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各种矿厂选矿技术及设备.pdf

各种矿厂选矿技术及设备

jincaowxj
2011-08-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《各种矿厂选矿技术及设备pdf》,可适用于工程科技领域

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""第九篇各种矿石选矿技术与设备选择第一章黑色金属矿选矿技术及设备第一节铁矿选矿及铁精矿的加工利用有工业价值的铁矿物主要是:磁铁矿(!"#$)赤铁矿假像赤铁矿(!"$#)褐铁矿(!"$#·#’$)及菱铁矿(!"($#)等。这些矿物除磁铁矿为强磁性矿物外其它都为弱磁性矿物。我国铁矿资源丰富矿石类型有:!磁铁矿矿石"多铁矿物铁矿石(磁铁矿)赤铁矿矿石。磁铁矿)菱铁矿矿石镜铁矿)菱铁矿)赤铁矿矿石等)#含钒钛磁铁矿矿石$含硫化物的多金属铁矿石含硫化物、磷或稀土的多金属铁矿石鲕状赤铁矿石(赤铁矿)菱铁矿矿石、菱铁矿矿石等)。一、铁矿石的选矿方法(一)强磁性磁铁矿矿石*单一磁铁矿矿石由于矿石中绝大部分是强磁性的磁性矿并且矿石组成简单常采用弱磁选方法选别。含多金属磁铁矿矿石主要是含硫化物磁铁矿矿石和含磷灰石磁铁矿矿石一般采用弱磁选与浮选联合流程即用弱磁选回收铁浮选回收硫化物或磷灰石等。(二)弱磁性铁矿矿石*单一弱磁性铁矿矿石·,*·第一章黑色金属矿选矿技术及设备包括赤铁矿矿石、菱铁矿矿石、褐铁矿矿石和赤铁(镜铁)!菱铁矿矿石等。这些弱磁性铁矿矿石通常称为“红矿”。红矿的选矿方法有强磁选、浮选、重选、焙烧磁选以及这些方法的联合运用。"#含多金属弱磁性铁矿矿石主要含磷或硫化物的赤铁矿矿石或菱铁矿矿石。此类矿石一般用重选、浮选、强磁选或这些方法互相结合回收铁矿物用浮选回收磷或硫化物。(三)磁铁!赤(菱)铁矿矿石$#单一磁铁!赤(菱)铁矿矿石主要是赤铁!磁铁矿矿石和磁铁!菱铁矿矿石。选别此类矿石的方法有:!弱磁选与重选、浮选、强磁选联合即用弱磁选回收磁铁矿用重选、浮选或强磁选回收弱磁性铁矿物"磁化焙烧磁选法或与其它方法的并联流程与单一弱磁性铁矿矿石的磁化焙烧相似但在磁化焙烧磁选与其它选矿方法的并联流程中粉矿采用的是弱磁选与其它方法联合#选择性絮凝脱泥法。"#含多金属磁铁!赤(菱)铁矿矿石属此类矿石的主要是:含硫化物铁矿石和含磷、硫或稀土铁矿石。此类矿石的选矿方法是铁矿石选矿中最复杂的一般采用弱磁选与其它方法的联合流程即用弱磁选回收磁铁矿用重选、浮选或强磁选回收弱磁性铁矿物和用浮选回收伴生成分。二、主要类型铁矿石选矿举例(一)鞍山式贫磁铁矿矿石的磁选该种类型矿石中主要有用矿物是磁铁矿含少量赤铁矿脉石矿物主要是石英含少量角闪石、绿泥石、方解石、云母、绿帘石和磷灰石。矿石呈带状构造由铁矿物层和脉石层的互层组成。铁矿条带厚度平均为#’#())非铁矿条带厚度平均为#"’#*))。铁矿物呈细粒嵌布嵌布粒度为#$))左右。工艺流程见图!$!$。按照该流程所达到的选矿指标是:当原矿品位为,时精矿品位达(回收率("左右。(二)含磁铁矿的弱磁性铁矿石的磁选目前我国有一些选矿厂应用强磁场磁选机直接选别赤铁矿或假像赤铁矿实践证明这是一种较好的有效方法。例如某选矿厂处理含磁铁矿和赤铁矿的矿石应用弱磁场磁选机和强磁场磁选机分别回收磁铁矿和赤铁矿。其工业试验流程如图!$!"所示。采用该流程达到的指标是:原矿品位,*#"(,#)时精矿品位达#*回收率(#。·($·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择图!"#"#鞍山式贫磁铁矿石磁选工艺流程图!"#"$含磁铁矿的弱磁性铁矿石的磁选流程·!#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备(三)赤铁矿矿石的浮选我国某铁矿系鞍山式沉积变质铁矿床。选矿厂处理的矿石为赤铁石英岩主要铁矿物有假像赤铁矿、半假像赤铁矿脉石矿物主要为石英其次有角闪石、绿泥石等。矿石呈明显的条带状构造浸染粒度较细假像赤铁矿和石英的粒度一般为!"!#$!"#。矿石需磨至#!!目’!(才能单体分离浮选采用阴离子捕收剂弱碱性矿浆浮选法调整剂为碳酸钠用量)"’*,配成#!(的水溶液加入第二段磨矿机浮选值’"$"矿浆温度!$捕收剂为氧化石蜡皂!,与塔尔油)!,的混合物工艺流程如图)所得浮选指标是:当原矿品位"!!(时精矿品位)"#!(回收率"(。图)某赤铁矿浮选工艺流程(四)铁矿石的重选重选法对铁矿来说主要用于选别弱磁性铁矿石其应用有两种:一种是矿床地质品·!!)·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择位较高(!"#左右)但矿体较薄或夹层较多采矿时废石混入使矿石贫化对这种矿石可采用只破碎不磨矿在粒度较粗的情况下通过重选丢弃粗粒尾矿从而恢复地质品位。