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九、重选工艺

99.金矿石的重选工艺有哪些?

紫金山金矿原矿的金品位仅有0.8g/t,选矿厂采用堆浸-溜槽重选-氰化炭浸工艺回收矿石中的金,获得了较为满意的技术经济指标,金的回收率超过80%,选矿厂的经济效益和社会效益都十分显著。选矿厂的生产工艺流程如图4-91所示。

图4-91 紫金山金矿选矿厂的生产工艺流程图

河南金源黄金矿业有限责任公司选矿厂处理的金矿石中,51%以上的金以粒度大于0.06mm的自然金状态存在。为了经济、合理、高效地回收这部分金,选矿厂在磨矿回路中设置了一段重选作业,采用2台KC-XD40尼尔森选矿机对粗粒金进行回收,其生产工艺流程如图4-92所示。在磨矿产物粒度为-0.075mm含量占55%、给矿浓度(固体质量分数)为36%的情况下,尼尔森选矿机的金精矿产率为0.03%,精矿的金品位为2800~3500g/t,精矿中金的回收率为38%。

图4-92 金源选矿厂的粗粒金重选流程

另一处理金矿石的重选流程如图4-93所示,采用的重选设备是尼尔森选矿机。

图4-93 处理金矿石的重选流程设备联系图

100.锡矿石的重选工艺有哪些?

锡主要用于焊料、镀锡薄板、青铜合金的生产等。我国的锡资源储量和产量均居世界首位,2008年中国锡产量5.0万吨。具有工业价值的主要锡矿物是锡石(SnO2,密度6800~7200kg/m3),故常用重选法与脉石分离。锡矿可分为砂锡矿和脉锡矿两类。

中国云南、广东、广西等省区的砂锡矿床、砂钨床、褐钇铌矿床、稀土(独居石)矿床;黑龙江、吉林、内蒙古、山东、湖南、四川等省区的砂金矿床等均属河成冲积砂矿床。冲积砂矿是经过自然界的二次富集形成的,常含有多种有色金属、稀有金属和贵金属矿物。

冲积砂矿床是原生矿石被水流搬运到河的中下游,因水流速度变缓沉积而成。密度大的矿物分布在粗砂层或砾石层中,并在它们的底部形成富集带。这类矿床经历的自然淘洗过程还不很强烈,矿石中尚夹杂着较多砾石和黏土,并且分布不均匀。

冲积砂矿一般采用水枪-砂泵、电铲-推土机、轮式铲斗或采砂船开采。原矿中有用矿物基本已单体解离,因此一般不需要进行破碎和磨矿。采出后的砂矿先经筛分除去不含矿的砾石,对含泥多的矿石再加以脱泥,然后即可送去选别。砂矿中的高密度矿物含量一般不高,所以通常是先采用处理量大的设备(如大型跳汰机、圆锥选矿机、粗粒溜槽等)粗选,获得的粗精矿再送到精选车间或中央精选厂处理,最终得到单一矿物的精矿。

(1)云南砂锡矿的重选 云南锡业公司所属选矿厂处理的矿石类型主要是残坡积砂锡矿、氧化脉锡矿、锡石多金属硫化矿,还有堆存尾矿。残坡积砂锡矿和氧化脉锡矿的矿物组成相近,且具有锡石粒度细、含泥多,锡、铁矿物结合紧密,伴生的铅、锌、铜、钨、铟、铋、镉等均为难选矿石,不易选矿回收。两者相比,脉锡矿的锡品位较高、块矿较多、锡石粒度稍粗、含泥量也相对较少。

处理氧化矿的选矿工艺流程基本相同,由原矿准备、矿砂选别、矿泥选别三大系统组成。残坡积砂锡矿的原矿准备系统包括洗矿、破碎、筛分、分级脱泥等作业。矿砂(+0.037mm粒级)的分选采用图4-94所示的全摇床选别流程,主要包括三段磨矿、三段选别、次精矿集中预先复洗、中矿再磨再选、溢流单独处理等作业。矿泥(-0.037mm粒级)系统包括离心选矿机粗选、皮带溜槽精选、刻槽矿泥摇床或六层悬挂式矿泥摇床扫选等作业(见图4-95)。全厂生产指标为:原矿锡品位0.3%~0.53%、锡精矿品位45%~50%、锡总回收率53%~57%,其中矿泥系统锡回收率占5%。

