一、磁铁矿石磁选
磁铁矿石属高中温热液接触交代矿床的矿石(砂卡岩型),这种矿石最有效的选矿方法是磁选。其分选工艺多配有一段或二段干式磁选分选中碎或细碎产品,作为分选前的准备作业。
干式磁选主要是排出粗粒尾矿和获得进一步进行深选的产品。对进一步深选产品经二段或三段细磨,再进行二段或三段湿式磁选,得最终精矿产品。湿式磁选一般用永磁圆筒型磁选机进行分选。一段或二段磁选机底槽多采用顺流型;三段或四段多为半逆流型;球磨机排矿直接磁选时多用逆流型或顺流型。
二、磁铁石英岩矿石磁选
磁铁石英岩属于沉积变质矿床的矿石,目前国内外广泛采用磁选法分选这种类型矿石,该种类型矿石在我国被称为鞍山式贫磁铁矿石,在国外被称为铁燧岩、磁铁石英岩等,这类矿石在铁矿资源中占有重要地位,是目前磁选的主要对象。
磁铁石英岩选矿工艺的特点是采用阶段磁选阶段磨矿流程,这样可阶段排出单体脉石,减少下一阶段的磨矿量。
磁选设备多采用圆筒型磁选机,其底槽为逆流型和半逆流型。在国内和国外也有采用磁力脱水槽进行脱泥的实例。
下面以首都钢铁公司大石河铁矿选矿厂为例进行介绍。
大石河铁矿选矿厂是首都钢铁公司主要原料基地,位于河北省迁安县境内。大石河铁矿石属鞍山式贫磁铁矿,构成各矿体的岩层系属于前震旦纪麻岩井呈条带状和片麻状构造。在矿体之间和矿体内部广泛发育着各种类型的夹石,开采过程中混入15%左右的废石,矿石贫化严重,地质品位30.18%,入选矿石品位只有25%左右。
矿石中金属矿物主要为磁铁矿,其次有少量假象赤铁矿和赤铁矿;脉石矿物以石英为主,其次为辉石、角闪石等,有害杂质较少。
磁铁矿与脉石共生形态简单,容易解离。磁铁矿嵌布粒度较粗且均匀。结晶粒度为0.062~0.5mm的晶体占60%~70%,0.5~2mm占10%~20%,O.062mm以下含量占10%左右。赤铁矿粒度较细。脉石矿物结晶粒度亦较粗,在0.18~0.35mm之间。矿石磨至-200网目占75%~80%时,有用矿物与脉石基本达到单体解离。
流程采用阶段磨矿-弱磁选流程。首先,用磁滑轮对球磨机入料进行预选,在磨矿前可丢弃产率8%、品位9%左右的废石,使入磨产品品位提高2%,磁性铁回收率为99%。对第一段磁选精矿进行二次分级、二次磨矿,二次磁选精矿经细筛后筛上物返回二段球磨机,由于三段磁选的入选粒度得到了严格控制,提高了矿物的单体解离度,可使精矿最终品位由64%~65%提高到67%~68.5%。
该流程的主要技术指标为:原矿品位26.28%,精矿品位68.42%,尾矿品位6.41%,回收率82.64%。
三、弱磁性铁矿物的磁化焙烧与弱磁选
(一)磁铁焙烧简介
赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、黄铁矿等矿物的磁性较低,用弱磁选无法回收,但可以利用磁化焙烧的方法将它们变成强磁性铁矿物(磁铁矿或γ-赤铁矿),然后利用弱磁选的方法回收。
磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行物理化学反应的过程。根据矿石不同,化学反应不同。磁化焙烧按其原理可分为还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧等。
1、还原焙烧-适用于赤铁矿和褐铁矿。常用的还原剂有C,CO和H2比等。
褐铁矿在加热过程中首先排出化合水,变成不含水的赤铁矿,然后被还原成磁铁矿。
2、中性焙烧-适用于菱铁矿。菱铁矿在不通空气或通入少量空气的条件下,加热到300~400℃时,被分解为磁铁矿。
3、氧化焙烧-适用于黄铁矿。黄铁矿在氧化气氛中(或通入大量空气)短时间焙烧时被氧化变成磁黄铁矿,如果氧化时间很长,则磁黄铁矿变成磁铁矿。
除了上述三种焙烧方法外,还有氧化还原焙烧和还原氧化焙烧,但最主要的还是还原焙烧。
焙烧中加热原料和还原过程用的还原剂可分为气体、液体和固体三种。工业上最常用的是煤气、重油和煤。
(二)焙烧产物的磁选
鞍山式赤铁矿在我国铁矿石资源中也占重要的地位。矿石中矿物组成比较简单,主要的铁矿物为假象赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿,其次为镜铁矿、黄铁矿以及少量的褐铁矿、针铁矿、菱铁矿和铁白云石等。脉石矿物主要是石英,其次为透闪石、角闪石、阳起石、绢云母、绿泥石和方解石等。
镜铁山式铁矿石在铁矿石资源中也占有一定的地位。矿石中主要的铁矿物为镜铁矿、褐铁矿和菱铁矿。主要脉石矿物有重晶石、石英、碧玉和铁白云石等。矿石具有条带状和块状两种构造,以条带状为主。铁矿物之间嵌布粒度细小,呈粒状或鳞片状,同时存在在硬度不大的矿物如重晶石、菱铁矿等,因此破碎或解离不甚困难。
上述两类矿石中的块状部分一般进入磁化焙烧炉中磁化,磁化产物用弱磁选的方法进行分选,粉矿用强磁选或浮选的方法分选。
四、弱磁性铁矿物的强磁选
由于新型强磁选机不断研制成功,使得单独用磁选方法大规模处理弱磁性矿石,特别是氧化铁矿石成为可能。但是,在某些场合,磁选仍需与其他选矿方法联合,才能达到分选目的和要求。
选矿厂常采用两段连续磨矿、弱磁一强磁选流程处理0~10mm粉矿。
粉矿经一段、二段磨矿和分级,用圆筒筛脱渣,中磁磁选机选出强磁性矿物,尾矿再用磁选机进行一次粗选、两次扫选。
五、含钒铁磁铁矿磁选
钒铁磁铁矿石属于晚期岩浆分凝矿床的矿石。就其矿石粒度嵌布特性和矿物磁学性质而言,这种类型矿石是磁选较易处理的对象。目前在我国和国外巳具有一定的生产规模,且有较广阔的发展远景。矿石中除含有磁铁矿外多伴生有钛铁和钒钴镍等有用元素。脉石矿物多为辉长岩。
矿石的主要金属矿物有钛磁铁矿、铁铁矿,另有少量磁赤铁矿、揭铁矿、针铁矿、硫钴矿、硫镍钴矿、黄铜矿及墨铜矿等。脉石矿物主要以钛普通辉石、斜长石为主,其次为橄榄石、钛闪石,还有少量的绿泥石、蛇纹石等。
常采用一段闭路磨矿和二段磁选一段扫选的工艺流程分选磁性矿,同时结合其他方法回收钛矿物和钒钴镍矿物。
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