获得粗粒的中等品位精矿或进一步加工处理或直接送高炉冶炼这种称为粗粒重选。另一种是对嵌布粒度较细的红矿或混合矿(即含弱磁性的红矿和强磁性的磁铁矿)经破碎磨矿使铁矿物单体分离后通过重选或磁重联选得到细粒高品位精矿这种称为细粒重选。$铁矿石的粗粒重选某铁矿属中高温热液矿床。矿石中主要金属矿物为赤铁矿、假像赤铁矿、磁铁矿、镜铁矿、褐铁矿等主要脉石矿物为石英、方解石、磷灰石、铁质粘土等铁矿物在矿床中呈细粒集合体构成致密块状疏松块状部分呈浸染状和蜂窝状嵌布于脉石中浸染粒度一般在""’’矿体地质品位()#开采贫化后品位为*#,#采用如图$(的重选工艺流程选别当原矿品位*!#时可获得精矿品位(,#尾矿品位$#回收率"#精矿成本))$元。图$(某铁矿(粗粒)重选工艺流程)铁矿石的细粒重选某铁矿选矿厂处理的红铁矿为鞍山式赤铁石英岩系磁铁矿氧化为赤铁矿的过渡产物。主要金属矿物是赤铁矿、磁铁矿并含少量褐铁矿、镜铁矿、黄铁矿等。脉石矿物主要是石英并含少量角闪石、绿泥石、方解石等。这种矿石实际上是一种混合型矿石采·$,"$·第一章黑色金属矿选矿技术及设备用磁!重联选用弱磁选设备优先选出强磁性矿物磁铁矿然后用重选法将赤铁矿与脉石分开工艺流程如图"!#!$采用该流程所得选矿指标是:当原矿品位"’#()*时可得精矿品位$#,()*回收率’#,,()*。图"!#!$某铁矿(细粒)磁!重选矿流程(五)含铜磁铁矿的选矿我国大冶式铁矿属接触交代!热液铁矿床其矿石为含铜磁铁矿石。该矿床原生矿石中的含铁矿物主要是磁铁矿铜矿物主要是黄铜矿、硫和钴含量较高且具有工业价值。脉石矿物为石英、绿泥石、绢云母、高岭土、方解石、白云石和普通角闪石等。脉石呈致密状构造为磁铁矿的细粒和微细粒组成颗粒间为非金属矿物所充填黄铜矿颗粒和集合体的大小在,,,,#之间。选别该类矿石采用图"!#!所示的浮!磁联合流程生产实践表明采用该种流程不仅能保证铜精矿和铁精矿的质量和回收率而且还能达到综合回收硫、钴的目的。·’,#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择当原矿品位为:!"#$"’、(#!)*,、*#*、(#(*时可获得品位为#’、回收率)#’的铁精矿品位为#$,、回收率"!#",的铜精矿品位为#*及(#*!、回收率*"#(的硫钴精矿。图)"含铜磁铁矿石选别流程该矿为了回收弱磁选尾矿中的菱铁矿增设了湿式强磁选机可获得品位!’左右的强磁精矿从而提高了铁的回收率。(六)含钒钛磁铁矿的选矿某厂处理一种含钒高的钛磁铁矿其矿床类型属岩浆晚期分异型铁矿床。金属矿物以钛磁铁矿(由钛铁矿片晶、镁铝尖晶石、钛铁晶石、磁铁矿组成的复合矿物系)为主其次有粒状钛铁矿并含少量磁黄铁矿、黄铁矿及其它钴镍硫化物、铬铁矿。脉石矿物有辉石、基性斜长石、橄榄石、磷灰石等。该厂选别此类矿石采用图)$所示工艺流程。选铁为一粗、一精、一扫的磁选流程磁选尾矿综合回收钛和硫钴采用弱磁选、强磁选、重选、浮选、电选联合流程。采用该种工艺流程所得选矿指标是:当原矿含铁为(#"’可得品位为#*’回收率为$$#’的铁精矿当入选矿石含钛为$#(*可得品位为!"!*回收率为#*(*的钛精矿当入选矿石含钴为(#(*可得品位为(#(!回收率为$#$的硫钴精矿。·$(·第一章黑色金属矿选矿技术及设备图!"#"$含钒钛磁铁矿选矿工艺流程·$#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择(七)含铌、稀土多金属铁矿石的选矿我国包头钢铁公司选矿厂处理的原矿由白云鄂博铁矿供给。该铁矿为一大型沉积变质!热液交代型含铌、稀土多金属铁矿床。矿石中含有铁、铌、稀土、钍、钛、钡、锰、氟及磷等"#种元素其中铁、稀土、铌、氟等均有综合利用价值。矿石中铁矿物主要为赤铁矿、磁铁矿、假像赤铁矿及少量黄铁矿、褐铁矿、菱铁矿。稀土矿物主要为独居石、氟碳铈矿、磷镧镨石、氟碳钙铈矿等。铌矿物主要为铌铁矿、黄绿石、易解石、铌钙矿、钛铁金红石等。脉石矿物主要为萤石、钠辉石、方解石、钠长石、钠闪石、白云石、石英、玉髓、云母等该铁矿石的主要特点是:元素多组成复杂综合利用价值高矿物种类多稀土元素赋存集中矿物嵌布粒度细分布均匀。因此属于难选矿石。该选矿厂采用如图$!#!所示磁!重!浮联含选矿工艺流程经磨矿后矿石先用弱磁选机选出强磁性铁矿物然后用浮选选出品位为#’左右的稀土泡沫再用强磁选机选出弱磁性铁矿物与强磁性铁矿物合并为铁精矿。对稀土泡沫用摇床选别得到粗精矿、中矿和尾矿、粗精矿和中矿用浮选继续选别用环肟酸铵作捕收剂经一粗一精浮选后可得到稀土品位大于()’的精矿。如欲再提高精矿品位可继续精选经五次精选后即可得到品位(’(*,)以上的稀土精矿。摇床中矿再经粗选、精选可得到品位)’(*,)左右的稀土次精矿。三、铁精矿的加工利用选矿厂所得的铁精矿主要用作炼铁原料。由于细粒铁精矿不宜直接加入炼铁高炉。须先加入熔剂再高温烧结成块或添加粘合剂压制成型或滚成小球再烧结成球团然后装入高炉内冶炼。