图4-94 分选残坡积砂锡矿的重选流程矿砂系统

图4-95 分选残坡积砂锡矿的重选流程矿泥系统

(2)广西脉锡矿的重选 柳州华锡集团大厂锡矿属特大型锡石-多金属硫化物类碳酸盐型锡矿床,其锡的资源储量占中国总量的17%,锡、铟、锑保有储量居全国第一,铟的保有储量居世界第一,铅、锌储量名列全国前茅,此外还伴生有硫、砷、银、镓、镉、金等。矿石中有用矿物种类多而复杂,主要有锡石、铁闪锌矿、脆硫锑铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿等,矿石的品位高、综合利用价值大,但非常难选。

目前柳州华锡集团拥有3座选矿厂,其生产规模分别为长坡选厂1600t/d、车河选厂5000t/d、巴里选厂1000t/d。长坡选厂处理细脉带的矿石,采用“重-浮-重-浮”流程;车河选厂处理91号富矿体和92号细脉带的贫矿石,也采用“重-浮-重-浮”流程(见图4-96);巴里选厂处理91号富矿体和100号特富矿体的矿石,采用的工艺流程如图4-97所示。

图4-96 车河选厂处理92号细脉带贫矿石的流程

图4-97 巴里选厂处理100号特富矿体矿石的流程

从图4-96中可以看出,车河选矿厂在处理贫锡矿石时,采用前重选作业中的跳汰、螺旋溜槽和圆锥选矿机进行预选,抛除大量的粗粒尾矿,减少入磨的矿石量,从而大幅度提高了选矿厂的处理能力和锡金属产量,同时也大幅度降低了选矿生产成本,获得了显著的经济效益。大部分的锡金属在重选系统得到回收,细泥系统采用旋流器先脱除-20μm粒级的矿泥,然后再浮选脱硫,最后浮选锡,细泥系统回收的锡对选矿厂处理原矿的回收率为8%。2008年选矿厂共处理锡品位为0.50%的原矿1.67×106t,生产的锡精矿品位为47.47%,锡的综合回收率为67.29%。

101.黑钨矿石的重选工艺有哪些?

钨具有熔点高、密度大、硬度高的特点,广泛用于电力照明、冶金、机械加工刀具制造、军事等领域。具有工业价值的钨矿物是黑钨矿[(Fe,Mn)WO4,密度7200~7500kg/m3]、白钨矿(CaWO4,密度5900~6200kg/m3)。黑钨矿主要用重选法回收,白钨矿的分选则以浮选或浮-重联合流程为主。2008年中国的钨精矿产量折合WO3为84470t,其中,湖南省的产量为27590t(以白钨矿为主),江西省的产量为39306t(以黑钨矿为主)。

江西省的钨矿资源以黑钨矿为主。目前,江西钨业公司共拥有11座钨矿山和相应的选矿厂,即大吉山、西华山、盘古山、岿美山、浒坑、荡坪、漂塘、小垅、铁山垅、下垄、画眉坳钨矿。其中大吉山钨矿于1952年建成中国第一座机械化钨选厂。在近60年的生产实践中,江西钨矿山积累了丰富的经验,选矿工艺日臻完善。根据钨矿石的性质,选矿厂均采用了以重选为核心预先富集、手选丢废、三级跳汰、多级摇床、阶段磨矿、摇床丢尾、细泥集中处理、多种工艺精选、矿物综合回收的选矿流程(见图4-98)。

图4-98 处理黑钨矿石的典型选矿流程

黑钨矿石的重选以跳汰作业为主干,经过破碎的矿石被分成粗、中、细三个粒度级别,分别进行跳汰分选,粗、中粒跳汰选出的尾矿,经再磨后再分级进行跳汰分选,细粒跳汰选出的尾矿直接进行摇床分选,摇床作业丢尾。

重选段获得含WO3为30%~35%的钨粗精矿,相应的钨作业回收率为88%~92%,最高达96%。“钨细泥”中的钨金属量一般占入选矿石中的14%以上,常用单一重选、重-浮联合流程、重-磁-浮联合流程、选-冶联合流程处理回收。

精选是将钨粗精矿加工成WO3含量>65%(优质品>72%)的商品黑钨精矿,常采用重选进一步剔除脉石,借助于枱浮、粒浮或泡沫浮选分离硫化矿,用强磁选分离锡石和白钨矿,电选、酸浸除磷等工艺,同时综合回收其他有价金属。

102.锑矿石的重选工艺有哪些?

