重力选矿简称重选。重选也是选别铁矿石,尤其是弱磁性铁矿石的重要选矿方法之一。一般可分为重介质选矿、跳汰选矿、揺床选矿和溜槽选矿。重介质选矿、跳汰选矿在我国铁矿石选矿厂主要应用在粗粒级条件下,分出合格尾矿,获得的粗精矿再处理。摇床选矿选别精度高,富集比大,但单位面积处理量低,占地面积大,在有的选矿厂用于弱磁性铁矿物回收,使用不普遍。溜槽选矿在我国铁矿石选矿厂较大量应用的是螺旋溜槽,用于获得较粗粒的合格精矿。离心选矿机在处理微细粒级物料也得到一定应用。重选工艺运营费用低,对水、土和周围环境污染很小,受到了人们高度重视。
A 重介质选矿
重介质选矿设备有重介质振动溜槽、圆筒形及圆锥形重介质选矿机、选别下限可至0.5mm的重介质旋流器和重介质涡流器。重介质振动溜槽是瑞典斯特立帕(Stripa)选矿厂在1953年首先研制的,用于选别赤铁矿及磁铁矿的混合矿石,规格1000mm x5500mm,处理能力为30~50t/h,在原矿品位40.40%的情况下,获得精矿产率50.31%、品位62.80%、铁回收率78.20%、尾矿品位17.73%的技术指标。瑞典斯特拉萨选矿厂(Strassa)处理磁铁矿与赤铁矿混合矿石,对破碎后+8mm 的矿石经块矿干式磁选的尾矿采用1250mm x6000mm重介质振动溜槽处理,重介质为赤铁矿,循环使用。美国森顿斯(Sunrise)选矿厂处理土状和块状赤铁矿石,脉石主要为硅石和矾土等。采用2台2440mm x2440mm圆筒形重介质选矿机分别处理125~38mm和38 ~6.4mm 的矿石,重介质为0. 2mm 硅铁,分选出的轻产品废弃。南非的锡申 ( Sishen) 选矿厂处理高品位的赤铁矿石,其中夹杂有软质页岩及少量的条带状低品位含铁矿石和薄层砂岩以及采矿过程混入的废石。矿石进入选矿厂后经破碎筛分为90~32mm,32 ~6mm 和6 ~0mm 三个粒级;前两个粒级采用圆筒形重介质选矿机,后一个粒级采用重介质旋流器分选,介质为硅铁,分选出的轻产品为尾矿,重产品为品位67%的精矿。
我国在 1966年首先在龙钢白庙选矿厂采用重介质振动溜槽和重介质旋流器选别弱磁性铁矿石。重介质振动溜槽为400mm x5000mm,处理量30~35t/h,给矿粒度50~10mm,在给矿品位34. 71%时,获得精矿品位45. 54%、铁回收率85. 96%、尾矿品位14. 12%的技术指标;重介质为品位56%赤铁矿精矿。采用φ350mm重介质旋流器处理10~2mm 物料,在给矿品位32. 45%时,获得的精矿品位47. 95%,尾矿品位14. 56%。风凰山选矿厂采用400mm x5000mm重介质振动溜槽,处理量25 ~30t/h,粒度50~ 10mm,在给矿品位36.61%时,精矿品位46.47% ,尾矿品位16. 78%。梅山铁矿选矿厂对75-12mm原矿先经干式磁选机选别后,其尾矿采用400mm x5000mm 重介质振动溜槽进行选别,重介质为磁铁矿精矿,在给矿品位30.71%时,精矿品位42.77%、铁回收率48.28% ,尾矿品位24. 31%。另外,梅山铁矿选矿厂曾进行过φ300mm重介质旋流器试验,重介质为黄铁矿精矿,给矿粒度20~2mm,在给矿品位46. 72% ~48. 39%时,精矿品位49. 98% ~51.69%。
B 跳汰选矿
选别铁矿的跳汰机形式较多,我国研制的有梯形跳汰机、矩形跳汰机、复振跳汰机和大粒度跳汰机等。梅山铁矿选矿厂在生产中应用 YMT-75型大粒度跳汰机选别50~12mm 的矿石,在给矿品位27. 59%时,精矿品位41.41%、 回收率57. 49%。曾应用2LTC-79-4 型矩形跳汰机选别12 ~2mm粒级矿石,在给矿品位40% ~45%时,精矿品位51% ,尾矿品位20% ~25% ,精矿回收率60% ~66% ;在选别2 ~0mm粒级矿石、给矿品位35%时,精矿品位50% ,回收率32% ,尾矿品位23% ~25%。跳汰机在铁矿选矿厂主要是用来选出合格尾矿,获得粗精矿。
C 摇床选矿
