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磁选机在钒钛磁铁矿磨前预选工艺流程与原理

发布日期:2018-04-20 14:59 浏览: 作者:磁选机生产厂家

  钒钛磁铁矿是一种重要的矿产资源,在世界范围内分布广泛,且储量丰富。其在我国的储量和开 采量居全国铁矿的第三位,主要分布在攀西、承德、马鞍山等地区,仅攀西地区截止到 2012 年已探明储量约 130 亿 t。攀西地区钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种元素共生的复合矿,除铁、钒、钛外,还共( 伴) 生多种有益的元素,如经济价值较高的铬、钴、镍、钪、镓等,是我国目前最主要的钒钛磁铁矿产区 之一,也是世界上重要的钒钛磁铁矿产区之一。攀西地区钒钛磁铁矿中有价矿物的利用目前主要以  铁、钒、钛为主,其它有益元素因经济技术原因基本 未加以利用。

磁选机

  磨前预选可减少磨机入磨量,提高入磨品位,提高磨机有效处理能力,降低磨机负荷和材质损耗,在降低矿石单位能耗和选矿成本的同时又可增加精矿产量,从而增加企业经济效益。由于国内铁矿普遍 存在“贫、细、杂”的特点,总体选矿成本居高不下,为降本增效,国内很多选矿厂都采用了磨前预选作业。攀西地区钒钛磁铁矿 TFe 平均地质品位为 17% ~32% ,随着开采力度不断加强,矿物嵌布粒度较细的低品位矿以及低品位表外矿被陆续开发,造成矿石选比增大,能耗增多。为降本增效,攀西地区也在细碎后入磨前引入了湿式预选作业。

  该选矿厂位于攀西地区钒钛磁铁矿区,矿石细碎后粒度约 - 10  mm,解离的脉石约占 10%  ~ 30% ,矿石粒度较粗、硬度较大,并含一定细泥和粉矿。常规干式磁滚筒和湿式磁选机对此工况已不能满足要求,于是,该选矿厂先后引入北矿机电科技有限责任公司( 以下简称北矿机电公司) 研制的 BKY 湿式预选专用筒式磁选机、 外磁筒式磁选机,进行磨前湿式预选作业。

磁铁矿磁选机

一、BKY 型磁选机分选原理与结构特点

  BKY 型湿式预选专用筒式磁选机为北矿机电公司 BK 系列磁选机中的一种,其根据磁铁矿细碎后入磨前矿石性质及工艺要求而研制,适用于细碎后的湿式预选作业。

  该类型设备分选过程为细碎后矿石进入磁选机给矿箱,与补加水形成合适浓度矿浆后经多通道均匀给入磁选机分选区。在磁场作用下,细粒级磁铁矿受磁场磁化后形成磁团聚体或者磁链,最先被吸附磁筒表面,粗颗粒磁性矿石随后被吸附到分选筒体次表面,在筒体带动下不断翻滚,同时在矿浆淘洗作用下不断剔除夹杂的粗颗粒脉石和细泥,在卸矿区卸下成为精矿。而矿浆中较粗颗粒脉石及细泥不具有磁性或者磁性较弱,不能被吸附分选筒到分选筒表面或者吸附后极易在矿浆淘洗作用下脱离,较粗颗粒脉石随矿浆流动由底部尾矿口排出,而细泥由尾矿溢流口排出,从而完成分选过程。

图 1	BKY型预选筒式选磁选机结构示意图

  BKY 型湿式预选专用筒式磁选机结构如图 1 所示,主要由磁筒、电机减速机、联轴器、槽体、机架、精 矿箱、精矿卸矿装置、粗颗粒控制装置等构成。其中传动形式采用十字滑块联轴器,结构可靠。

  磁铁矿经细碎后粒度一般为 - 12  mm,约 10%~ 30% 脉石得到解离,可经湿式预选作业提前抛出部分合格尾矿,降低选矿厂磨选成本。根据湿式预选工艺对磁性物回收率高,脉石抛出充分的要求, 该类型磁选机采用了适于细碎后物料分选的磁系结构,匹配了新型顺流型高液位大体积槽体,可有效实现细碎后磁铁矿的预选抛尾。其具备以下优点:

