貧赤鐵礦石高壓輥磨機(jī)粉碎-高效分選技術(shù)研究.pdf

1、我國鐵礦石供需矛盾日趨緊張，已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，迫切需要依靠技術(shù)進(jìn)步來最大限度地利用鐵礦資源。本文針對鞍山式貧赤鐵礦石選礦成本高、利用率低的特點(diǎn)，提出了貧赤鐵礦石高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎-強(qiáng)磁預(yù)選-高效分選新技術(shù)。對貧赤鐵礦石進(jìn)行了系統(tǒng)的高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎試驗(yàn)和強(qiáng)磁預(yù)選試驗(yàn)，得到了超細(xì)碎-預(yù)選工藝流程及最優(yōu)工藝參數(shù)，并對強(qiáng)磁預(yù)選精礦進(jìn)行高效分選研究。通過對高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品和顎式破碎機(jī)粉碎產(chǎn)品的物料特性和分選特性的對比，揭示高壓

2、輥磨機(jī)粉碎對貧赤鐵礦石分選指標(biāo)的影響。在此基礎(chǔ)上，對貧赤鐵礦石高壓輥磨機(jī)粉碎機(jī)理和礦粒在磁場中的受力情況進(jìn)行了深入的探討。
　　采用高壓輥磨機(jī)粉碎貧赤鐵礦石，分別研究了輥面壓力、輥面速度和礦石含水率對高壓輥磨機(jī)粉碎指標(biāo)及產(chǎn)品特性的影響，結(jié)果表明:輥面壓力對產(chǎn)品粒度和設(shè)備能耗有重要影響;輥面速度對設(shè)備處理能力有重要影響;礦石含水率對產(chǎn)品粒度、設(shè)備能耗和處理能力有影響，但均不顯著。對于試驗(yàn)用高壓輥磨機(jī)，當(dāng)輥面壓力為5.2N·mm-2、

3、輥面速度為0.18m·s-1、礦石含水率3％～5％時(shí)，貧赤鐵礦石的粉碎效果最好。邊料循環(huán)閉路粉碎流程中，邊料循環(huán)量的增加能使產(chǎn)品粒度變細(xì)。全閉路粉碎流程中，高壓輥磨機(jī)-3.2 mm粉碎產(chǎn)品（輥壓產(chǎn)品）與顎式破碎機(jī)-3.2mm粉碎產(chǎn)品（顎破產(chǎn)品）相比，破碎比大、循環(huán)負(fù)荷小、產(chǎn)品粒度細(xì)、細(xì)粒級含量高。
　　當(dāng)控制篩孔尺寸分別為0.28mm和0.074mm時(shí)，輥壓產(chǎn)品的球磨功指數(shù)分別為5.48kW·h·t-1和13.76 kW·h·t-

4、1，比顎破產(chǎn)品的分別降低了28.23％和13.96％;當(dāng)磨礦產(chǎn)品細(xì)度為-0.074mm含量80％時(shí)，對于-3.2 mm給礦和-3.2+0.074mm給礦，輥壓產(chǎn)品與顎破產(chǎn)品的相對可磨度系數(shù)分別為0.83和0.86;輥壓產(chǎn)品的比表面積和單位孔體積分別為0.714m2·g-1和4.257×10-3cc·g-1，比顎破產(chǎn)品的分別提高了75.63％和76.21％;輥壓產(chǎn)品-0.5mm粒級中有用礦物的單體解離度為77.15％，比顎破產(chǎn)品-0.5m

5、m粒級中的提高了24.46％;當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074mm含量由40％提高到95％時(shí)，輥壓后磨礦產(chǎn)品的有用礦物單體解離度由73.27％提高到95.11％，在細(xì)度相近的情況下，輥壓后磨礦產(chǎn)品有用礦物單體解離度比顎破后磨礦產(chǎn)品的高，但提高的幅度由8.19％降到1.04％。
　　高壓輥磨機(jī)的施力方式以壓碎為主，磨剝?yōu)檩o，粉碎產(chǎn)品顆粒棱角不明顯，結(jié)構(gòu)疏松，裂紋數(shù)量多。輥壓產(chǎn)品內(nèi)部裂紋以穿晶裂紋、晶內(nèi)微裂紋和晶界微裂紋為主。顎式破碎機(jī)的施力方

6、式以沖擊和折斷為主，粉碎產(chǎn)品顆粒棱角分明，結(jié)構(gòu)致密，裂紋數(shù)量少。顎破產(chǎn)品內(nèi)部裂紋以穿晶裂紋、晶內(nèi)微裂紋為主。
　　晶內(nèi)微裂紋和晶界微裂紋反映了高壓輥磨機(jī)微觀單顆粒粉碎過程中的兩種非隨機(jī)性粉碎方式—優(yōu)先粉碎和晶界粉碎。貧赤鐵礦石高壓輥磨機(jī)宏觀顆粒群的粉碎過程是脈石礦物大顆粒和有用礦物小顆粒之間相互作用所產(chǎn)生的選擇性粉碎的動(dòng)態(tài)過程，并隨著物料密實(shí)度和顆粒間應(yīng)力強(qiáng)度的增加而不斷重復(fù)交替進(jìn)行著。輥面壓力在2.8～4.4N·mm-2范圍內(nèi)，

