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我国微细粒贫铁矿选矿技术发展的趋势及新工艺的开发

2015-03-04 来源:ca88亚洲城手机版 点击数:0次

1.4 我国微细粒贫铁矿选矿技术发展的趋势及新工艺的开发
据专家预测[60, 62, 63], 21世纪及以后的弱磁性铁矿资源的基本特征将是:品位低,多种组分致密共生,有用矿物微细粒嵌布。此外,一些矿石中含有杂质的载体矿物,如磷灰石等,嵌布粒度更细,大多在5μm以下,甚至是2μm 以下。我国弱磁性铁矿以组成矿物的微细粒嵌布为主要特征,采用常规的分选方法往往难以获得满意的选别指标。
微细粒嵌布弱磁性铁矿石的基本特征及对分选的影响主要表现在以下3个方面:
(1) 矿粒质量小。由于颗粒的质量小,导致颗粒动量小,粒子在流动场中跟随性好,靠径向传质,与气泡、齿板等捕集介质碰撞概率低。
(2) 矿粒比表面积大。由于颗粒的比表面积大,因而其表面能作用显著,且晶系缺陷、裂隙、尖边角增多,增大选择性聚团的困难;此外,在水中溶解度大,耗药量高,悬浮体粘度大。
(3) 矿粒比磁化系数小。矿粒在磁场中磁化后所获位能小,受力小,采用常规强磁选分选难以奏效,且与捕集介质粘着概率及牢固度低,与脉石矿物的理化性质差异小,强力捕集时磁性。
显而易见,为了充分合理地利用我国弱磁性铁矿资源,在这些常规选矿方法之外,研究并发展有效的微细粒弱磁性铁矿石的分选工艺及设备已成为我国选矿工业亟待解决的问题[58]。
1.4.1 微细粒赤铁矿分选新工艺
1.4.1.1 选择性聚团分选工艺[64-67]
(1)高分子絮凝分选
通过高分子聚合物的桥联作用使微细矿粒絮凝后进行分选。高分子絮凝在固液分离和水处理技术方面已有广泛应用,处理微细粒弱磁性铁矿石也有成功的工业实践。近年来,人们通过高分子絮凝剂选择性絮凝目的矿物,然后使用脱泥工艺分选微细粒弱磁性铁矿方面进行了许多有意义的工作。
(2)疏水聚团分选
这是根据矿物颗粒表面选择性疏水化而成团的一种聚团行为。 疏水聚团分选工艺的一个基本特征是需要较长时间的中等或强烈搅拌,强湍流条件赋予矿粒足够大的动能以克服颗粒间排斥势垒,并增大聚团速率。
(3)磁聚团与磁种团聚分选
①磁聚团。这是使微细矿粒在外界磁场作用下,主要依靠磁力聚团后进行分选的工艺。对于弱磁性铁矿物而言,要获得稳定的磁聚团体,临界磁场强度一般为0.5-0.6T。
②磁种团聚。弱磁性铁矿的磁种以有无外界磁场存在而分为外磁场中的磁种团聚和无外磁场的磁种团聚。这两种工艺中的磁种添加量以及磁种的制备、回收与再生问题已引起人们的重视。
(4)复合聚团分选工艺
复合聚团指将2 种或2种以上的聚团方法叠加在一起而进行的强化聚团的工艺方法。它是并合原理在复杂微细粒悬浮体系颗粒间相互作用理论应用的又一典范。当被分选的矿物颗粒间单一性质差异较小时,复合聚团可使聚团作用增强,同时又保持较高的选择性。复合聚团分选工艺流程中,分散和选择性聚团是该工艺的核心。
复合聚团分选工艺与单一方法聚团分选工艺相比,从选择性和分离效率等方面已经显示出明显的优势。该项技术不仅在微细粒矿物分选领域受到重视,而且还被用于污水处理,以除去水中所含悬浮颗粒及细菌。复合聚团分选工艺使矿物加工工程进入全面而高速发展的新时代。可以预见,复合聚团分选技术在微细粒物料的分选与处理领域将具有广泛的发展与应用前景。
1.4.1.2 新型高效SLON立环脉动高梯度强磁选机[65]