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。在高炉内矿石中的铁及部分硅、锰被焦炭还原出来与碳组成熔融的生铁矿石中的脉石与石灰石组成熔渣两者分别由炉缸的出铁口与出渣口流出。冶炼产品可以是供炼钢用的生铁或者是铸造生铁或者是高炉铁合金。炼钢主要的原料是生铁。生铁所含的碳及固有杂质(硅、锰、磷、硫和碳)都是在高炉冶炼过程中从铁矿石及其他原料转入生铁的而炼钢的任务就在于在液体生铁中用某种方法引入某些数量的氧把这些元素烧掉所以叫作氧化熔炼。在一定条件下氧和溶解于生铁中的硅、锰、磷以及某些数量的铁起反应把它们变成氧化物。这些氧化物在金属中的溶解度都很小因而差不多全部浮出并形成炉渣。当金属中各元素的含量经过一系列操作步骤已经符合规格而温度也符合浇铸的要求时炼钢的任务就完成了。但是炼钢车间是以钢锭作为最后产品因此炼钢的任务还包括铸锭工作。总结起来炼钢生产·")#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备总的任务即把生铁加以再炼并铸成钢锭供轧钢车间进一步加工之用。图!"#"$含稀土元素铁矿石选矿工艺流程我国在新中国成立前炼钢技术非常落后生产设备以平炉为主有少量电弧炉和转炉。新中国成立后’(年代除鞍山、武汉和包头等钢铁基地扩建和新建了一些新型平炉以外全国在较大范围内建立了许多小型空气侧吹转炉。(年代初氧气顶吹转炉在首都钢厂投产。由于这种设备在经济上具有明显的优越性后来在许多钢厂新建了较大的氧气顶吹转炉。原有的空气侧吹转炉一部分停产大部分改建成为氧气顶吹转炉。·()#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择第二节锰矿选矿及锰和锰铁的生产一、锰矿选矿(一)概述可供工业利用的锰矿绝大部分为锰的氧化物和碳酸盐化合物。最重要的锰矿物主要有:软锰矿(!"#$)、硬锰矿(!!"#·!"#$·"$#)、偏锰酸矿(!"#$、"$#)、锰土("!"$#!"#$、!$#)、水锰矿(!"$#·$#)、褐锰矿(!"$#)、黑锰矿(!"#’)、菱锰矿(!"(#)、锰方解石((()、!")(#)、菱锰铁矿((!"、*)(#)、钙菱锰矿((!"、())(#)等。软锰矿常见于锰矿床上部的氧化带多成鲕状集结体构软易碎很少有结晶形式在隐晶块中常夹杂有*$#、,#$等混合物。硬锰矿及锰土是组成复杂不定的氢氧化锰成隐晶体及胶状体存在常与氧化铁相结合常含有氧化镍、钴、铅、锌、铜等的胶体化合物。菱锰矿及硅酸锰常在矿床深部。大多数的锰矿石是由多种锰矿物组成并含有一定量的铁。常见的脉石矿物是石英、方解石、粘土、绢云母及绿泥石等。(二)锰矿石的选矿方法氧化锰矿石以风化矿床的次生氧化锰矿石为主还有某些沉积型和热液型矿床的原生和次生氧化锰矿石。矿石中锰矿物主要是硬锰矿、软锰矿和水锰矿等脉石主要是硅酸盐矿物也有碳酸盐矿物常伴生铁、磷和镍、钴等成分。氧化锰矿石的选矿方法以重选为主。风化型氧化锰矿石常含大量矿泥和粉矿生产上采用洗矿重选方法。原矿经洗矿除去矿泥所得的净矿有的可作为成品矿石有的需要用跳汰和摇床等再选。洗矿溢流有时也需要用重选或强磁选等方法进一步回收。有的沉积型原生氧化锰矿石由于开采贫化生产上采用了重介质和跳汰重选剔除脉石得到块状精矿。含铁氧化锰矿石中铁矿物主要是褐铁矿。铁和锰难以用重选、浮选或强磁选分离需要采用还原焙烧磁选方法。工业上已采用了洗矿还原焙烧磁选重选流程。$碳酸锰矿石沉积型碳酸锰矿石中主要锰矿物是菱锰矿、钙菱锰矿、含锰方解石和菱锰铁矿等··第一章黑色金属矿选矿技术及设备脉石有硅酸盐和碳酸盐矿物也常伴生硫和铁等杂质。矿石一般比较复杂锰矿物嵌布粒度细到几微米不易解离往往难于得到较高的精矿品位。碳酸锰矿石选矿生产实践较少研究了强磁选、重介质选矿和浮选等方法。有的沉积型含硫碳酸锰矿石工业上采用了炭质页岩、黄铁矿和锰矿物的顺序优先浮选流程。有的热液型含铅、锌碳酸锰矿石采用了浮选强磁选流程。某些含硫富锰矿石锰矿物主要是硫锰矿可以采用焙烧方法除硫。有的富碳酸锰矿石生产上也采用焙烧方法除去挥发成分得到成品矿石。氧化锰和碳酸锰矿石中都含有一些难选矿石锰与铁、磷或脉石紧密共生嵌布粒度极细难以分选可以考虑用冶炼方法处理。例如处理高磷高铁锰矿石的富锰渣法生产活性二氧化锰的硝酸浸出法和生产金属锰的电解法等均已有工业生产。此外还有研究用连二硫酸钙法和细菌浸出法等。(三)主要类型锰矿石选矿举例!"大新锰矿洗矿厂(!)矿石性质该矿属泥盆经沉积的碳酸锰矿床近地表部分受氧化作用形成氧化锰矿石。氧化锰矿赋存于三个矿层中主要锰矿物为软锰矿、硬锰矿、偏锰酸矿主要铁矿物为褐铁矿、赤铁矿脉石矿物主要有石英、高岭石和水云母。常见的矿物结构主要为微粒、隐晶质结构其次为细粒、泥质、胶体及残余等结构。矿石构造主要以块状、斑块状、条带状、粉末状、页片状和豆状等形态构成其次为空洞状、网络状等构造。(#)工艺流程该矿采出的氧化矿含锰品位一般为#$左右经图’!’洗矿工艺流程洗矿后所得洗矿指标为:当原矿品位#$"!