业干强磁Ⅰ，抛弃粗粒强磁尾矿，得到的粗粒强磁精矿进入下一段磨矿作业干磨b；

3)将干磨a与风力分级作业组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％～90％的细粒产品，随后进行若干段干式弱磁选作业，得到TFe≥66.5％的高品位磁铁精矿；其中每一段干式弱磁选作业的中矿依次返回上一级，尾矿合并后抛弃；

4)将干磨b与风力分级作业组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％～90％的细粒产品，随后进行若干段干强磁作业，其中精矿进入电选作业，尾矿抛弃；

5)步骤4)的干强磁作业精矿进行若干段电选作业，得到TFe≥65％的高品位赤铁精矿；每一段电选作业的中矿与下一段电选作业的尾矿依次返回到给矿；

6)将干式弱磁选作业的尾矿、干强磁尾矿、电选尾矿合并为综合尾矿。

上述步骤2)中，干弱磁Ⅰ尾矿中包含有含铁弱磁性矿物，其中包括赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、绿泥石。

上述步骤3)中，干磨方式包括干式球磨、干式自磨、干式搅拌磨；干式弱磁选段数、磁场强度等应根据实际矿石性质和精矿品位要求决定，一般使用风力类干式磁选机，设置3～5段工序。

上述步骤4)中，干磨方式包括干式球磨、干式自磨、干式搅拌磨；干式强磁选作业段数、磁场强度等等应根据实际矿石性质和精矿品位要求决定，一般使用干式振动高梯度磁选机，设置1～3段工序。

上述步骤5)中，电选作业段数、电压(电场)强度等应根据实际矿石性质和精矿品位要求决定，一般使用高压电选机，设置2～4段工序。

上述步骤1)所述的复杂混合矿石中，包含有磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、绿泥石。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过电选代替浮选作业，将弱磁性矿物中易泥化但导电性差的菱铁矿、褐铁矿、绿泥石等矿物分开，回收得到高品位的赤铁精矿，解决了浮选作业指标差、影响铁精粉造球性能、污染环境等难题。同时本发明通过全干式作业，缩短了工艺流程，避免了尾矿湿排，缓解了尾矿库压力，节约了环保成本。

附图说明

图1是本发明的阶段干磨、磁选-电选全干式选别工艺流程图(实施例1)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，本实施案例选用的复杂难选铁矿石取自辽宁鞍山地区，全铁品位33.90％，其中磁铁矿含14.50％，赤褐铁矿含13.85％，菱铁矿含3.50％，脉石主要为石英，采用本发明工艺流程进行选别，具体包括以下步骤：

1)将复杂混合矿石破碎至0～12mm的细碎产品作为原矿给入高压辊磨机，并与筛分作业组成闭路磨矿系统，得到粒度P80＝2.65mm的筛下产品；

2)将筛下产品给入粗粒干式弱磁选作业干弱磁Ⅰ，其中精矿进入干磨a；与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；

3)将步骤2)中风力分级产品给入三段干式弱磁选作业(干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，每段弱磁选之间经脱磁器脱磁，得到品位为67.5％的磁铁矿精矿；

4)将干弱磁Ⅰ尾矿给入干强磁Ⅰ，抛弃粗粒强磁尾矿，得到的粗粒强磁精矿进入干磨b；与风力分级作业组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品，随后进入干强磁Ⅱ，其中精矿进入电选作业，尾矿抛弃；

5)将干强磁Ⅱ的精矿进行二段电选作业，得到品位为66.8％的赤铁矿精矿；

6)将干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段的尾矿、干强磁尾矿、电选尾矿合并为综合尾矿。

实施例2：

本实施案例选用的复杂难选铁矿石取自辽宁鞍山地区，全铁品位24.06％，其中磁铁矿含20.66％，赤褐铁矿含10.15％，菱铁矿含4.15％，脉石主要为石英和少量云母，采用本发明工艺流程进行选别，具体包括以下步骤：

1)将复杂混合矿石破碎至0～12mm的细碎产品作为原矿给入高压辊磨机，并与筛分作业组成闭路磨矿系统，得到粒度P80＝2.55mm的筛下产品；

2)将筛下产品给入粗粒干式弱磁选别作业干弱磁Ⅰ，其中精矿进入干磨a；与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；

3)将步骤2)中风力分级产品给入四段干式弱磁选作业(干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，每段弱磁选之间经脱磁器脱磁，得到品位为66.9％的磁铁矿精矿；

4)将干弱磁Ⅰ尾矿给入干强磁Ⅰ，抛弃粗粒强磁尾矿，得到的粗粒强磁精矿进入干磨b；与风力分级作业组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品，随后进行一段干强磁作业(干强磁Ⅱ)，所得精矿进入电选作业，尾矿抛弃；

