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廣西某鈦鐵礦的選礦工藝設計
更新時間:2013-3-30   瀏覽次數:

   廣西巴馬天潤鈦業有限公司位于廣西巴馬縣,是桂西地區乃至我國較有名的鈦鐵礦產地,該地區鈦鐵礦經前人預查已在民安—平林一帶提交中型鈦鐵礦床一處,在其周邊亦發現鈦鐵礦點多處,一直以來存在小規模民采現象,從目前所取得的地質資料和所了解的開發情況分析,該地區鈦鐵礦具有較大的找礦潛力和開發前景。

    礦區位于南華準地臺右江再生地槽桂西拗陷西林一百色斷褶帶東段之巴馬背斜南東段核部和北東翼部。該地區屬亞熱帶季風氣候區,雨季多集中在5-9月,雨量充沛,晝夜溫差較大;地形地貌主要為由輝綠巖及硅質巖、泥巖、灰巖組成的丘陵緩坡一中低山,地形切割中等,植被覆蓋稀疏一中等。該地區已通高壓電,生產生活用電由距巴馬縣城約40km的大化巖灘大型水電站供給,電力充足,電話和手機基本普及到村屯,當地居民生活較貧困,剩余勞動力充足。

    本次設計的生產規模為采選生產能力100t/d鈦鐵礦精礦(TiO2品位>48%)。

1  礦石性質
    本次新建采選工程的選礦廠主要處理民安一平林一帶的鈦鐵砂礦礦石。

1.1原礦主要化學成分及礦石密度
礦樣為風化遷移的殘積、坡積砂礦,有價成分主要是鈦??笱饕С煞址治黿峁?。


1.2礦石的礦物組成
    含鈦礦物主要有鈦鐵礦(占15.78%),金紅石、白鈦礦、板鈦礦、榍石等(占1.45%),其它金屬礦物有針鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦、錳鋇礦、黃鐵礦等(占15.87%)。脈石礦物有伊利石、高嶺石、綠泥石、埃洛石、蒙脫石、石英、長石、云母、輝石、閃石、硅灰石、碳酸鹽等礦物(占66.90%)。

1.3鈦的賦存狀態及平衡分配計算結果
礦樣中鈦主要以鈦鐵礦的狀態存在,其次是以金紅石、白鈦礦、板鈦礦的形式存在,少量以榍石的形式存在,此外還有部分鈦分散在鐵礦物和脈石礦物中??笱蓄言氐鈉膠夥峙浼撲憬峁?。


   由表2可以看出,礦石中的鈦主要以鈦鐵礦的形式存在,其次是以金紅石、白鈦礦、板鈦礦、榍石的形式存在,有4.91%的鈦分散在鐵錳礦物和脈石礦物中。

   經計算,鈦精礦理論品位為T1O256.36%,TiO2的理論回收率為94.83%。

1.4鈦礦物的粒度特性
  鈦礦物的粒度特性測量結果見表3。


  由表3可見,鈦礦物的粒度主要在一589+20~m,粒度較粗,有利于回收。

1.5 礦樣篩水析和鈦礦物單體解離度分析結果
為了解礦樣中鈦在各粒級中的分布和鈦礦物的單體解離情況,對礦樣進行了篩水析和鈦礦物的單體解離度測定。原礦粒度組成和TiO2分布率見表4,原礦的單體解離度分析結果見表5。


    由表4結果可知,礦樣中的鈦主要分布在0.8mm以下,原礦經水浸泡后用振動篩篩分,篩上部分可以棄去不要。

    由表5結果可知,鈦礦物的單體解離度達88.80%,鈦礦物與鐵礦物的連生體占6.85%,鈦礦物與脈石礦物的連生體占4.35%。由于鈦礦物的單體解離較好,礦樣不需要磨礦,可直接選別。

2選礦試驗
我們于2007年7月對該礦進行了探索性試驗及優化試驗研究,得出的最佳選礦工藝原則流程見圖1,試驗結果見表6。


 3選礦工藝設計與設備選擇及配置特點

3.1選礦工藝設計
    由于設計的原礦品位與選礦試驗研究的原礦品位相差太大,所以不能直接采用試驗得出的選礦工藝流程,需要對試驗流程結構進行調整與優化,使之能最大程度地符合廣西巴馬鈦鐵礦礦石的選別特點。

3.1.1選礦工藝設計的依據

    1)通過對該礦石性質分析可知,原礦不需要破碎和磨礦即可直接進行選別,所以工藝設計沒有破碎和磨礦段。

    2)由于該礦石中有用礦物鈦鐵礦的粒度較集中,主要在一0.6+0.02mm,且有很多礦泥存在,所以原礦選別前必須進行篩分分級和脫泥作業,分級作業可拋掉產率約為17.33%的尾礦,脫泥作業可拋掉約40.81%的泥尾礦,這樣不僅減少后續設備的臺數和負荷,而且節省很多基建和設備投資。

    3)由于建設場地有限,委托單位要求分粗選廠和精選廠兩地建設,將進行搖床選別作業前的部分建為粗選廠,搖床選別作業建為精選廠,所以工藝流程分為粗選工藝流程和精選工藝流程兩部分。

    4)委托單位要求最終鈦精礦(TiO2)品位48%,為確保精礦品位達到要求,設計時分別增加了一次螺旋溜槽掃選和一次搖床中礦再選作業。

3.1.2選礦工藝流程的確定

根據選礦試驗和委托單位對生產指標等的要求,選礦工藝流程確定粗選工藝流程為原礦—分級—脫泥一粗精選一掃選流程,精選工藝流程為粗精礦一調漿—搖床精選一中礦再選流程(見圖2、圖3)。