()*时净块矿((,,)品位")*锰回收率"净粉矿(’(,,)品位#"!)*锰回收率!"$。#"木圭锰矿松软锰矿洗矿厂(!)矿石性质该矿的松软锰矿是由浅海相原生沉积的含锰灰岩经地表氧化次生富集而成属锰帽矿床。矿石中主要锰矿物为偏锰酸矿并含少量硬锰矿或软锰矿及粉末状褐铁矿脉石矿物主要为石英及少量粘土矿物。矿石呈红褐色或褐黑色泥质、薄层状结构硬度低密度小含水率高达"$。矿石中的偏锰酸矿与泥质物混在一起泥质物特别集中于偏锰酸矿的孔隙中矿层中的硬锰矿或软锰矿仅局部性地分布于矿层面及裂隙间粉末状褐铁矿呈不规则的斑状散布于矿层中。·(!·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择图!"#"!大新锰矿氧化锰矿洗矿工业试验工艺流程($)工艺流程该矿于#!年建成一座年处理原矿#$万’(湿矿)的工业试验厂采用自磨碎解筛洗强磁选的工艺流程所采用的具有选择性解离作用的自磨碎解机是一种新型洗矿设备。矿石经湿式碎解后通过筛洗可获得净矿产品及含锰品位为#(左右的尾泥尾泥经强磁选又可回收锰精矿。其洗选工艺流程及指标见图!"#"#)。该工艺流程简单但净矿含水率高达*(,#(需在露天放置十数天后才能将含水率降至*)(左右。湘潭锰矿碳酸锰矿洗矿厂(#)矿石性质该矿属轻微变质浅海相沉积碳酸锰矿床。主要含锰矿物为菱锰矿其次为锰方解石、钙菱锰矿。主要脉石矿物为碳质粘土、石英、玉髓、铁白云石白云石、含锰方解石、高岭土、方解石、重晶石及黄铁矿等。碳酸锰矿主要有条带状、致密块状假鲕粒状、碎裂状、层状、破碎状及部分互层状构造。矿石的结构为隐晶质胶结结构及细粒结构前者以菱锰矿为主后者以锰方解石为主。有用矿物颗粒极为细小一般小于))$脉石矿物石英和铁白云石一般为))),)))的微粒单独或成连晶状嵌布在菱锰矿假·!)#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备鲕粒或连生体之间。此外方解石、铁白云石、石英等往往单独或相互构成细脉穿切菱锰矿集合体。矿石性脆。矿体底板为黑页岩矿体顶板为叶片状黑页岩很不稳定开采时废石混入率为!"#$"。图’$’$(木圭松软锰矿洗选工艺流程())工艺流程该矿红旗井矿区碳酸锰矿洗矿的主要设备和工艺指标见工艺流程图’$’$$。井下采出的矿石经洗矿后一般可洗出产率$("左右的矿泥(小于(*(!,!"左右)洗后净矿再经手选可提高含锰品位$*"#)*("左右锰回收率"#"左右。洗矿工艺中采用反击式破碎机处理解理发育的锰矿石效果尚好但反击板和锤头磨损很快。图’$’$$湘潭锰矿红旗井碳酸锰矿洗矿工艺流程·(,($·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择!"连城锰矿选矿厂(#)矿石性质该矿属风化淋滤型贫氧化锰矿锰矿物有硬锰矿、软锰矿和锰土。硬锰矿往往与软锰矿组成环带构造两者紧密共生。软锰矿的密度次于硬锰矿硬锰矿多呈致密块状、胶状、粒状或针状集合体软锰矿往往呈氧化残余或块状嵌布于锰土中。锰土是硬锰矿剧烈风化后之产物呈土状集合体或粉末状极为松散密度小含泥质较高品位较低多属贫锰矿占入洗原矿的$左右锰矿中脉石矿物有石英、高岭土、绢云母、蛋白石、玉髓、褐铁矿等。(’)工艺流程该矿选矿厂采用洗矿手选粗粒跳汰细粒强磁选联合流程其洗选工艺流程及指标图()#)#’所示。主要设备的操作条件是:*),型粗粒跳汰机给矿粒度,,给矿量’","!冲程$精矿挡板高度尾矿挡板高度()#型强磁选机给矿粒度)#占’!给矿浓度,!!给矿量$"!激磁电流#’$*。$"靖西锰矿选矿厂(#)矿石性质该矿湖润矿区属沉积型碳酸锰矿床靠近地表处的矿石由于受氧化作用而形成氧化锰矿石。所开采的氧化矿石的矿物成分以软锰矿、硬锰矿为主其它金属矿物有褐铁矿、赤铁矿、针铁矿脉石矿物有石英、高岭土、水云母等。矿石一般呈深灰色、黑褐色、具有微粒隐晶质和泥质结构为块状、网脉状、条带状、豆状等构造。矿石密度为,"$,。矿石中主要杂质为铁和二氧化硅。铁是以弱磁性的三氧化二铁与硅酸铁的形态存在而锰则有(’"(!是高价锰。由于铁与锰的物理化学性质相似选矿过程中通常不易分离。因不可溶性的铁对锰放电性能并无更大的影响故未考虑除铁措施。(’)工艺流程该锰矿选矿厂采用重选)强磁选)重选联合选矿工艺。其工艺流程与选矿指标见图()#)#,所示。"桃江锰矿强磁选厂(#)矿石性质桃江锰矿响涛源矿区为浅海相沉积碳酸锰矿床矿石构造以薄层状为主矿石结构为隐晶质。锰矿物以锰方解石为主其次为钙菱铁矿和锰白云石。脉石矿物以石英为主其次为方解石、铁白云石及微量粘土矿物、绢云母等。金属硫化物有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。矿物嵌布粒度一般为",",该矿区矿石属低磷、低铁、自熔性中贫锰矿石。·##·第一章黑色金属矿选矿技术及设备图!"#"#$连城锰矿贫氧化锰矿洗选工艺流程($)工艺流程该矿区是地下开采、废石混入率采出原矿品位$’左右。