目前,金属锑和锑化合物广泛用于生产耐磨合金、各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷等。主要的含锑硫化物矿物是辉锑矿(Sb2S3),常用浮选进行回收;锑氧化物矿物主要是黄锑华(Sb2O4·H2O,密度4500~5500kg/m3),常用重选方法进行分选。中国锑资源储量和锑生产量均居世界首位。2008年中国生产精炼锑1.84×105t。

锡矿山锑矿位于湖南省冷水江市,是世界上最大的锑矿。所属的北选厂处理的矿石为硫化-氧化混合锑矿石,采用图4-99所示的手选-重选-浮选-重选流程,在原矿锑品位为3.74%的条件下,生产出锑品位为17.48%的总锑精矿,锑的总回收率为83.22%。

图4-99 锡矿山锑矿北选厂硫化-氧化混合锑矿石的选矿流程

103.钛矿石的重选工艺有哪些?

含钛矿物主要有钛铁矿(FeTiO3,密度4500~5500kg/m3)、金红石(TiO2,密度4100~5200kg/m3)、锐钛矿(TiO2,密度3900kg/m3)和板钛矿(TiO2,密度3900~4000kg/m3),其最主要的用途是制造钛白粉颜料,其次是生产焊条皮料和海绵钛。中国的钛铁矿资源丰富,金红石资源较少。

金红石主要产于海滨砂矿床。这类矿床产出的矿物颗粒圆度较大,且含泥质物很少。但砂层下面则存在砾石堆积,位于海岸线以上的海成砂矿还常有泥土混杂。海滨砂矿是获得钛、锆、铌、钽以及稀土元素的重要来源。

处理钛矿石的典型选矿厂有北海选矿厂、乌场钛矿选矿厂、攀钢公司选钛厂等。

北海选矿厂主要处理收购的内陆钛铁矿砂矿粗精矿和海滨金红石砂矿精矿。生产流程为磁选-电选-重选-磁电选,经精选后,钛铁矿精矿TiO2品位可达53%,金红石精矿TiO2品位可达58%。

乌场钛矿位于海南省,是我国海滨钛砂的主产地,矿石中的有用矿物主要是钛铁矿、金红石和锆石,采用移动式采选联合装置生产,采用圆锥选矿机粗选、螺旋溜槽精选获得粗精矿后,再集中送精选厂用重-磁-电-浮联合流程分离出钛铁矿精矿和金红石精矿。

攀枝花钒钛磁铁矿是世界最大的伴生钛矿床,TiO2储量5×108t以上,现属攀钢公司,是中国的铁矿主产地之一。选矿厂首先用磁选法从原矿中分选出铁精矿,然后从选铁尾矿中分选钛铁矿,采用的生产流程如图4-100所示。生产中可获得含TiO2>47%的钛铁矿精矿,选钛总回收率约20%。

图4-100 攀钢钒钛磁铁矿矿石选铁尾矿选钛流程图

对于海滨金红石砂矿,通常采用联合分选流程进行有用矿物的综合回收,国外一典型的联合选矿厂的工艺流程如图4-101所示。

图4-101 金红石海滨砂矿联合选矿厂的设备联系图

104.稀土砂矿的重选工艺有哪些?

