选矿流程与装备改进探究

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本文作者：许称红何江超作者单位：新疆地矿局第一地质大队

矿物的性质及特点

上文中我们已经提到了我国矿产资源的分布特点，基于这种特点形成的我国矿产业，也必须要遵循这些规律和特点，才能够取得良好的选矿和采矿效果。下面笔者为了更好的分析我国的选矿工艺流程和技术设备，将以西南某矿场为例对该问题进行浅析，该矿场的原矿石以赤铁硬岩为主，其中有用矿物为半假象赤铁矿,假象赤铁矿，当然还伴随有诸多不同含量的金属共生矿石和其他矿物，这些都给选矿工作的执行带来了不便。另外，该矿场中的脉石矿物主要成分为石英，其次是绿泥石、角闪石等,矿石呈非常明显的条带状的构造。石英和假象赤铁矿的粒度为0.02～0.2mm,浸染粒度相对来说比较细。所以，以下选矿工作的开展将以该矿物基本资料为特点进行论述，以其更加直观的展现我国选矿工艺的流程和技术设备，诸多不足，还望批评指正。

选矿的工艺流程

在矿物的原料利用以及加工当中,矿物的工艺流程是极其需要注意的，因为矿物工作本身的操作涉及到对各种化学性能的利用，不同的操作顺序对于矿物的化学反应是不同的，从而也就会影响利用和加工的成果，所以，对于矿产原料的处理和利用要严格的遵循有关标准和步骤进行。选矿工作作为影响矿物质量判断和品位识别的重要工作步骤，也对操作工作的流程有着严格的控制。从上文中选取的西南某矿场的例子中我们可以发现，该矿场的矿物特点表现为以弱磁性赤铁矿矿石为主，所以，下面我们要进行的选矿工作也都应该根据这个特点进行制定。就目前我国针对弱磁性赤铁矿矿石选矿所采用的选矿方式来说，一般情况下以机械重选法为主，而这种方法在实践中的应用主要表现为:首先，矿床地质品位较高，根据有关标准，至少应该在百分之五十左右，并且同时表现为矿层比较多，且每一个夹层之间的间距较小，夹层本身也相对较薄，便于开采。这种情况下，虽然表面上看起来矿物的开采和选矿都比较方便易行，但是同时也容易产生一定的问题，例如采矿由于操作不当，损坏夹层，容易导致其他碎石和杂质的混入。因此也就极易导致矿石在开采过程中发生贫化,影响选矿的质量和开采的质量。对于这种矿石，在选矿的过程中，我们可以采用只破碎不磨矿的方法对其进行处理,因其粒度相对来说较粗,所以可以通过医学重选和丢弃粗粒尾矿的方法来恢复该矿石原因的地质品位,提高矿石的精度，获得粗粒的中等品位精矿。并在此基础上，进一步的加工处理,即进行重选，重选的具体方式可以根据矿石的情况进行确定，对于品位要求不高的矿石可以直接选择重复上一步的选矿方法。也可以直接将选矿的结果送高炉冶炼,由于这种选矿方式的结果形式为较大颗粒的矿石粗粒,所以，对于较细粒度的矿物要采用不同的方法。其次，对于细粒度的矿物尤其是红矿或混合矿的选矿,要跟上述矿物选择不同的方法，即要把此类矿物进行破碎、磨矿等工序处理后，使矿物中的铁矿物的单体彻底解离,然后再通过重选或磁重联选,就能得到细粒高品位精矿,该方法被称为赤铁矿细粒重选赤铁矿选矿工艺，是我国科研人员和选矿工作者在不断的实践和理论研究中总结出来的有效方法。而根据我们对上文中的例子中矿场矿物的分析，我们可以看到，第二种方法更加适合本矿场铁矿石的性质及特征，所以下文中笔者将对该种方法的使用过程进行详细阐述。