7、有用礦物在優(yōu)先吸收絕大多數(shù)能量后逐漸被粉碎，而脈石礦物主要作為壓力傳遞介質(zhì)，粉碎不充分;輥面壓力在4.4～5.2N· mm-2范圍內(nèi)，優(yōu)先吸收能量充分粉碎后的有用礦物小顆粒反作用于脈石礦物大顆粒，成為壓力傳遞介質(zhì)，脈石礦物大顆粒吸收能量后充分粉碎;輥面壓力達(dá)到5.2N· mm-2后，由于物料顆粒機(jī)械強(qiáng)度的“尺寸效應(yīng)”，貧赤鐵礦石的粉碎效果趨于穩(wěn)定。
　　采用輥式強(qiáng)磁選機(jī)對貧赤鐵礦石輥壓產(chǎn)品進(jìn)行干式強(qiáng)磁預(yù)選，分別研究了帶速和給礦粒度

8、對預(yù)選指標(biāo)的影響，結(jié)果表明:降低帶速能降低預(yù)選尾礦的品位和產(chǎn)率，提高回收率。干式預(yù)選適宜的給礦粒度為-3.2+0.5mm，當(dāng)帶速為0.22m·s-1時(shí)，預(yù)選精礦較原礦品位提高4.75個(gè)百分點(diǎn)，回收率為90.97％，拋尾產(chǎn)率為20.43％;采用棒狀磁介質(zhì)對貧赤鐵礦石輥壓產(chǎn)品進(jìn)行濕式高梯度強(qiáng)磁預(yù)選，分別研究了介質(zhì)棒間隙、介質(zhì)棒直徑、背景磁場強(qiáng)度和介質(zhì)棒排列形式對預(yù)選指標(biāo)的影響，結(jié)果表明:減小介質(zhì)棒間隙，增大介質(zhì)棒直徑和提高背景磁場強(qiáng)度均能降

9、低預(yù)選尾礦的品位和產(chǎn)率，提高回收率。介質(zhì)棒交錯(cuò)排列時(shí)對磁性礦物的捕收能力優(yōu)于平行排列時(shí)。采用直徑為4mm、間隙為4mm的交錯(cuò)排列的介質(zhì)棒在645kA·m-1的背景磁場強(qiáng)度下的全粒級濕式預(yù)選效果最好，預(yù)選精礦較原礦品位提高5.57個(gè)百分點(diǎn)，回收率為91.60％，拋尾產(chǎn)率為25.32％。在最優(yōu)條件下，相對于分級預(yù)選指標(biāo)（分級粒度為0.5 mm），全粒級濕式預(yù)選的精礦回收率提高5.09個(gè)百分點(diǎn)，但-3.2+0.5 mm粒級部分沒有得到分選，拋

10、尾產(chǎn)率較低。
　　對磁場內(nèi)礦粒的受力情況進(jìn)行理論分析，結(jié)果表明:磁輥磁場中，赤鐵礦所受的比磁力為69.42N·kg-1，分選-3.2mm赤鐵礦的最高磁輥轉(zhuǎn)速為2.95m·s-1。對于實(shí)際連生體礦粒，強(qiáng)磁輥式磁選機(jī)的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)降低;棒介質(zhì)高梯度磁場中，在同一背景磁場強(qiáng)度下，隨著介質(zhì)棒直徑的增加，介質(zhì)棒對赤鐵礦粗顆粒的捕收磁力增加，對赤鐵礦細(xì)顆粒的捕收磁力減小。對于實(shí)際連生體礦粒，考慮到顆粒重力和粘滯阻力的影響，增大介質(zhì)棒直徑有利于粗

11、礦粒捕收的同時(shí)并不影響細(xì)礦粒的捕收，減小介質(zhì)棒直徑有利于細(xì)礦粒的捕收，但對粗貧連生體礦粒的捕收能力大大下降。試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算相符。
　　采用“分級預(yù)選-階段磨礦、階段分選-強(qiáng)磁反浮選”流程對貧赤鐵礦石進(jìn)行分選。超細(xì)碎產(chǎn)品預(yù)先分級，-3.2+0.5mm粒級進(jìn)行干式預(yù)選，-0.5 mm粒級進(jìn)行濕式預(yù)選，干式預(yù)選精礦磨選后的粗精礦與濕式預(yù)選精礦混合后再磨再選。貧赤鐵礦石經(jīng)過顎式破碎機(jī)破碎后，最終精礦的品位為65.69％，產(chǎn)率為24.2