我國鐵礦石資源貧礦多，富礦少，開發(fā)和利用低品位的鐵礦資源越來越受到重視。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和選礦工藝、設備的進步，在現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件下，對超貧磁鐵礦進行開發(fā)利用，在一定程度上緩解了我國鐵礦資源不足的情況。承德地區(qū)的超貧磁鐵礦主要為產(chǎn)于基性超基性巖體中的超貧磁鐵礦，是河北省重點開發(fā)的超貧磁鐵礦區(qū)。承德柏泉鐵礦地處承德市平泉縣，礦區(qū)為超貧磁鐵礦，儲量較為豐富，但原礦品位低，平均品位為9%~13%，磁性鐵品位為5%~8%，礦石較堅硬，硬度系數(shù)f=11~15。柏泉鐵礦采選生產(chǎn)能力200萬t/a，年產(chǎn)鐵精粉18萬t。隨著礦石品位的逐年降低，原選礦工藝流程中部分工藝設備不能夠繼續(xù)滿足生產(chǎn)的要求，在生產(chǎn)中對選礦工藝設備進行了改進。
一、礦石性質(zhì)
1、礦石化學多元素及物相分析
承德柏泉鐵礦原礦化學多元素和物相分析結(jié)果見表1、表2。
由表1、表2可知該礦石品位極低，僅為12.06%。有用礦物以磁鐵礦為主，磁性鐵含量為7.18%，金屬分布率59.54%，難以回收的菱鐵礦和不可利用的硅酸鐵礦占16.91%，用磁選法難以選別的赤褐鐵礦占19.65%，這些對礦石的選別指標、尾礦品位和金屬回收率影響很大。有害元素硫、磷含量較高，對選別指標也構(gòu)成影響。
2、礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石礦物組成復雜，金屬礦物主要為磁鐵礦，少量的赤鐵礦、褐鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦；非金屬礦物主要為斜長石、輝石、角閃石、磷灰石，多發(fā)生輕微綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、絹云母化、黑去母化。
磁鐵礦為主要含鐵礦物和礦石礦物。多呈半自形晶，部分他形晶，嵌布粒度粗細不等，粗粒含量較多，粒度一般為0.04~1.1mm。磁鐵礦多與斜長石、角閃石等脈石礦物呈規(guī)則毗連鑲嵌，部分粗粒磁鐵礦中包裹斜長石、磷灰石等脈石礦物，部分細粒磁鐵礦包裹于斜長石、角閃石等脈石礦物中。
磁赤鐵礦含量較少，嵌布粒度粗細不等，一般為0.02~0.1mm。
赤鐵礦多呈他形分布于磁鐵礦邊緣或呈條形分布于磁鐵礦中，嵌布粒度細小。
黃鐵礦、磁黃鐵礦含量較少，為主要含硫礦物。主要呈他形粒狀，嵌布粒度較細，一為0.01~0.15mm。多包裹于磁鐵礦及脈石礦物中，少量與磁鐵礦及脈石礦物毗連鑲嵌。
二、原生產(chǎn)工藝流程
選廠生產(chǎn)采用3段一閉路破碎工藝流程，1次干選，階段磨放，1次粗選，2次精選，旋流器、高頻篩分級，總尾礦由盤式磁選機進行回收，改造前的工藝流程見圖1，精礦粒度-0.074mm達到80%以上，精礦品位達到63.5%。破碎系統(tǒng)設備比較落后，粗碎和中碎使用顎式破碎機，細碎使用圓錐破碎機。
處理表面山體礦石時，礦石性質(zhì)較好，硬度小可選擇性較好。隨著開采的逐步加深，礦石的硬度也逐漸加大，原礦品位也隨之下降到10.5%左右。由于礦石屬于超低貧磁鐵礦，采場的礦石性質(zhì)變化很大，礦石的可選性也隨之下降導致精礦品位下降，回收率下降。為了提高精礦質(zhì)量，提高回收率，工藝流程需要進行改造。
三、工藝流程改造