1破碎细磨工艺流程

在完成开采后的铁矿石加工过程中,最主要的工艺部分是破碎和磨矿阶段，因为这个步骤可以将矿物进行充分的加工，使其成为更加适合选矿作业以及后续加工阶段的形式。因此，破碎和磨矿是工艺流程当中最为关键,也是消耗能量最高的一道程序，也是影响矿物加工的最重要的环节。因此,工作人员要根据矿物的具体情况，制定科学的破碎和磨矿技术，强化破碎功能,也就是将矿山采石场等地开采的石料及矿石破碎至粒度降低到技术可行的最低限度且满足下一工程序对粒度的要求。实践中证明，只要做好矿物的破碎和磨矿技术的处理，就会很大程度上提高整体矿物处理的工作效率和利用率,合理降低成本，因此，破碎细磨工艺流程是选矿的最主要的流程。在通常的情况下,破碎作业的比例度应该在6～7至100～130之间,当前国内矿山的设备组合以及选矿的工艺流程为中小型破碎车间使用二段或者一段进行开路破碎;大型破碎车间,多采用三段或者四段破碎;而对于细粒嵌布的矿石,需要通过使用细磨技术才能使得有用矿物达到相对比较充分的单体解离,继而能够采用合适的工艺技术进行选别,这是获得高品质矿石的最基本的工艺流程。我国自20世纪70年代开始,在最原始的二段选别单一磁选流程当中,又添加了细筛再磨再选的一项工艺,使得铁矿产品品位由原来的62%提高到了现在的68%,对于选矿工艺来说,是相当大的一个进步。当然，目前的破碎细磨技术也不是非常完善的，实践中也存在一定的改进空间。最明显的就是,目前使用的细筛设备效率依然相对较低,这样导致的直接后果就是在选来的过程中会造成大量细矿返回到磨机当中,进行二次细磨,不仅增加了工作量，还对整体生产能力及成本造成了影响，不利于选矿工作以及矿物分析工作的开展。所以，有关部门和单位应该加强对这方面技术的不断创新和完善。

2弱磁选工艺流程

一般来说,弱磁选工艺对于一些细粒嵌布的铁矿石,采用阶段磨选即可获得精矿,但是其存在的主要问题就是选矿的回收率较低,这是同我国目前倡导的资源最大化利用的理念极不相符的，也是严重影响着资源利用率和生产成本的缺陷。并且在目前的装备技术下,对保证品位的精矿的回收率进一步提高是比较难的，所以，该流程并不适用于细粒度的矿物的分析和选矿。因为入选矿石材料粒度越细,分选过程中的机械夹杂就多,难度就越大。

3反浮选工艺流程

实践中我们发现反浮选工艺是针对一些细粒嵌布铁矿石获得高品质精矿的最有效的方法,虽然该方法对于粗粒度的矿物的选矿和分析效果并不明显，但是由于其采用的离子反浮原理，导致其能够对矿物成分做更加精确的分析。无论是对于阳离子反浮选还是阴离子反浮选,对高品质精矿的获得都有着很充足的工业实践，并且该方法的另一个应用优势就是能够同其他的方法进行组合使用，这样也就可以在选矿中实现不同工艺的优势互补，从而使其作用被最大限度的发挥。

4反浮选与其他选矿方法联合工艺流程

这类工艺流程多种多样,依据铁矿产制造材料的不同性质,以及用户对产品质量的不同要求,将几种工艺合理组合一起运用,以此达到质量优异,并且能够最大程度的节省经济资源，当然并不是每一种方法都能够同其他方法结合使用，甚至一些方法在一起可能会互相排斥和干扰。但是因为反浮法是一种基于离子物理特性的方法，使得其能够同多种方法结合使用，所以，一般的联合方法分使用中都包括反浮法。例如重选反浮选、弱磁选等联合工艺流程。他们的共同点是首先用相对简单的重选或弱磁选从原矿中选出部分高品质的矿石,剩下的相对较难选用的使用反浮选处理,从而减少反浮选的给矿量,降低了整个选矿过程的加工成本。两种工艺流程相比较下,,弱磁选-反浮选联合工艺适应性相对较好,且其设备比重选设备具有单机处理量高,可调参数较多,耗水量比较低等明显优势。使用双重合理的工艺流程,可以在反浮选前获得部分合格的矿石并且抛出大量无用合格尾矿,减少进入反浮选选矿量,还可以改善反浮选作业条件,并且达到提高质量,降低浪费耗损的两大目的。但是要注意的是，具体的双重工艺的结合使用，还要根据矿产的具体情况而定，并不是所有的矿物都适合选用联合工艺进行选矿处理。