3.2主要設備選型
    篩分分級設備:根據原礦的采礦方法和礦石性質,本次設計按照采金船圓筒篩(洗礦筒)來計算原礦篩分所需圓筒篩的規格和處理量。由于原礦中鈦礦物的粒度較細,較高品位的鈦主要集中在一2+0.038mm,因此在反復研究原礦粒度組成與TiO2分布率的關系和兼顧生產中圓筒篩篩孔的大小對篩分效率和處理量的影響而確定采用雙層圓筒篩,內層篩孑L 6mm,外層篩孑L 1.5mm,另外考慮到礦石性質的變化、圓筒篩的負荷及臺時量波動范圍和操作等因素,選用2臺1.8mx5.4m的多功能圓筒篩較為適宜。對此礦來說該機最大處理能力可達546m3/h,可配用11kW電動機。

    螺旋溜槽選擇:螺旋溜槽采用玻璃鋼制造,內表面涂聚氨酯金剛砂耐磨層。廣泛用于鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、硫鐵礦、錫礦、鉭鈮礦、金礦、煤礦、獨居石、金紅石、鋯英石、稀土礦和具有足夠密度差的其它金屬、非金屬礦物,以及鋼渣、硫酸渣、冶金渣等物料選別回收。此設備結構簡單、重量輕、不需動力、節水節電、操作維護方便、適應性強、選別粒度細、處理量大、分選效果好。

    為了使設備盡可能大型化和適合工藝流程的需要,本次設計共選用32臺直徑為1.6m、螺距為800、3頭/臺的螺旋溜槽作為粗選重選設備,其中濃縮脫泥用16臺光面型槽面的,設計的單臺處理量為8t/h;粗精選用8臺刻槽型槽面的,設計的單臺處理量為9t/h;掃選用8臺刻槽型槽面的,設計的單臺處理量為9t/h。

    搖床選擇:6一S搖床是重力選礦的主要設備之一,廣泛用于選別鎢、錫、鉭、鈮、鐵、錳、鉻、鈦、鉍、鉛、金等稀有金屬和貴重金屬礦,也可用于煤礦??捎糜詿盅?、掃選、精選等不同作業,選別粗砂(0.5~2mm)、細砂(0.074~0.5mm)、礦泥(0.02~0.074mm)等不同粒級。本次設計共選用1 1臺LS(6一S)搖床作為精選廠重選設備,其中2臺粗砂型床條用作粗砂選別和選別后的中礦再選,設計,的單臺處理量為1.5t/h;6臺細砂型床條用作細砂選別和細砂選別后的中礦再選,設計的單臺處理量為0.9t/h;另3臺礦泥型床條用作選別礦泥,設計的單臺處理量為0.5t/h。

    水力分級設備選擇:搖床重選前分級作業常用的水力分級設備為水力分級箱,滿足搖床給礦粒度、給礦體積和濃度的要求。水力分級箱為自由沉降式分級設備,適于處理粒度較小和細泥含量較多的物料。適宜的分級粒度為0.074~2mm,給礦濃度為18%一25%。該設備優點是結構簡單、不用動力、工作可靠、在鎢錫等礦選礦廠得到廣泛應用。選擇水力分級箱時應注意分級箱的室數(通常以4~8個分級箱串聯成一組)與流程要求的物料分級級別數相對應,并兼顧到所選用的搖床臺數。本設i寸選用的水力分級箱為9室,分為9個級別,分別對應粗砂、細砂和礦泥選別的9臺搖床。

3.3設備配置特點
    在設備配置方面,簡單的設備配置,有利于提高選礦效率,方便操作,安全生產。

    (1)粗選廠將螺旋溜槽按4臺一組聯合配置,這樣做可節約用地,減少基本建設投資,并為選礦廠的日常操作、管理和進一步提高選別指標創造了條件。

    (2)精選廠搖床水平配置,并且搖床基礎建在地平面上而不是建在一個平臺上。采用平面水平配置,可節省高差,降低廠房高度,降低基本建設投資,總投資也會降低,另外采用水平配置后,由于所有的設備在一個平面上,使得工人容易操作,便于管理;搖床基礎建在地平面上而不是建在一個平臺上的做法增加了生產的安全性和設備的可靠性。由于搖床生產時產生很大的振動,如果基礎建在平臺上很容易振壞基礎,給生產帶來危險,使設備的可靠性得不到保證。有些重選廠為了實現礦漿自流,將搖床按階梯配置,搖床的基礎建在平臺上,生產時搖床一振動平臺和基礎也跟著晃動,日常操作工人不敢靠近操作,給生產帶來很大的不安全性,日常操作工人的安全不能保證,后患無窮。

4選礦設計指標
選礦設計主要技術指標見表7。


5  結語
    1)針對廣西某鈦鐵礦礦石,研究單位進行了大量的選礦試驗研究工作,從而為設計合理的選礦工藝流程提供了充分的依據。

    2)對于廣西鈦鐵礦礦石的選礦工藝流程,設計從試驗流程、主要設備配置及現場建設場地等方面進行了分析,對試驗流程進行了調整和優化,提出了處理廣西某鈦鐵礦礦石的推薦設計選礦工藝流程。

    3)在保證設計指標和工藝參數的前提下,合理進行設備選型,既不能過大,更不能過小。另外,根據地形地貌進行設備配置,盡可能節約投資。

    4)現代的新型選礦廠設計,大型、高效節能、安全環保、維修簡單的選礦設備的選擇尤為重要。

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