為了提高入磨量和礦石品位，增加產(chǎn)量，破碎車間加強大干選磁滑輪甩廢量，振動篩篩孔由14mm改為14mm和12mm配合使用，給礦粒度-12mm占65%以上。改造后的工藝流程見圖2。經(jīng)過改造后磨選流程更加順暢，與改造前相比中礦泵池子淤堵現(xiàn)象明顯減少，減少了中礦泵的維修次數(shù)，節(jié)約了泵件。每月節(jié)省高頻篩片20片左右。保證了精礦的品位要求，每月可增加精礦產(chǎn)量300t，提高了金屬回收率。
1、階段磨礦改為連續(xù)磨礦
礦石入磨粒度為-12mm占67%，分級機排礦粒度-200目占20%。分級機溢流經(jīng)CTB1230磁選機選別后精礦經(jīng)渣漿泵給入Φ500mm旋流器，旋流器溢流給入高頻篩，高頻篩使用120目篩網(wǎng)，篩下粒度-200目占80%以上。2段球磨機排礦粒度-200目在30%以上，旋流器底流粒度-200目在23%。旋流器給礦粒度較粗，造成旋流器和高頻篩分級效果不好，篩網(wǎng)使用壽命較短，渣漿泵給礦濃度較高，粒度較粗，上礦效果不好，泵池子經(jīng)濟於礦，經(jīng)常造成惡性循環(huán)，影響1段球磨機的磨礦量。隨著原礦性質(zhì)的變差，這種現(xiàn)象越來越明顯。
階段磨礦改為連續(xù)磨礦，將2段磨礦機的給礦順由鼓式給礦器換為雙勺給料器，增加一個給礦箱。工藝流程改造完成后，現(xiàn)場生產(chǎn)效果較好，泵池子淤堵現(xiàn)象明顯減少，篩網(wǎng)使用壽命增長，渣漿泵泵件使用壽命也延長。
2、安裝淘洗機
由于礦石性質(zhì)的變化，礦石的可選性降低，精礦品位下降。為了提高精礦品位，在車間安裝2臺全自動淘洗磁選機。淘洗磁選機的工作原理：環(huán)水由底部切向給入，給礦由頂部給料斗進入筒體中部，散開后進入選別區(qū)，在磁場力、重力及上升水沖力相互作用下脈石、非磁性物質(zhì)和連生體等經(jīng)溢流槽的溢流管溢出，磁性鐵由精礦管排出。
原流程的精礦由渣漿泵給入2臺淘洗磁選機，淘洗機精礦直接給入過濾機，成為*終精礦，淘洗機溢流進入尾礦，經(jīng)盤式磁選機選別后精礦返回流程。安裝后進行現(xiàn)場工業(yè)試驗，試驗結(jié)果見表3。
淘洗機平均給礦品位62.08%，精礦平均品位63.55%，溢流平均品位20.21%，提高平均品位1.53個百分點，平均產(chǎn)率96.48%。
淘洗磁選機作為精選設備，試驗結(jié)果較給礦產(chǎn)品品位高出1.53個百分點。淘洗磁選機有效的脫去脈石和大顆粒貧連生體，溢流濃度低（0.5%左右），溢流經(jīng)過回收機選別后對增加流程負荷不明顯。生產(chǎn)平衡后使用效果較好，平均提高了精礦品位1.71個百分點。
3、安裝尾礦回收磁選機
由于1段磨礦溢流粒度較粗，1段磁選磁場偏低，造成粗選尾礦磁性鐵流失。尾礦磁性鐵品位在0.93%。為了將磁性鐵充分回收，對尾礦進行高場強滾筒式磁選機回收試驗?；厥沾胚x機選用CTS1040型，場強477.6kA/m。磁選機安裝后現(xiàn)場應用結(jié)果見表4。
經(jīng)過磁選機選別后尾礦磁性鐵平均0.73%，降低0.45個百分點，與盤式回收機相比降低0.2個百分點，可得到品位16.85%的精礦，產(chǎn)率在3.05%。進入2段磨礦流程后，每天可增加精礦產(chǎn)量約10t。進入2段磨礦流程后，負荷量增加對2段磨礦影響不大，效果較好。
為了提高貧磁鐵礦石的金屬回收率，提高資源利用率，礦石在進入球磨機之前進行拋廢處理，提高了入磨礦石的質(zhì)量。積極采用新型選礦設備和先進工藝，保證*終精礦品位。柏泉鐵礦對選礦工藝流程的改進，獲得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。
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