陕西省洋县钒钛磁铁矿原矿平均品位Fe27.79%,TiO2 5.83%,V2O5 0.29%,有害元素硫、磷含量很低,属低硫低磷的酸性贫钒钛磁铁矿矿石。经工业性试验表明,该矿石易磨好选,铁精矿品位可达65%,比攀枝花(51.5%)高出13.5%,是国内钒钛磁铁矿选矿中品位较好的,钛精矿品位可达47.6%,符合国家工业要求,具有洗选回收价值。工程设计规模为年处理原矿10万吨,预留一条20万t的生产线。
1、工艺流程特点及主要设备
(1)矿石采用两段破碎系统
整个选矿厂的生产流程如图所示。矿山来料粒度控制在250mm以下,第一段采用PE400×600mm颚式破碎机,其产品经筛孔15mm振动筛,筛上物进入二段PYZ1200弹簧圆锥破碎机进行二次破碎,其产品同一段破碎筛下物一道进入碎矿仓储存。
在入仓胶带输送机上采用磁性滚筒,必要时,调节分料挡板的位置来实现抛废作业。这一方案具有适应性强、操作灵活等特点。
(2)磨矿采用连续闭路系统
采用阶段(两段或三段)磨矿,进行粗粒度抛尾,可以大幅度降低粉磨电耗,是选矿厂节能降耗的有效措施,对于大、中型单一矿物选矿中应优先采用。该矿石若仅进行选铁时,磨矿细度为2mm即可丢弃38.72%的尾矿(尾矿品位12.41%),对二段磨矿非常有利。但是,钛赋存在选矿尾矿中,为浸染状,一段磨矿的尾矿,如不进行再磨,钛就不能解离出来,无法获得合格钛精矿,因此必须再磨。而阶段磨矿工艺系统复杂、投资高,不适合于该厂。综合考虑选铁、选钛,并考虑设备投资和基建投资问题,宜采用连续磨矿流程。
由矿物的解离分析结果可知:当磨矿细度达到-200目占65%时,磁铁矿和钛铁矿的解离度分别达到88.5%和87.6%,可以满足选矿的要求。随着磨矿细度的进一步提高,它们的解离度增幅不大,因此可以确定合理的磨矿细度为-200目占65%。
根据粉磨试验结果,该矿球磨邦德功指数为12.48kWh/t,属易磨矿石。经计算选用两台MQG1500×3000湿式格子型球磨机和两台FG1200高堰式螺旋分级机组成闭路粉磨系统,比选用一套MQG2100×3000球磨机和FG2000螺旋分级机组成的粉磨系统价格便宜,生产费用也低。
(3)选铁采用两段弱磁选
选铁的目的是矿物为磁铁矿,其比磁化系数为>42×10(5)m2/g,是其它矿物的200倍以上,因此采用弱磁选即有效地回收铁精矿。为了提高回收率,经试验确定采用两段磁选,粗选磁场强度0.109T,精选磁场强度0.0914T,磁选机均选用CTN-618型,预期精矿品位60.81%,产率64.89%。
(4)选钛采用旋流器分级-摇床中矿再洗流程
典型的选钛流程有:强磁-浮选、强磁-重选和重选-重选三种。
强磁-浮选流程以其精矿回收率高(可达41.35%)、操作稳定多为大中型选厂所采用。其投资高,运转费用高,尤其目前选钛用高效浮选药剂尚在试验阶段,且价格昂贵(30000元/t),对该厂而言,采用该流程几乎没有经济效益。
强磁-重选流程用摇床代替浮选机,可以获得34.08%的回收率。强磁选机的价格昂贵(SHP-1000型50万元/台),与其配套设备较多,总的投资较大,比较适用于中小型选厂。
重选-重选流程为摇床(或螺旋选矿机)—摇床组成的系统,该系统设备投资不超过20万元。系统简单,工作稳定可靠,其回收率较低,适用于小型厂。
该公司目前资金来源比较困难,此外对钛精矿的销路尚不明确,仅希望能先回收到一定量的钛精粉,去寻找适销对路的厂家,取得最大的经济效益。因此,重选-重选流程成为首选流程。为了提高分选精度,对磁选的尾矿先经旋流器分级(减小粒度的影响),再分别用粗砂摇床(4台)、细砂摇床(6台)进行粗选,中矿摇床再洗(粗砂摇床1台、细砂摇床2台)。预期可获得品位大于47%的钛精矿,回收率可达25%。
(5)该选厂地处山区,交通条件十分不便,距铁路最近的火车站直线距离约25kw,要翻越数座山峰;公路交通其中有一段约40km的乡级公路,雨季沿途多处滑坡,交通经济受阻。从运输成本而言,采用汽车运输比用管道+火车运输约贵100元/t,按每年生产铁精矿3万t,采用管道输送每年即可节约300万元。而管道输送总投资约250万元,其投资回收不到一年。并且管道输送不仅能保证运输畅通、不影响选厂正常工作,而且直接关系到选厂将来是占有经济效益,因此采用管道输送技术是可行的、经济上是合理的。
2、技术指标
年处理矿石10万t/年。生产钒铁精矿3.04万t/年,产率为30.41%,品位为60.81%,回收率为64.89%,V2O5品位为0.75%;生产铁精矿0.24万t/年,品位>47.0%,对磁选尾矿产率为3.23%,回收率为25%;对原矿产率为2.4%,回收率为18.6%。设备冷却机总容积750kW。
3、结论与建议
(1)该工程设计建立在详细的试验基础上,工艺流程选择合理,配套设备选择得当。
(2)矿石破碎采用二段开路破碎,工艺流程简单,对矿石适应性强。
(3)磨矿采用连续闭路磨矿系统,既满足了生产需要,又简化了工艺流程,节省了设备投资。
(4)铁精矿采用长距离管道输送,符合当地的地理条件,降低了运输费用,提高经济效益。
(5)建议待投产积累一定的经验后,对选钛流程进行浮选,电选试验,以求得最大的回收率,并对钒的回收做深入细致的调查研究。
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