矿石经水洗筛分后大于#’((的块矿进行手选品位提高到$#左右再经土圆窑焙烧品位达$)$!供冶炼用小于#’((的粉矿品位#*左右进行强磁选处理。强磁选采用三种不同规格的强磁选机分别处理不同粒级的粉矿锰精矿品位达$’,左右回收率为·$’#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择!"#$生产工艺流程见图’’(所示。图’’)靖西锰矿氧化锰矿选矿工艺流程图’’(桃江锰矿碳酸锰矿强磁选工艺流程·)"*’·第一章黑色金属矿选矿技术及设备二、锰和锰铁的生产(一)锰的生产金属锰的生产采用铝热法、电热法和电解法。铝热法必须采用优质锰矿作原料且耗铝多成本高电热法工艺流程长操作比较复杂电解法则可用贫锰矿作原料获得高纯度的产品得到广泛应用。!"铝热法该法采用#$、#$’、#$’(和#$作原料进行还原反应获得金属锰。以#$作原料时热量不够需要补充热量而用#$作原料时反应又过于激烈不易控制。用#$’和#$’(作原料能释放足够的热量且易于控制。冶炼时要用含杂质低的氧化锰矿磨细后与约为理论需要量)*的铝粒和相当于!*,*铝量的石灰混合均匀后用上部点火法冶炼。所得金属锰产品含锰)’,)甚至更高锰含量也因原料而异。"电热法先用锰矿配加少量焦炭在电炉中进行控制还原炼得低铁、低锰的富锰渣(#$(*"*’*"*)。富锰渣用木炭作还原剂炼出低磷碳素锰铁再加硅石、木炭炼得高硅锰硅合金(’*)。最后用高硅锰硅合金和富锰渣配加石灰在电弧炉内进行脱硅精炼得到含锰)’,)的金属锰。’"电解法生产金属锰采用硫酸锰水溶液电解法。虽然锰的电解电动势达!"*但由于氢在金属锰上的过电压锰仍然可从中性溶液析出到固体阴极上。电解的重要条件是溶液中不含其他金属杂质所以硫酸锰溶液必须在电解前充分净化。此外在阳极上有#$::!!#$:(:反应产生#$所以必须采用隔膜电解槽。硫酸锰电解的工业生产流程见图)!!所示。采用菱锰矿作原料时可直接溶解于稀硫酸。如用氧化锰矿则须先经还原焙烧把锰转化为可溶的#$。浸出一般利用电解后的阳极液并配加硫酸调节<到"左右。浸出液经澄清过滤后用氨水、#$(可用阳极泥)或石灰乳中和到<为"沉淀出氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅、砷、钼和镍等杂质。滤液加硫化铵〔(=()〕或硫化氢()将剩余的微量铁、砷、铜、锌、镍等再沉淀除去。同时加入少量硫酸亚铁(()除去胶体及硫化物。净化液经贮液槽导入电解槽。在贮液槽及输送管道上引入约*"!>以防止氧化。·(*!·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择图!"#"#$硫酸锰电解工艺流程图电解槽用不锈钢作阴极用铅板(一般含#’)作阳极。电解液经阴极室通过隔膜流入阳极室。带有()*的阳极液从槽底流出。操作电压约$,阴极电流密度$$温度控制在电流效率$’’。入槽电解液浓度#$#()*锰:为<#<。离槽电解液一般含锰左右*$。从阴极取下的产品为的碎片含锰!!<!’以上。电解锰可直接作合金添加剂使用也可以使之在氮气流中加热到#得到含氮’’的锰用于炼高氮钢还可以与铝压制成锰铝块用于制造铝合金。(二)锰铁的生产锰和铁组成的铁合金在炼钢中用作脱氧剂和合金添加剂是用量最多的铁合金。冶炼锰铁用的锰矿一般要求含锰’$’锰铁比大于磷锰比小于<。冶炼前碳酸锰矿要先经焙烧粉矿需经烧结造块。含铁含磷高的矿石一般只能搭配使用或通过选择性还原得低铁低磷的富锰渣。冶炼时用焦炭作还原剂某些厂也配用瘐煤或无烟煤。辅助原料主要为石灰冶炼锰硅合金时一般要配加硅石。锰铁产品按不同含碳量分为碳素、中碳、低碳三类。在锰系铁合金中常用的还有锰硅合金、镜铁和金属锰。碳素锰铁国际上一般标准为含$’’我国为适应锰矿品位低的原料条件规定了含锰较低的牌号(电炉锰铁含锰$’以上高炉锰铁含锰$’以上)。冶炼碳素锰铁过去主要用高炉随着电力工业的发展用电炉的逐渐增多。目前西欧和我国用高炉为主挪威、日本都用电炉原苏联、澳大利亚、巴西等国新建锰铁工厂·$#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备也采用电炉。!"高炉冶炼一般采用!###$以下的高炉设备和生产工艺大体与炼铁高炉相同。锰矿石在电炉顶下降的过程中高价的氧化锰(’()’)(’(*)随温度升高被(逐步还原到’(。但’(只能在高温下通过碳直接还原成金属所以冶炼锰铁需要较高的炉缸温度为此炼锰铁的高炉采用较高的焦比(!,##)左右和风温(!###以上)。为降低锰损耗炉渣应保持较高的碱度((()大于!)。由于焦比高和间接还原率低炼锰铁高炉的煤气产率和(量比炼铁高炉为高炉顶温度也较高(#以上)。富气鼓风可提高炉缸温度降低焦比增加产量且因煤气量减少可降炉顶温度对锰铁的冶炼有显著的改进作用。)"电炉冶炼锰铁的还原冶炼有熔剂法(又称低锰渣法)和无熔剂法(高锰渣法)两种。熔剂法原理和高炉冶炼相同只是以电能代替加热用的焦炭。通过配加石灰形成高碱度炉渣((()为!"!",)以减少锰的损失。