  1、分选区场强高,磁包角大,磁场过度均匀,有助于对磁性物颗粒的回收;

  2、专用高液位、大体积分选腔体顺流槽型,适应于矿物粒度较粗、矿浆液面变化大的特点,与磁场特性相匹配,保证分选效果;

  3、多尾矿通道,设计了底部粗颗粒尾矿通道和上部细粒及微细粒溢流口尾矿通道,对粒度分布范围宽的预选物料的适应性强,分选效果稳定;

  4、筒体表面、槽体易磨损区衬高耐磨材料,提高设备可靠性,延长设备使用寿命。

二、型磁选机分选原理与结构特点

  型外磁筒式磁选机是北矿机电公司最新研制的一种磁选机,主要用于中磁性或强磁性矿物的湿式预选作业、尾矿再选回收作业及非金属矿的除铁作业。

图 2	磁选机工作原理图

  与传统的湿式筒式磁选机分选原理不同,该类型磁选机分选原理为吸附式,如图 2 所示。分选过程为矿浆经特殊轴通过矿装置均匀给入筒体内部分选区,矿物颗粒受到磁力、重力、离心力、液体拖拽力 等综合作用。在分选区内磁性颗粒在综合力作用下紧贴筒体内壁随筒体旋转,在多道淘洗水作用下不断剔除其中夹杂脉石和细泥,至卸矿区在自身重力和冲洗水作用下进入精矿箱。同时在轴向矿浆的水流力及淘洗作用下,也不断剔除矿石中夹杂的脉石和细泥,汇流后最终进入尾矿箱。其原理图如图 2 所示。

  外磁筒式磁选机机械结构如图 3 所示,主要由磁系、电机减速机、筒体、给矿箱、机架、精矿箱、 卸矿水管、尾矿箱等构成。

图 3	外磁筒式磁选机结构示意图

  相比于 BKY 型等传统筒式湿式预选设备,该磁选机磁系外置,以筒体内侧作为分选空间,结构更简单,不易产生堵塞,分选粒级更宽; 磁包角大,分选时间长,回收率高; 多种设备参数可调节,有更强的适应性,可以更好满足客户需求。其优点如下所述:

  1) 与常规筒式磁选机上吸式原理不同,该磁选机充分利用了颗粒自身重力,更有利于磁性矿物的回收;

  2) 分选粒度宽,由于分选空间大,不易堵塞,最大分选粒度可达 30  mm;

  3) 大磁包角,分选带较长,分选时间充分,故磁性物回收率高;

  4) 处理能力大,设备参数可调,更适应现场工况调整要求;

  5) 结构简单,运行可靠,维护成本低;

三、磁选机磁铁矿磨前预选应用案例

  1、矿石性质

  该选矿厂位于攀西钒钛磁铁矿产区,矿石中有价矿物主要为钛磁铁矿、钛 铁矿,其 含量约为33. 2% ,其余主要为脉石矿物,其中辉石类( 辉石、角闪石、黑云母、绿泥石等) 含量约占 54. 74% ,长石类2. 02% ,橄榄石约 6. 15% 。

  对该选矿厂原矿进行化学分析,分析结果见表 1。

表 1	原矿多元素分析结果

  从表 1 中数据可知,该矿石中的 TFe 含量为21. 50% ,属于贫磁铁矿,矿石中 TFe / TiO2 为 2. 32, 又属于高钛型矿石,故进行铁矿石分选的同时可进  行 TiO2 回收。

  2、工艺流程

  该选矿厂经过多年开采,矿石性质产发生了一 定变化,为了控制选矿成本进行了针对性工艺改造, 在细碎后增加了湿式预选作业,分选粒度为  - 10mm。工艺流程如图 4  所示。

图 4	BKY型磁选机预选工艺流程示意图

  选矿厂为进一步降低选矿成本,提高选矿效率和效益,不断进行工艺改造和新型设备应用,在细碎后预选段采用 1 台 1215 外磁筒式磁选机取代原有的湿式预选段粗选、扫选 2 台 BKY1230 磁选机,工艺流程如图 5 所示。