稀土金属是指镧系15个元素和钇的总称。目前,冶金、石化、荧光粉和永磁体是稀土消费的四大热点。稀土高温超导材料正向实用化迈进。中国稀土资源储量占世界总量的30%以上(2010年数据),稀土产量居世界首位,有“稀土王国”之称。

广东省阳西县南山海稀土矿矿石产自北部湾的海滨砂矿床。矿砂中所含的金属矿物主要有独居石、磷钇矿、锆石、金红石、白钛矿、钛铁矿及锡石等,脉石矿物有石英、长石、云母、电气石等。原矿中大于0.15mm的矿物颗粒占78%,但稀土金属矿物则主要分布在小于0.15mm粒级中。除磷钇矿粒度稍粗外,大部分有用矿物赋存在于0.125~0.06mm粒度范围内,而且赋存状态分散,除较多部分形成结晶颗粒外,还有不少的REO(稀土氧化物)、ZrO2、TiO2是以细小的包裹体或类质同象、离子吸附等形式分散于脉石矿物中。

用水枪-砂泵开采出的矿石,在两个采场就地进行重选处理,生产工艺流程如图4-102所示。采用可移动式组合螺旋溜槽流程,目的在于节能和便于搬迁,重选粗精矿中含独居石、磷钇矿、锆石、金红石和钛铁矿,然后在精选车间采用重选、磁选、电选、浮选等方法,对粗精矿进行进一步处理,获得独立的精矿。

图4-102 南山海稀土矿粗选工艺流程图

105.稀散金属矿石的重选工艺有哪些?

稀散金属主要指锂、铍、钽、铌、锆、铪、锗、镓、铟、铼、铊,主要用于军事、电子、电力、冶金、机械、化工等技术领域,其中前六种稀散金属存在独立矿床,其余主要以伴生元素形式存在于其他矿床中。

江西宜春钽铌矿是中国最大的钽矿床,矿床类型为含铌钽铁矿的锂云母化、钠长石化花岗岩矿床。脉石主要是长石、石英。宜春钽铌矿选矿厂的规模为1500t/d,生产流程为重选-浮选-重选联合流程,生产钽铌精矿、锂云母精矿、长石粉(玻璃原料)三种产品。钽铌重选设备采用旋转螺旋溜槽和摇床;锂云母浮选采用混合胺做捕收剂,浮选尾矿用螺旋分级机脱泥后得的长石粉。选矿厂处理的原矿(Ta,Nb)2O5的品位为0.373%,生产的精矿中(Ta,Nb)2O5的品位为51.5%、回收率为56.5%。

中国另一个含稀散金属的矿床是位于新疆阿勒泰地区富蕴县的可可托海矿,其3号脉曾是世界上最大的花岗伟晶岩矿床,含有锂、铍、钽、铌、钯、铷、锆、铪等20余种稀有金属,矿脉长2250m、宽1500m,厚20~60m,规模巨大,品位高,矿物种类多,著称于地质界。

可可托海选矿厂于1976年投产,生产规模为750t/d,其中铍系列的生产规模为400t/d,采用重-浮联合流程,选出钽铌粗精矿和绿柱石(铍)精矿,铍的选别指标为:原矿BeO的品位约为0.1%,绿柱石精矿BeO的品位为7.35%,BeO的回收率为60%;锂系列的生产规模为250t/d,同样是采用重-浮联合流程,获得的锂辉石精矿Li2O的品位为6%,Li2O的回收率为86.50%;钽铌系列的生产规模为100t/d,采用重-磁-浮联合流程,获得的钽铌精矿含(Ta,Nb)2O5的品位为50%~60%,(Ta,Nb)2O5的回收率为62%。

106.含金冲积砂矿的重选工艺有哪些?

金在地壳中的丰度很小,克拉克值仅为5×10-7g/t。金的化学性质非常稳定,在自然界中金的最主要矿物就是自然金(Au,密度17500~18000kg/m3),除产在脉矿床之外,砂矿亦是金的重要来源。

砂金选矿以重选为主,其中冲积砂金矿以采金船为主要分选设备;陆地砂金以溜槽和洗选机组为主要分选设备。在砂矿床中,金多呈粒状、鳞片状,以游离状态存在。粒径通常为0.5~2mm,极少数情况也可遇到质量达数十克的大颗粒金,也有极微细的肉眼难以辨认的金粒。

砂金矿中金的含量一般为0.2~0.3g/m3,密度大于4000kg/m3的高密度矿物含量通常只有1~3kg/m3。砂金矿中脉石的最大粒度与金粒的相差极大,甚至达到千余倍,但在筛除不含矿的砾石后,仍可不分级入选。