该机于1995年较成功地应用于马钢姑山氧化铁矿和攀枝花选钛厂回收<0. 045mm 的钛铁矿。该机的分选介质由网介质改变为棒介质后, 在分选性和维修简易化方面有了突破性进展。在使用中影响最大的是2001年在鞍钢齐大山选矿厂工业生产试验中所表现出来的优越性
磁选柱-电磁式脉动低弱磁场磁重选矿机。该设备采用顺序交替供电励磁机制, 在分选腔内脉动顺序下移磁场力, 由分选腔下部引入高速上升水流, 上升水流向上的冲带力及下移的磁场力对矿浆形成截然相反的二股力, 使单体磁铁矿在连续向下的磁力、磁团聚、磁链重力作用下, 沉向底锥排矿口排出作为高品位铁精矿。而单体脉石、粗粒硅铁连生体(脉石) 由溢流排出成为尾矿, 该尾矿再磨再选。该机的分选原理和20 世纪80 年代在首钢水厂使用的磁聚机和俄罗斯90 年代开发的磁重选矿机的分选原理相似。该机1994 年在选矿厂使用以来, 已经在通城板石沟铁矿、鞍钢弓长岭铁矿、辽宁灯塔纪家选矿厂应用, 效果良好, 已引起我国选矿厂的关注。
1.4.1.3 高频振动细筛
我国本钢歪头山铁矿属于鞍山式磁铁石英岩,该矿现生产的弱磁铁精矿(TFe 67.12% , SiO2 6.5%) , 不同粒级铁和SiO2含量差异很大, 若采用德瑞克筛孔为0.074mm 的高频振动细筛, 将大于0.074mm的硅铁粗粒连生体的筛上产品筛出入球磨再磨, 筛下产品即为高质量铁精矿, 铁品位由67%提高到70% , SiO2由6.5%降低到2.71%。此外, 该设备也可用于磨矿分级回路以提高磨矿分级效率[66]。
1.4.1.4 煤基直接还原-磁选[67,68]
我们知道:低品位赤铁矿和褐铁矿, 一般都比较难选。铁氧化物的晶粒微细, 与脉石嵌布紧密,部分褐铁矿呈胶质状, 单体解离度低, 因而未能得到合理的利用。为合理地开发利用低品位难选铁矿石进行了煤基直接还原的研究。结果表明, 采用“煤基直接还原—磁选分离”的工艺处理低品位难选铁矿, 生产铁品位高、杂质少、成分稳定的金属化团块, 在技术上是可行的。在煤炭和铁矿资源丰在技术上是可行的。在煤炭和铁矿资源丰富且价格便宜的地区, 用该工艺处理低品位难选铁矿具有一定的经济效益。
采用品位为50% 左右的铁矿石在还原焙烧温度为1050℃、还原焙烧时间为3h的条件下, 可获得铁品位91% 左右、金属化率大于92%、铁回收率大于87% 的优质直接还原铁。直接还原铁粉添加廉价粘结剂, 经2500Pa 压力压制成型的团块, 其落下强度可达20次/0.5m以上, 完全可满足长距离运输和电炉炼钢的要求。
1.4.2  发展方向
通过大量的选矿技术研究和攻关,近年我国复杂难选铁矿石选矿技术己取得可喜的进展,但由于受我国铁矿石种类复杂及综合选矿技术经济水平不高的制约,导致我国复杂难选铁矿石资源的利用率极低,甚至个别矿种基本没有得到利用。参考一些国内外一些文献及厂矿实际情况,我国赤铁矿选矿技术的发展趋势应加强以下几个方面的技术攻关工作:
(1)研究及应用高效的多碎少磨技术与装备;
(2)加强高效还原焙烧技术与装备研究,重点是细粒粉状物料焙烧技术与装备等,开发针对微细粒的还原——磁选技术。
(3)加强高效细粒磨矿分级工艺与装备研究;
(4)加强高效细粒铁矿选矿工艺与装备研究,重点是深化研究选择性絮凝(聚团)反浮选联合工艺。装备及其自动控制,研究选冶联合工艺及生物浸出工艺,研究高效回收微细粒铁矿物的强磁选机和浮选设备等;
(5)研制适合于铁矿物与含铁硅酸盐类矿物。硫、磷等有害杂质矿物高效分离的浮选药剂以及微细粒铁矿石的高效分散剂、絮凝聚团剂、浮选药剂等。
 

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