无熔剂法冶炼不加石灰形成碱度较低((()!"#)含锰较高的低铁低磷富锰渣。此法渣量少可降低电耗且因渣温较低可减轻锰的蒸发损失同时副产品富锰渣(含锰)*#)可作冶炼锰硅合金的原料取得较高的锰的综合回收率(:#以上)。现代工业生产大多采用无熔剂法冶炼碳素锰铁并与锰硅合金和中低碳锰银的冶炼组成联合生产流程如图:!!,所示。现代大型锰铁还原电炉容量达*####<###=·>一般为固定封闭式。熔剂法的冶炼电耗一般为()"")",A无熔剂法的电耗为())",A。锰硅合金用封闭或半封闭还原电炉冶炼。一般采用含二氧化硅高、含磷低的锰矿或另外配加硅石为原料。富锰渣含磷低、含二氧化硅高是冶炼锰硅合金的好原料。冶炼电耗一般约(")",A。入炉原料先作预处理包括整粒、预热、预还原和粉料烧结等对电炉操作和技术经济指标起显著改善作用。"电炉精炼中、低碳锰铁一般用!##,###=">电炉进行脱硅精炼以锰硅、富锰矿和石灰为原料其反应为:!’B)’(B)()’B)(·()采用高碱度渣可使炉渣含锰降低减少由弃渣造成的锰损失。联合生产中采用较低的渣碱度((()!")操作所得含锰较高()##)的渣用于冶炼锰硅合金。炉料预热或装入液态锰硅合金有助于缩短冶炼时间、降低电耗。精炼电耗一般在",A左右。中、低碳锰铁也用热兑法通过液态锰硅合金和锰矿石、石灰熔体的相互热兑进行生产。·,C#!·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择图!"#"#$电炉锰联合生产流程图吹氧精炼用纯氧吹炼液态碳素锰铁或锰硅合金可炼得中、低碳锰铁。此法经过多年试验研究于#!’$年进入工业规模生产。应当指出据统计’(年代用于钢铁工业的锰占世界锰矿总开采量的!)*以上(其中约!*用于炼钢)余额半数用于有色金属合金半数用于电池、化学工业等。关于锰在其他方面的加工利用如电池用二氧化锰和一些锰化学产品的生产可参阅有关专著。第三节选矿机械矿石经破碎到一定粒度后虽有用矿物呈单体分离状态但仍与脉石混在一起。所以必须根据矿石的性质用适当的方法选出矿石中的有用矿物。常用曲选矿方法有以下几种:(#)重力选矿法(简称重选):重选是利用密度不同的矿物在介质(水、空气、重液或悬浮液)中运动速度或运动轨迹不同而达到分选的方法。这种方法广泛用来选别锡、钨、金、铁、锰等矿石也用于选别某些稀有金属更普遍地用于选煤。·’(#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备重力选矿机械有:跳汰机、摇床、溜槽、螺旋选矿机以及水力旋流器等。(!)浮游选矿法(简称浮选法):浮选是根据矿物表面润湿性不同通过添加适当药剂而使有用矿物与脉石相互分离的方法。多数矿石可用浮选法来选别但选矿成本较高。浮选在各种浮选机中进行。(")磁力选矿法(简称磁选法):磁选是根据有用矿物与脉石的磁性不同而使它们分离的一种选矿方法。磁选主要处理黑色金属。磁选在各种磁选机中进行。另外还有根据矿物的导电性、摩擦系数、颜色和光泽等不同而进行选矿的方法。如电选法、摩擦选矿法、光电选矿法和手选法等。上述各种方法是使有用矿物与脉石进行机械分离这些方法在选矿过程中没有改变矿物本身的化学成分因此统称为机械选矿法。在处理某些难选矿物时有时单纯使用上述机械选矿法达不到预期的目的往往采用化学选矿法。化学选矿过程中矿物本身发生化学变化从而得到某种金属或金属化合物。下面主要介绍选分磁铁矿使用的磁选机并对浮选机械作一简单介绍。一、磁选机的分类为适应不同工作条件的需要磁选机有多种型式。一般按下列方式分类。(#)按磁源分:#)电磁磁选机:用电磁系通入电流产生磁场。!)永磁磁选机:用永久磁铁系产生磁场。(!)按磁场强度分:#)弱磁场磁选机:用于选分强磁性矿物。!)强磁场磁选机:用于选分弱磁性矿物。(")按介质分:#)干式磁选机:在空气中进行磁选适用于严寒和缺水地区。!)湿式磁选机:在水中进行磁选主要用于选分细粒强磁性矿物。($)按结构特点分:有筒式、滑轮式、辊式、盘式、带式、环式等。目前广泛采用的是弱磁场湿式永磁筒式磁选机。二、弱磁场湿式永磁筒式磁选机的构造永磁筒式避选机有顺流槽、逆流槽和半逆流槽三种槽体。图##’所示为半逆·(()#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择流型永磁筒式磁选机。其它两种槽体的磁选机的结构与之基本相同。图!"#"#$半逆流型永磁筒式磁选机#永磁圆筒槽体给矿箱’传动部分(卸矿水管)机架$磁系调整装置半逆流型永磁筒式磁选机由永磁圆筒#、槽体、传动部分’、磁系调整装置$和机架)等几部分组成。(一)永磁圆筒水磁圆筒由圆筒、磁系和心轴组成。由它产生磁场是磁选机的核心。圆筒由*’厚的非导磁不锈钢板焊接而成。有直径为),,、$(,、!,,等几种规格。长度有!,,、#,,、#,,等几种规格。为了保护圆筒不受磨损通常在圆筒外面包一层*’的橡胶。简体两端用铸铝端盖密封端盖中心装有球面滚动轴承轴承安装在心轴上。心轴则支承在机架上。