中国的砂金选矿历史悠久。目前的采选方法以采金船为主,占到砂金总开采量的70%以上,其次还有水枪开采和挖掘机露天开采,个别情况采用井下开采。采金船均为平底船,上面装备有挖掘机构、分选设备和尾矿输送装置。典型的采金船结构如图4-103所示。

图4-103 采金船的结构示意图

1—挖斗链;2—斗架;3—下滚筒;4—主传动装置;5—圆筒筛;6—受矿漏斗;7—溜槽;8—水泵;9—卷扬机;10—皮带运输机;11—锚柱;12—变压器;13—甲板滑轮;14—平底船;15—前桅杆;16—后桅杆;17—主桁架;18—人行桥

采金船可漂浮在天然水面上,亦可置于人工挖掘的水池中。生产时一面扩大前面的挖掘场,一面将选出的尾矿填在船尾的采空区。根据挖掘机构造的不同,采金船可分为链斗式、绞吸式、机械铲斗式和抓斗式四种,以链斗式应用最多。链斗由装配在链条上的一系列挖斗构成,借链条的回转将水面下的矿砂挖出,并给到船上的筛分设备中。链斗式采金船的规格以一个挖斗的容积表示,在50~600L。小于100L的为小型采金船,100~250L的为中型采金船,大于250L的为大型采金船。船上的选矿设备主要有圆筒筛、矿浆分配器、粗粒溜槽、跳汰机、摇床等。选矿流程的选择与采金船的生产能力和砂矿性质有关,主要有图4-104所示的三种。我国采用的典型流程是图4-104中的(a)和(b),其中(b)流程中速度跳汰分选采用的是圆形跳汰机。

图4-104 采金船上常用的生产流程

(a)固定溜槽流程;(b)溜槽-跳汰-摇床流程:(c)三段跳汰流程

固定溜槽流程是在沿船身配置的圆筒筛两侧对称地安装横向溜槽和纵向溜槽。由链斗挖出的矿砂直接卸到圆筒筛内,筛上砾石卸到尾矿皮带上,输送到船尾。这种流程简单、造价低,在小型采金船上应用较多,金的回收率不高,在58%~75%。

溜槽-跳汰-摇床流程多用在小型及部分中型采金船上。溜槽为固定的带格胶带溜槽,跳汰机可采用梯形跳汰机、旁动型隔膜跳汰机、圆形和矩形跳汰机等。摇床可用工业尺寸的或中型设备。金的最终选别回收率可达79%~85%。

三段跳汰流程采用的设备均为跳汰机,是大、中型采金船较常应用的流程。在大型采金船上第一段可以安装两台九室圆形跳汰机,第二段安装一台三室圆形跳汰机,第三段为二室矩形跳汰机。在中型采金船上第一段安装一台九室圆形跳汰机,第二、三段依次为矩形跳汰机和旁动型隔膜跳汰机。金的回收率可达90%以上。

离心盘选机流程的主体分选设备是离心盘选机或离心选金锥,设备的工作效率高,占地面积小,回收率可到85%~90%,是中、小型采金船的一种有前途的流程组合。

为增加采金船生产效率,采金船产出的重砂(重选粗精矿)可集中输送到岸上固定精选厂进行精选,使金与其他高密度矿物分离。

陆地砂金矿可采用推土机表土剥离露天开采,选矿设备以洗矿机和溜槽为主。黑龙江富克山金矿位于冻土发育的漠河县境内,该矿引进了俄罗斯生产的ПКБⅢ-100型洗选机组,其最大生产能力为100m3/h,最大耗水量为220L/s,金的选矿回收率为75%,安装电机总功率为319kW。ПКБⅢ-100型洗选机组的工作过程为:推土机或汽车将矿砂运至槽式给矿机,再均匀地通过皮带机输送到圆筒筛洗矿机中进行碎散、洗矿、筛分,筛上产品(+60mm)由皮带机排至尾矿堆,筛下产品经双层筛筛分后,20~60mm粒级用粗粒溜槽选别,-20mm粒级的物料用细粒溜槽选别,溜槽的分选尾矿送至尾矿堆,精矿送精选厂精选。

107.铁矿石的重选工艺有哪些?