摇床选矿一般处理的粒度范围在0.037 ~3mm。1965年凹山选矿厂投产时,处理地表氧化矿石,采用磁—重联合流程,重选设备为双联三层揺床,实践表明选别效果较差,后被强磁选取代。近年来,揺床在个别铁矿选矿厂处理混合型铁矿石时,作为辅助回收弱磁性铁矿物的设备。昆钢大红山铁矿选矿厂处理磁铁矿-赤铁矿混合矿石,采用弱磁—强磁—浮选联合流程。浮选给矿为二次强磁精矿,由于多种原因,选别效果差,现改为溜槽和揺床组合选别,采用102台云锡式揺床,在给矿品位46.93%时,获得产率29.67% ,品位58.25% ,回收率70.27%的精矿。合钢集团钟山矿业公司选矿厂在处理赤铁矿石时,采用16台云锡式细砂揺床—組—精选别螺旋溜槽中矿,获得铁品位60%左右的精矿。
D 溜糟选矿
属于溜槽选矿的设备有螺旋选矿机、螺旋溜槽、振动螺旋溜槽、皮带溜槽、翻床、离心选矿机等。在铁矿选矿使用的有螺旋选矿机、 螺旋溜槽及离心选矿机等。
a 螺旋选矿机及螺旋溜糟
螺旋选矿机在国外用来处理中粗粒级的物料,以加拿大铁矿石选矿厂应用的较为普遍。瓦布什 ( Wabush) 选矿厂,处理含镜铁矿的石英型弱磁性铁矿石,给矿粒度为0. 84 ~0mm,采用5台衬胶汉弗来型螺旋选矿机,一粗一精,在给矿品位35%时,精矿品位64%。我国从1955年开始研制螺旋选矿机,直径为600mn,分别有双头、 三头和四头,在马钢姑山矿业公司和陸山选矿厂选别洗矿溢流时,给矿品位41.70% ,获得的精矿品位56.78% ,铁回收率75.36%。
由于我国弱磁性铁矿石大部分为细粒或微细粒嵌布,入选的矿石粒度细,螺旋断面为复合椭圆形状的螺旋选矿机,水层深,选别效果较差。在20世纪70年代中期,研制出螺旋溜槽,其断面形状为立方抛物线,螺旋槽底部近乎于平面,水层浅,适于处理的矿石粒度在0. 2 ~0.030mm,已有多种规格型号,螺旋直径最大的为φ2m,在铁矿选矿厂常用的是直径 φ1. 2m和φ1. 5m的,仅鞍山地区弱磁性矿石选矿厂生产中使用的就有一千余台。在阶段磨矿—粗细分选—重选—磁选—阴离子反浮选联合流程中,在较粗的磨矿粒度( -0.074mm占55% ~70%)条件下,经分级后,用螺旋溜槽选别分级沉砂,可获得粗粒的合格精矿。如齐大山铁矿选矿厂一段磨矿分级溢流粒度为-0.074mm占60% ~65% ,
经旋流器分级后,沉砂品位为30%左右,采用螺旋溜槽一粗一精一扫选别,获得精矿品位67%、产率20%、占总精矿产率50%以上的技术指标,减少了下一段磨选作业的矿量,达到了节能降耗的目的,并且組粒精矿有利于过滤。螺旋溜槽是铁矿石选矿厂应用最广泛的重选设备。
b 离心选矿机 离心选矿机是我国云锡公司研制并用于选别微细粒锡矿石,一般适宜的选别粒级范围 0. 037 ~0. 010mm。1977年鞍钢弓长岭选矿厂在选别细粒嵌布磁铁-赤铁混合矿石时,采用磁选—重选联合流程,重选采用720台 φ800mm x600mm离心选矿机对浓缩后的弱磁尾矿进行一粗一精选别,后改为用156台φ1600mm x900mm双锥度离心选矿机选别弱磁尾矿的细粒部分,获得产率8%、品位63. 39%、回收率11. 19%的精矿,由于当时离心选矿机本身的不完善等原因现已停用。近年来,离心选矿机设备本身有了很大的改进,在生产中离心选矿机已被应用选别微细粒弱磁性铁矿石。昆钢大红山铁矿选矿厂将二次强磁精矿在溜槽与揺床组合选别基础上,改为离心选矿机与揺床组合选别工艺,当给矿品位50%左右时,获得产率50%、铁品位58% ~60%的离心选矿机精矿。海南矿业联合有限公司在处理北三弱磁性铁矿石时,采用强磁选一离心选矿机组合流程。连选试验在给矿铁品位52.88%时,用离心选矿机一次粗选,精矿作业产率20.46%、晶位65.59%、作业回收率25.37% ;在给矿品位52. 11%时,用离心选矿机一次选别,精矿作业产率36.59%、品位61.78%、作业回收率43.38%。
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