图 5	磁选机预选工艺流程示意图

  如图 4 所示预选工艺,预选尾矿经过直线筛分级后 + 1 mm 粒级部分作为合格尾矿提前抛出,而粗选精矿与扫选精矿组成混合精矿,再经香蕉筛分级后 + 1. 5 mm 进入球磨,在一定程度上提高了入磨品位及磨机有效处理能力,降低了选矿成本。

  3、磁选机在钒钛磁铁矿磨前预选应用效果

  BKY 型湿式预选专用筒式磁选机于 2011 年使用至今,该设备现场处理量为 120 ~ 160  t / h,最大可达 200 t / h,处理粒度为 - 10 mm。为与1215 磁选机同时进行指标考察,考虑到实际矿石性质、给矿量等有所波动,对试验数据取平均值,以减少试验误差。其生产考察数据如表 2 所示。

表2  BKY型预选筒式磁选机考察数据

  表 2 数据表明,BKY 型湿式预选专用筒式磁选机在原矿  TFe  平均品位  22. 20% 、TiO2 平均品位8. 40% 条件下进行预选抛废,可获得产率 59. 50% 、TFe 平均品位为 30. 20% 、产率 61. 70% 、TiO2 平均品位为 10. 80% 的精矿,及 TFe 平均品位 10. 60% 及TiO2 平均品位 4. 70% 的尾矿。实现抛废率达 40%左右,回收率达 80% 左右。由于尾矿中  TiO2 含量4. 7% ,仍然偏高,为进一步提高资源利用率及选矿厂的经济效益,需进一步用强磁立环回收尾矿中TiO2 。

  而磁选机特有的分选原理、磁场特性、分选结构,更好的适应了湿式预选的要求,在很大程度上克服了 BKY 型湿式预选专用筒式磁选机的不足, 运行可靠性更高,指标更优异。

  外磁筒式磁选机于 2014 年 6 月 26 日开始现场运转,考察近 2 个月。该设备在处理量120 ~ 140 t / h 时分选指标较好,最大处理能力可达180  t / h,分选粒度最大为 30  mm。

   外磁筒式磁选机在原矿 TFe 平均品位 23. 45% 、TiO2 平均品位 9. 79% 条件下进行预选抛废,可获得产率 77. 13% TFe 平均品位为27. 75% 、产率 76. 45% 、TiO2 平均品位为 11. 65% 的精矿,及 TFe 平均品位 9. 01% 及 TiO2 平均品位3. 90% 的尾矿。实现平均抛废率达 23% 左右,回收率达 90% 左右,综合指标较好。尾矿中平均品位3. 90% ,相比筒式预选尾矿 TiO2 品位降低 0. 8% 左右,满足了选矿厂对湿式预选尾矿 TiO2 品位的要求,可省去后续工艺中原有数十台强磁立环设备,在很大程度上降低了选矿成本,经济效果显著。

磁选机

四、磁选机在钒钛磁铁矿磨前预选最终效果

  1、四川攀西地区钒钛磁铁矿属于多金属伴生矿,不同矿区品位存在较大差异,分选难度大。在细 碎后入磨前进行湿式预选作业可有效提高磨矿入磨品位,提高磨机处理能力,降低磨机损耗,进而降低选矿成本,提高企业经济效益。

  2、BKY 型磁选机用于钒钛磁铁矿湿式预选作业具有处理量大、抛废率和回收率均较高、分选粒级较宽、精矿品位提升幅度大等优势,而对于矿石中 TiO2 的回收能力有限,因而造成尾矿中 TiO2 品位偏高。

  3、外磁筒式磁选机在钒钛磁铁矿湿式预选中,不仅处理量较大、回收率高、分选粒级更宽,而且对 MFe、TiO2 均可实现有效回收,综合指标较好, 具有广泛的市场应用前景。

  4、外磁筒式磁选机特有的分选原理和结构特点,使其比常规筒式磁选机在提高磁性物回收率方面更有优势,对于现场进一步节能降耗增效及工艺改造可起到一定的推动作用。

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