南京梅山铁矿属矽卡岩型铁矿床,矿石中的铁矿物主要有磁铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿和少量黄铁矿,嵌布粒度较粗。梅山铁矿选矿厂采用干式磁选-重选-浮选工艺流程。原矿经粗碎、中碎至-70mm,水洗筛分成12~70mm、2~12mm和-2mm三个粒级。前两个粒级分别用干式弱磁场磁选机选出强磁性矿物作为磁性产物,弱磁选尾矿分别用重介质振动溜槽和跳汰机选出弱磁性矿物作为重选产物;-2mm粒级则用湿式弱磁场磁选机和跳汰机分出磁性产物和重选产物。磁性产物和重选产物合并经细碎、磨矿至-0.074mm占64%,加入乙黄药和松醇油反浮选脱硫(黄铁矿),槽内产物为铁精矿。

目前工业生产中处理赤铁矿矿石的典型工艺是阶段磨矿-粗细分级-重选-弱磁选-强磁选-反浮选流程。比较典型的选矿厂有鞍钢集团矿业公司所属的齐大山铁矿选矿分厂、齐大山选矿厂、弓长岭选矿厂、东鞍山烧结厂选矿车间和鞍千矿业有限责任公司选矿厂等。齐大山铁矿选矿分厂目前采用的生产工艺流程如图4-105所示。

图4-105 齐大山铁矿选矿分厂的生产流程图

齐大山铁矿选矿分厂于1998年建成投产,原来采用连续磨矿-弱磁-强磁-阴离子反浮选流程,选矿技术指标为:原矿铁品位为29.69%,精矿的铁品位为66.50%、铁回收率为84%;2007年改为阶段磨矿-粗细分级-重选-弱磁选-强磁选-阴离子反浮选流程,选矿技术指标为:原矿铁品位为28%,精矿的铁品位为68%,尾矿铁品位为11%。

108.锰矿石的重选工艺有哪些?

世界上生产的锰(包括锰铁、硅锰、金属锰、优质锰矿石)大约90%用于冶金工业生产合金钢。其余用于轻工、化工、农业等方面。锰矿石中的含锰矿物主要有软锰矿(MnO2,密度4300~5000kg/m3)、硬锰矿(mMnO·MnO2,密度4900~5200kg/m3)、菱锰矿(MnCO3,密度3300~3700kg/m3)。此外,大洋深部还分布有大量多金属锰结核。依据矿石中矿物的自然类型和所含伴生元素,通常将锰矿石分为碳酸锰矿石(碳酸盐锰矿物中的锰占矿石含锰量的85%以上)、氧化锰矿石(氧化锰矿物中的锰占矿石含锰量的85%以上)、混合锰矿石及多金属锰矿石。

中国的氧化锰矿多为次生锰帽型、风化淋滤型和堆积型矿床。这类矿石以往只进行简单的洗矿处理,随着新技术和设备的发展,现主要用洗矿-重选流程、洗矿-强磁流程或洗矿-重选-强磁流程处理。

广西的靖西氧化锰矿,矿石中的锰矿物以软锰矿和硬锰矿为主,脉石矿物有石英、高岭石、水云母等;选矿厂采用重选-强磁选-重选流程(见图4-106),处理的原矿的锰品位为34.22%~38.86%,选出的锰精矿的锰品位为37.02%~48.43%。

图4-106 靖西锰矿选矿厂氧化锰矿石分选工艺流程图

同处于广西的大新锰矿是中国最大的碳酸锰矿床之一,其上部为风化锰帽型氧化锰矿石。大新锰矿选矿厂采用洗矿-重选-磁选工艺流程,原矿经洗矿和跳汰分选后,5~0.8mm采用CS-2型强磁场磁选机分选,-0.8mm采用SHP-1000型强磁场磁选机分选,获电池锰和冶金锰产品。

国外对简单的氧化锰矿石,仍以洗矿、重选为主。南非戈帕尼锰矿采用水力旋流器脱泥和螺旋洗矿机分选流程,从含MnO2品位为20%的细粒尾矿中,生产出含MnO2品位为40%的精矿。巴西的塞腊·多纳维奥锰矿采用两台直径ф400mm的狄纳型涡流旋流器处理6~0.8mm的粉矿,以硅铁作为加重质,分选密度为2800~3200kg/m3。分选及重介质循环过程见图4-107。

图4-107 狄纳型重介质涡流旋流器分选过程示意图

109.铝土矿的重选工艺有哪些?