选矿设备的改善

随着当下矿物产业的急速发展,与此相关的各种机器设备也在不断发展，因为实践中对于其使用功能和特点的要求在不断的提高。早在二十世纪八十年代至九十年代，选矿中的破碎工艺的最大特点就是能够尽可能的实现对矿物的多碎少磨,将其粒度大小控制在相对合理的范围内，尽可能的避免因粒度过小导致的矿物回收困难，因为当时的技术是无法实现较细粒的矿物的有效会受到的。所以，需要选择相对合理的破碎工艺流程,才能最大限度的降低给料的粒度,提高磨机处理能力和效率。对于现有设备条件下,合理的使用工艺流程指的是,要不断改进现有机构,提高设备性能,将选矿工作的效果发挥到最大，能够实现对不同的矿物的不同选矿分析。随着现代科技的不断发展,研制大破碎比、高效率、低耗能的新型破碎设备已经成为了该方面的发展趋势，并对选矿工作起着越来越重要的作用。这种新型设备的使用相对于传统的颚式破碎机的优势还是非常显著的,首先，其具有结构简单的特点，可以实现更加灵活和简便的操作；其次，其工作效果更加可信和可靠,使得选矿分析的结果有着更高的参考价值；再次，制造简单成本低廉，虽然现代的设备具有诸多使用优势，但是其制造成本却相对较低，这都得益于机械工业的发展和进步。基于以上使用优点，新型选矿设备可以很快的取代传统的颚式破碎机。并且实践中我们发现，该设备对于粉碎原矿石是应用最广,品种规格以及使用数量比较多的一种破碎设备。在颚式破碎机之后出现的深腔颚式破碎机,虽然增加了破碎比,取得了一定的效果,但由于其设计原理与颚式破碎机原理相同,并不能获得非常理想的运用,磨损严重。并且颚式破碎机在提高破碎比,提升偏心轴转速以及增加生产能力方面并没有重大的突破,故目前的选矿破碎设备技术依然存在着很大的提高空间。

1外动颚匀摆颚式破碎机的出现

外动颚匀摆颚式破碎机改变了使用了百年之久的颚式破碎机以四连杆为动颚的老传统设计,而是将连杆作为破碎机的边板,动颚仅仅作为连杆上一点的延伸,通过边板传递动力给外侧的动颚。将连杆与动颚分离,使连杆的运动特性不再约束动颚的运动、以此获得最为理想的动颚特征。具有破碎比高,动颚运动轨迹使得衬板磨损大大的降低,同时保证了排料口的大小,这便是新一代的外动颚匀摆颚式破碎机的构成原理。

2外动颚匀摆颚式破碎机的结构特点

外动颚匀摆颚式破碎机具有结构简单、制造维修简单、适应性强、工作可靠、成本较低等显著优点。动颚具有理想的运动轨迹、衬板磨损小、处理能力强、外形精致、偏心轴转速高等突出优点。其破碎腔口比普通颚式破碎机长,能够实现高破碎比。这些优势都使其能够更好的适应不同区域和不同矿质的选矿作业，在我国矿产资源日益紧缺，矿物开采日益高技术的情况下，成为取代传统的颚式破碎机的有一合理选择。

结束语

综上所述，在选矿工艺在当前面临着国内外两个市场的美好前景下,不断提高选矿工艺适应在竞争中生存以及发展的需要,应本着提高效率降低成本的主要原则,大力发展选矿工艺,不断提高选矿工业以及选矿工艺的水平,从而更好的满足供应国内外市场需求。上文中笔者根据自己的工作经验和专业知识，对该问题进行了分析，并从矿物的性质及特点、选矿的工艺流程、选矿设备的改善三个方面进行论述，结合西南某地的矿场实例进行了分析，希望能够为我国的选矿技术的发展、选矿水平的提高做出贡献，仅为笔者拙见，诸多不足，还望批评指正。