心轴上固定着扇形分布的永磁磁系如图!"#"#所示。图!"#"#四极磁系示意图#永磁磁块磁轭·!,#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备磁系主要由磁块和磁轭组成。根据圆筒直径的大小磁系有!"#个磁极。磁块的材料是锶铁氧体。磁块规格有$’!((厚度!有)#、)$、*)((三种。通常由#块组成一个磁极组。磁极组用非导磁材料铜制的螺栓固定在磁轭上或是用环氧树脂胶粘在磁轭上。磁轭用低碳钢或工业纯铁制成。它的作用是联结磁块构成放射状磁系并起导磁作用。磁极的极性沿圆周方向交替排列。磁系和圆筒内表面的间隙为)"!((。(二)槽体槽体用非导磁材料不锈钢(靠近磁极部分)和普通钢板焊接而成。目前也有用工业塑料板焊接成的。槽体下部有喷水管用来调节矿浆的浓度把矿浆冲散成悬浮状态以利选别。槽体两侧有塞盖停车时可以方便地打开以观察和清洗槽体。槽体与圆筒之间的间隙可以调节。(三)给矿箱、卸矿水管给矿箱使矿浆稳定均匀地给入槽体。箱内有调节矿浆浓度的水管。卸矿水管用钢管或塑料管制成喷水角度、喷水速度和喷水量均可方便地调整。此管只能供清水使用浊水则易造成喷水管堵塞。(四)传动部分传动部分以三相异步电动机为动力采用齿轮或带传动等方式带动圆筒转动(心轴不转)。圆筒的转速因直径不同而不同直径为’’((的圆筒转速为’转,分直径为#’((的圆筒转速为!#转,分。(五)磁系调整装置磁系调整装置的作用是使磁系相对圆筒偏转一个角度从而调整磁选机的扫选区长度和金属回收率。磁系调整装置主要由丝杠和拉板组成。拉板与心轴相连丝杠上的销轴固定在机架上。用扳手旋转丝杠通过拉板可使心轴旋转一个角度从而带动磁系也偏转同一个角度。三、各种槽体的永磁筒式磁选机的工作原理与特点(一)顺流槽磁选机的工作原理与特点顺流槽因其槽中矿浆流向与圆筒转向一致而得名。)工作原理·’’)·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择如图!"#"#!所示矿浆由给矿箱均匀地流入选矿槽矿浆中的磁性矿物受到磁力吸引附着于圆筒上。由于磁极极性交替排列所以吸附在圆筒上的磁性矿物一边随着圆筒旋转一边进行磁翻转。附着在圆筒上的磁性矿物经过几次磁翻转之后使混杂在磁性矿物中的非磁性矿物在离心力和水流冲力的作用下被甩到槽底。吸附在圆筒上的磁性矿物通过脱水区$脱离磁场被水冲下后经精矿管排出槽体外。粗粒尾矿沿扫选区经槽底##从尾矿管流出。图!"#"#!顺流型磁选机的工作原理#给矿管’给矿箱(挡矿板)圆筒*磁系扫选区尾矿管$脱水区!精矿管#冲洗水管##槽底’,特点由于矿浆由磁系一端给入所以磁性矿物的磁翻转次数多。另外给入矿浆接触的是清洁的圆筒表面强磁性矿物优先吸附附着层逐渐加厚磁性弱的连生体则不易被吸附。因而顺流槽可获得高品位的精矿。但由于矿浆流向与圆筒转向一致尾矿口离给矿口近所以矿浆流速大难免带走少量磁性矿物造成尾矿品位较高金属回收率降低。这种磁选机适合于强磁性矿物的精选或粗选作业。(二)逆流槽磁选机的工作原理与特点逆流槽因其槽中矿浆流向与圆筒转向相逆而得名。由图!"#"’可知逆流槽与顺流槽的工作原理基本相同。不同之处在于:它的扫选区较长矿浆流速慢溢流的尾矿与圆筒的清洁表面接触所以磁性弱的矿粒也能被吸附因而回收磁性矿粒较充分金属回收率高。但由于给矿口距排矿口较近因此磁性矿物磁翻转次数少其中容易夹杂脉石精矿品位不高。·#!#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备图!"#"$逆流型磁选机的工作原理#给矿管$给矿箱挡矿板’精矿管(精矿溜槽)冲洗水管*脱水区尾矿管!扫选区#槽底##溢流堰#$磁系#圆筒#’前壁#(侧壁它适合于粒度为,)的磁性矿物的粗选或扫选作业。(三)半逆流磁选机的工作原理与特点如图!"#"$#所示半逆流槽磁选机的矿浆由槽底中央给入。此处磁场深度最大磁性矿物可预先得到磁化磁化后形成磁链垂直上升被吸附在圆筒表面。由于选分区间较长磁性矿物磁翻转次数较多所以精矿品位较高。扫选区的工作状况与逆流槽相同尾矿在这段也是逆圆筒转向流动矿浆与圆筒清洁表面接触故可以充分扫选金属回收率高。半逆流槽综合了顺流槽和逆流槽的优点兼顾精矿和尾矿两个指标兼有逆流槽的高回收率和顺流槽的高精矿品位的优点因此获得了广泛应用。它适合粒度为,$的强磁性矿物的精选或粗选作业。四、永磁筒式磁选机的安装与调节(一)安装#,安装时首先将电动机和永磁圆筒拆下然后将机架与槽体安放在基础上。槽体两端高差不应大于以免矿浆深度不匀影响选矿指标。$,接着安装永磁圆筒。永磁圆筒与槽底的间隙应在(’(之间可由槽两端的观察孔观察。排精矿处(脱水区)、的槽体与圆筒的间隙应保持在#($(之间此间隙与生产率有关可在给料试车时进一步调整。安装后用手转动圆筒应轻便不能有别劲现象。·$!#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择图!"#"$#半逆流型磁选机的工作原理#给矿管$给矿箱挡矿板尾矿管’扫选区(槽底)脱水区*精矿管!