全世界铝的产量仅次于钢铁,是消费量最大的有色金属,广泛用于电力、建筑、交通、包装等工业领域。铝土矿是生产氧化铝进而生产金属铝的主要原料。中国是全球最大的铝生产国,同时也是最大的消费国。中国铝土矿资源量居世界中等水平,但一水硬铝石(Al2O3·H2O,密度3000~3500kg/m3)型矿石占全国总储量的98%以上,这类矿石加工难度大,能耗高。其中广西、云南的岩溶风化堆积型铝土矿适合应用洗矿工艺进行处理。

中铝平果铝业有限公司位于广西壮族自治区平果县,所属的铝土矿矿床类型是岩溶风化堆积型铝土矿床,矿石属中铝低硅高铁型,矿泥含量高,一般在44.21%~75.92%,平均含泥量为63.5%,黏土塑性指数平均为22.8,需经过洗矿脱泥处理以后,供氧化铝厂用作生产原料。1991年5月开工建设的一期工程,设计建设规模为年产铝土矿65×104t、氧化铝30×104t、电解铝10×104t;设计原矿平均铝硅比(A/S)为9.62;选矿厂处理矿石的主要矿物组成为一水硬铝石占60.9%、三水铝石占1%、高岭石占9.5%、绿泥石占4.2%、针铁矿占16.8%、赤铁矿占4%、水针铁矿占1%;1995年年底全面建成投产。后经技术改造,至2002年11月一期工程氧化铝的产能达到了45×104t/a。

选矿厂采用的洗矿流程为原矿先给入圆筒洗矿机产出+50mm块精矿,矿砂部分经筛分后,+3mm粒级经2200mm×8400mm槽式洗矿机进行洗矿;-3mm粒级经脱泥斗脱泥,分出的沉砂用小槽式洗矿机进行再次洗矿。最终获得产率为51.5%、含Al2O3品位为63.49%、A/S为19.37的铝土矿精矿。洗矿作业产出的矿泥经浓密机浓密后输送到尾矿库,浓密机的溢流水返回洗矿作业。

中国铝业广西分公司氧化铝二期工程是在一期的基础上扩建的一条年产40万吨的氧化铝生产线。该工程于2001年5月10日正式开工,2003年6月22日全线竣工投产,比计划提前6个月建成,并实现了两个月达产达标。

2003年6月中铝平果铝业有限公司氧化铝二期工程竣工投产,使公司的氧化铝产能达到了85×104t/a,优化后的洗矿流程如图4-108所示。原矿先入ф2200mm×7500mm带筛条的圆筒洗矿机,产出+50mm块精矿,并手选剔除大块难碎泥团。圆筒洗矿机采用聚氨酯凸纹波型衬板,洗矿冲洗水压为0.44MPa。-50mm粒级送2200mm×8400mm槽式洗矿机进行再次洗矿,产出+1mm砂精矿,洗矿冲洗水压也为0.44MPa。目前原矿A/S已降至3~5,精矿A/S约为12。

图4-108 广西平果铝业公司二期工程选矿厂铝土矿矿石洗矿分选工艺流程图

110.炼焦煤选煤典型重选工艺有哪些?

炼焦煤的主要加工方法,目前仍以跳汰选、重介选为主。由于煤的可选性难度增加,用户对精煤质量的要求较严,为了提高选煤效率、精煤产率和企业的经济效益,在新建和改扩建工程中,均重视采用重介质选煤法;但近几年来跳汰机在大型化和结构上进行了较大改进,因此,跳汰选煤仍占有重要地位。在选煤厂建设中,一般均采用跳汰选和重介选的联合流程及其他方法,而煤泥大多采用浮选法处理。实例如图4-109~图4-112所示。主要的分选工艺有如下几个方面。

