本文以遼寧省一低品位長石礦為例,介紹選礦工藝流程的確定過程,旨在拋磚引玉,為各位處理低品位長石礦提供一些可能的思路。
低品位長石礦元素分析
采出的低品位長石礦礦樣選取八個在顯微鏡下進行巖礦鑒定,然后再隨機選取四個礦樣進行破碎、混合縮分,最終將其混勻進行化學多元素分析,分析結果見下圖所示:
工藝流程方案的選擇
研究表明,對于該地區(qū)的鉀長石礦,在中性條件下長石與石英的分離很難取得理想的精礦指標,而原礦中云母、電氣石等雜質礦物通過加入捕收劑可以從礦石中優(yōu)先浮選出來。
因此,在制定工藝流程時,浮選段擬采用對雜質礦物進行浮選,這樣可以提高作業(yè)產率,保證回收率,同時也可簡化工藝流程。
為改低品位長石礦制定的工藝流程方案有:
1.破碎一磨礦一浮選(除云母、電氣石)一磁選。
2.破碎一磨礦一脫泥一浮選(除云母、含鐵礦物)一磁選。
3.破碎一磨礦一脫泥一弱磁選(除鐵)一浮選(除云母、含鐵礦物)一高梯度磁選。
通過比較分析及前期的試驗結果,擬采用第三種方案,即破碎一磨礦一脫泥一弱磁選(除鐵)一浮選(除云母、電氣石)一高梯度磁選的工藝流程,下面對各段工藝流程進行詳細研究。
各階段工藝流程詳解
1.破碎篩分工藝流程
通過破碎篩分試驗分析,確定為三段破碎流程,篩分作業(yè)若采用雙層篩,相對于單層篩來說可以減少篩分機械,同時也可減少礦石的運送,簡化工藝流程,但篩分效率低。綜合考慮破碎篩分段的流程見圖所示。
首先將開采出的礦石通過300mmx300mm的方格篩,篩上的大塊礦石由人工進行敲碎;
通過方格篩的物料粗碎后,由皮帶輸送機輸送到雙層篩,篩上產物進行中碎;
中碎的產物和雙層篩的中間的產物一起進行細碎,細碎的產物最終返回到雙層篩進行檢查篩分。
以上,構成三段一閉路流程。
破碎后的礦石粒度組成分布比較均勻,主導粒級在0.3-2mm之間,占入料量的59.07%,大于4mm的粒級產率僅為1.36%,而小于-0.074mm的粒級占總產率12.96%。這一方面是由于采用三段破碎流程可以保證大塊礦石充分細碎,另一方是由于該地區(qū)鉀長石礦可碎性比較小。
2.磨礦分級工藝流程
經過試驗分析,確定磨礦分級流程為:帶有檢查分級的一段磨礦流程:
礦石直接給入球磨機,磨礦后的產物通過分級機分出大部分合格粒級,不合格的粒級返回到球磨機中進行二次磨礦。
球磨機和分級機構成閉路作業(yè),一方面可以控制合格產品的最大粒度;
另一方面可以減少礦石在球磨機里的時間,避免過粉碎現(xiàn)場,進而提高磨礦效率。
選擇帶有檢查分級的一段磨礦流程作為磨礦分級作業(yè),這既可以控制礦石的最大粒度又可以避免過粉碎現(xiàn)象,提高磨礦效率。
3.脫泥作業(yè)
從試驗結果中可以得出,脫泥作業(yè)要優(yōu)于不脫泥作業(yè),通過脫泥作業(yè)可將-0.038mm粒級的產物去除,這部分粒級中含有大量的含鐵礦物。隨著旋流器直徑的增大,脫泥的產率也逐漸增加,但精礦指標趨于平穩(wěn)。從精礦品位和產率考慮,在實驗室中采用di0cm的旋流器要優(yōu)于其他直徑的效果,脫泥產率為5.55%。
4.弱磁選工藝
礦石在破碎磨礦過程中不可避免的與鐵接觸,其間必然增加鐵的含量,而玻璃、陶瓷工業(yè)對鉀長石中鐵的含量要求十分嚴格。添加弱磁選工藝主要是針對礦石在準備作業(yè)時摻雜的含鐵礦物,而且還可以去除一部分原礦中的強磁性礦物,降低后續(xù)浮選除鐵的藥劑成本。
通過弱磁選作業(yè)可將礦石中鐵含量由0.76%降到0.63%,且鉀鈉品位趨于穩(wěn)定。弱磁選作業(yè)拋出尾礦的產率為3.58%,尾礦中鐵含量高達4.06%。
5.浮選工藝流程
根據(jù)實驗室中大量的試驗結果表明,針對雜質礦物進行反浮選,也可得到理想的精礦指標。因此,本試驗浮選段采用多次除雜,以達到“富鉀降硅”的目的,而不進行長石與石英的分離。
最終確定浮選段采用一段粗選三段精選中礦順序返回的閉路流程更適合該礦石的浮選工藝。浮選精礦指標:產率58.49%,k2o品位8.94%,na2o品位3.59%,鐵含量為0.33%。
6.高梯度磁選
浮選長石精礦中k2o含量為8.94%,na2o含量為3.59%,k2o+na2o=12.53%,達到陶瓷工業(yè)特級品要求。但精礦中含鐵量為0.33%,若要達到陶瓷特級產品中fe2o3<0.15%的要求,還需對浮選精礦進行高梯度磁選進一步除鐵。
固定礦漿流速為1.ocm/s,脈動頻率為400次/分,考察磁場強度對選礦指標的影響,磁場強度分別為1.1t, 1.2t和1.3t,流程如下圖所示所示。
由試驗結果可知,隨強磁選磁場強度增大,磁選鉀長石精礦產率降低,精礦中fe203含量逐漸減小。當磁場強度為1.2t時,精礦中fe203含量為0.13%,己滿足陶瓷工業(yè)特級的要求。綜合考慮,確定合適的強磁選磁場強度為1.2t。
低品位長石產品指標
通過對該地區(qū)鉀長石礦試驗研究,確定采用三段一閉路的破碎篩分流程,帶有檢查分級的一段磨礦;
實驗室中經過φ10cm的旋流器進行脫泥,然后進入弱磁選機去除強磁性礦物;
在浮選段采用一段粗選三段精選中礦順序返回的工藝流程,最終對浮選精礦進行高梯度磁選進一步除鐵,得到長石精礦。
該工藝流程中不涉及到氫氟酸和硫酸的使用,對環(huán)境無污染操作方便易可行,且“除鐵降硅”效果非常明顯,如下圖所示。