冲洗水管#磁系##圆筒,传动部分要精细调整齿轮的啮合精度其接触斑点沿齿高不得小于沿齿长不得小于)。齿侧间隙为,$,$’。调整好后在齿轮上抹上黄油扣好密封罩。,安装好后进行$小时的空载试车待一切正常后方可给矿进行负载试车。(二)调节#,永磁圆筒与槽底距离此距离应为’’。距离过大时槽底附近磁场力小可使精矿品位升高但尾矿品位也随之升高结果使金属回收率降低。距离过小时一方面槽底附近磁场力大、尾矿中金属损失少、金属回收率高但另一方面矿浆在选别空间流速加快部分磁性矿物会被带到尾矿中去又增加了金属损失甚至会出现因尾矿排不出的“满槽”现象。$,磁系偏角磁系的中线都偏向精矿排出端。磁系中线与铅垂线之间的夹角称为磁系偏角(图!"#"#!中的!)。半逆流槽磁选机的磁系偏角为#’$。磁系偏角小会使扫选区增长因而提高金属回收率。但磁系偏角过小会使精矿排出困难甚至带不上精矿来反而使尾矿品位升高降低了金属回收率而对精矿品位影响不大。磁系偏角大时会使扫选区缩短因而金属回收率降低可能出现“跑黑”现象精矿提升过高精矿品位变化不大。,吹散水和卸矿用水·!#·第一章黑色金属矿选矿技术及设备吹散水量过大时矿浆在选分空间的流速快会使尾矿品位升高降低金属回收率。吹散水量过小时不能将矿浆中的磁性矿物与非磁性矿物充分吹散。结果部分非磁性矿物随精矿排出使精矿品位降低而部分磁性矿物又随尾矿排出使金属回收率降低。卸矿冲洗水的表压力应大于!"#$。要使用清水防止水管堵塞。操作中要做到不堵不跑要将精矿冲洗干净保证圆筒总以清洁干净的表面进入矿浆中。五、永磁筒式磁选机的使用与日常维护(一)总的要求操作者要发挥主观能动性做有心人做到“二勤”、“二准”。“二勤”是指勤检查、勤联系。要勤检查矿浆颜色、粒度、产品质量、水压及设备等情况以便能及时发现问题。勤联系就是上下工序之间要勤联系以便掌握全面情况。“二准”是准确判断、准确调整。在“二勤”基础上准确判断矿石性质及其它因素的变化抓住其中主要矛盾准确地进行调整。(二)开停车及常见故障的处理方法#"开车与停车(#)开车应按工艺流程从后往前进行停车则相反(’)开车前应检查电路、传动装置等确认设备正常方能开车(()开车送料时先给水后给矿浆。’"常见故障及处理方法(#)矿浆槽中进入障碍物表现为圆筒转不动、槽体颤动、筒皮划破等应停车取出障碍物(’)磁系磁块脱落表现为筒体打破筒内有杂音应停车检查、修复磁系(()传动装置螺栓松动、错位应及时进行紧固、正位。(三)日常维护要维护好磁选机日常应注意以下几点:(#)保持良好的润滑状态(’)经常检查筒皮上的耐磨层对松脱和断头应及时处理在修理时断头处的胶条以及圆筒表面应用砂纸打磨干净然后用))号胶粘牢(()应及时清除矿浆中的铁块、焊条头之类的东西以免磨坏筒皮。六、浮选机械(一)浮选的特点浮选是根据各种矿物表面物理化学性质的不同而进行的有用矿物的分离精选常用·*!#·第九篇各种矿石选矿技术与设备选择来选别细粒嵌布的有色金属矿石和非金属矿石。浮选需在磨细了的矿粉与水组成的混合物(矿浆)中加入浮选药剂并导入空气。在浮选机内经搅拌与充气产生大量弥散气泡一部分有用矿物就粘附于气泡并浮到矿浆上面形成矿化泡沫产物通常称为精矿脉石不与气泡粘附而留在矿浆中通常称为尾矿从而达到分选的目的。浮选药剂是用来调整与控制浮选过程的。药剂的主要用途是:(!)加强矿物可浮性的差别从而使矿物彼此间以及有用矿物和脉石间相互分离。(")提高有用矿粒附着于气泡的速度和强度(#)改善矿浆内细小而弥散气泡的形成条件并为在矿浆表面形成稳定的矿化泡沫创造条件。浮选的分选效率是比较高的此法能有效地将很贫的原矿选成高品位精矿尤其是金属嵌布粒度较细的共生复杂贫矿大多采用浮选法使矿物资源得到充分利用。但是由于矿物的特性不同浮选法常需与其它方法联合使用如对赤铁矿可用焙烧磁选法与浮选法联合使用。(二)浮选机械的分类浮选机械按充气和搅拌方式可分为三类:(!)机械搅拌式浮选机它是利用叶轮式转子的旋转(同时形成负压)而使矿浆进行充气和搅拌。(")压气式浮选机它是由外部用鼓风机送入压缩空气来实现对矿浆的充气和搅拌。(#)混合式浮选机这种浮选机除了有叶轮式转子对矿浆进行充气和搅拌外还从外部用鼓风机送入压缩空气以加强对矿浆的充气和搅拌作用。目前国内应用较广泛的是机械搅拌式浮选机。此类浮选机又可根据搅拌机构的类型分为叶轮式浮选机($型)、棒型浮选机、伞型浮选机($’型)等。(三)叶轮式浮选机!(构造及工作原理图)*!*""为叶轮式浮选机的结构图。叶轮式浮选机是由一排木制的或金属制的长方形槽子所组成。其间用隔板分成几个浮选槽再由"个、个或,个浮选槽组成一个机组每台浮选机由几个机组组成。每个机组的第一个槽是吸入槽(带有给矿管#)其下部是和第二个槽(无给矿管)相通的。每个槽内有竖轴其下端装有叶轮)上端装有皮带轮。叶轮由电动机经三角皮带带动旋转。由于叶轮的旋转在叶轮上面的定子下形成负压致使空气由

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