5)将干强磁Ⅱ的精矿进行三段电选作业，得到品位为67.5％的赤铁矿精矿；

6)将干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段的尾矿、干强磁尾矿、电选尾矿合并为综合尾矿。

实施例3：

本实施案例选用的复杂难选铁矿石取自辽宁鞍山地区，全铁品位32.55％，其中磁铁矿含17.65％，赤褐铁矿含25.11％，菱铁矿含4.55％，脉石主要为石英和少量云母，采用本发明工艺流程进行选别，具体包括以下步骤：

1)将复杂混合矿石破碎至0～12mm的细碎产品作为原矿给入高压辊磨机，并与筛分作业组成闭路磨矿系统，得到粒度P80＝2.55mm的筛下产品；

2)将筛下产品给入粗粒干式弱磁选别作业干弱磁Ⅰ，其中精矿进入干磨a；与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；

3)将步骤2)中风力分级产品给入三段干式弱磁选作业(干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，每段弱磁选之间经脱磁器脱磁，得到品位为67.8％的磁铁矿精矿；

4)将干弱磁Ⅰ尾矿给入干强磁Ⅰ，抛弃粗粒强磁尾矿，得到的粗粒强磁精矿进入干磨b；与风力分级作业组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品，随后进入两段干强磁作业(干强磁Ⅱ、Ⅲ)，所得精矿进入电选作业，尾矿抛弃；

5)将干强磁Ⅲ的精矿进行三段电选作业，得到品位为67.7％的赤铁矿精矿；

6)将干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段的尾矿、干强磁尾矿、电选尾矿合并为综合尾矿。

实施例4：

本实施案例选用的复杂难选铁矿石取自山西袁家村地区，全铁品位34.48％，其中磁铁矿含35.78％，赤褐铁矿含8.63％，菱铁矿含5.25％，脉石主要为石英，含少量白云石和方解石，采用本发明工艺流程进行选别。

1)将破碎至0～12mm的细碎产品作为原矿给入高压辊磨机，并与干式振动筛组成闭路磨矿系统，得到粒度P80＝2.70mm的筛下产品；

2)将高压辊磨产品给入干弱磁Ⅰ，干弱磁Ⅰ的精矿给入干磨a，与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；

3)将步骤2)中风力分级产品给入五段干式弱磁选作业(干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ)，每段弱磁选之间经脱磁器脱磁，得到品位为67.7％的磁铁矿精矿；

4)将干弱磁Ⅰ的尾矿给入干强磁Ⅰ，抛弃粗粒强磁尾矿，将干强磁Ⅰ精矿给入干磨b，与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；随后进入干强磁Ⅱ，所得精矿进入电选作业，尾矿抛弃；

5)将干强磁Ⅱ精矿给入三段电选作业，得到品位为66.5％的赤铁矿精矿；

6)将干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ段的尾矿、干强磁尾矿、电选尾矿合并为综合尾矿。

实施例5：

本实施案例选用的复杂难选铁矿石取自山西袁家村地区，全铁品位37.09％，其中磁铁矿含11.25％，赤褐铁矿含36.88％，菱铁矿含6.50％，脉石主要为石英，含少量白云石和方解石，采用本发明工艺流程进行选别。

1)将破碎至0～12mm的细碎产品作为原矿给入高压辊磨机，并与干式振动筛组成闭路磨矿系统，得到粒度P80＝2.75mm的筛下产品；

2)将高压辊磨产品给入干弱磁Ⅰ，干弱磁Ⅰ的精矿给入干磨a，与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；

3)将步骤2)中风力分级产品给入三段干式弱磁选作业(干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，每段弱磁选之间经脱磁器脱磁，得到品位为67.5％的磁铁矿精矿；

4)将干弱磁Ⅰ的尾矿给入干强磁Ⅰ，抛弃粗粒强磁尾矿，将干强磁Ⅰ精矿给入干磨b，与风力分级机组成闭路磨矿系统，得到粒度为-200目占85％的细粒产品；随后进入三段干强磁作业(干强磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，所得精矿进入电选作业，尾矿抛弃；

5)将干强磁作业精矿给入三段电选作业，得到品位为67.8％的赤铁矿精矿；

6)将干弱磁Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段的尾矿、干强磁尾矿、电选尾矿合并为综合尾矿。

本发明的工艺从磨矿、分级到磁选、电选全部均为全干式流程，不消耗水，也不产生湿尾矿。与上述文献相比，本发明的工艺流程能够通过电选工序去除难选混合铁矿中的菱铁矿、褐铁矿、绿泥石等易泥化的弱磁性矿物，而上述工艺无法实现。此外，本发明的工艺不涉及浮选作业，不产生药剂污染，消除了对后续铁精粉造球工艺的影响。