图4-109 跳汰主再选-煤泥浮选工艺流程

(1)跳汰主再选-煤泥浮选工艺 大屯选煤厂是我国自行设计的全部由国产设备装备起来的大型现代化炼焦煤选煤厂。设计年处理能力为180万吨,经改扩建现已达到实际年处理能力270万吨。原煤牌号为气煤和1/3焦煤。产品主要是六级(Ad=7.51%~8.0%)和九级(Ad=9.01%~9.5%)冶炼精煤。选煤工艺为:0~50mm用跳汰主再选,-0.5mm煤泥直接浮选。工艺流程如图4-109所示。使用该工艺的选煤厂还有芦岭选煤厂、东庞选煤厂、格里坪选煤厂等。该工艺适用范围:原煤可选性属易选、中等或偏难选的炼焦煤,对产品灰分要求不严,不要求出低灰精煤。本流程生产操作容易,当原煤属易选时,可获得较高精煤产率。

(2)块煤重介-末煤跳汰-煤泥浮选联合工艺 通化矿务局铁厂选煤厂是一座年处理能力为150万吨的炼焦煤选煤厂。入选原煤为主焦煤,属较难选煤。选煤工艺为:13~100mm 块煤主、再选斜轮精选,0.5~13mm末煤跳汰选,-0.5mm煤泥浮选,其工艺流程如图4-110所示。使用该工艺的选煤厂还有湾沟选煤厂和双鸭山选煤厂等。该工艺适用范围为:块煤含量多且难选、末煤较易选的原煤。采用本流程时,应在重视各粒级可选性差异的前提下,既要考虑适当减少重介入选量,又要考虑提高分级和脱介筛的效率,综合权衡利弊确定分级粒度。

图4-110 块煤重介-末煤跳汰-煤泥浮选联合工艺流程

(3)块、末煤全重介-煤泥浮选工艺 平顶山矿务局田庄选煤厂是我国自行设计和全部采用国产设备的块、末煤全重介-煤泥浮选的大型炼焦煤选煤厂。田庄选煤厂原设计年处理能力为350万吨。近几年实际年处理能力为230万吨,原煤牌号为气煤和肥煤,选煤工艺为:13~300mm块煤用斜轮分选机进行分选,0.5~13mm末煤用重介质旋流器进行分选,-0.5mm进行煤泥浮选。工艺流程见图4-111。采用该工艺的还有彩屯选煤厂等。该工艺适用范围为:煤可选性属难选和极难选的优质、稀缺煤种。分级粒度应根据各粒级的分选密度的相近性来划分,尽量取偏小值(13mm或6mm)为宜,以减少重介旋流器负荷,简化介质回收系统,降低选煤费用。

图4-111 块、末煤全重介-煤泥浮选工艺流程

(4)跳汰粗选-粗精煤用重介质旋流器精选-煤泥浮选工艺 兴隆庄选煤厂是美国与我国联合设计的年处理能力为300万吨的大型炼焦煤选煤厂。原煤牌号为气煤。产品为1#精煤灰分(Ad≤7.0%),2#精煤灰分(Ad=9.0%~10.0%)。采用的工艺为:-50mm原煤用巴达克跳汰机粗选、跳汰精煤按37mm分级,37~50mm块精煤破碎到0~37mm作为2#精煤,0.5~37mm末精煤用重介质旋流器再选,轻产物为1#精煤,重产物为中煤。工艺流程见图4-112,采用该工艺的选煤厂还有西曲选煤厂、临涣选煤厂等。

图4-112 跳汰粗选-粗精煤用重介质旋流器精选-煤泥浮选工艺流程

该工艺适用范围为:难选和极难选原煤,且对产品有特殊要求的原煤。如气煤出高灰分块精煤和低灰分配焦精煤两种产品;或者对稀缺煤种炼焦煤,将跳汰块粗精煤破碎后与末粗精煤合并作为重介质旋流器入料,出合格精煤。这种流程可以利用较简单的跳汰选特点,减少重介质旋流器负荷,以达到提高产品产率和降低选煤费用的目的。

(5)块煤重介-末煤跳汰-跳汰中煤重介质旋流器再选-煤泥浮选工艺 范各庄矿选煤厂是由德国与我国联合设计的年处理能力为400万吨的大型炼焦煤选煤厂。原煤牌号为肥煤。选煤工艺为:13~120mm块煤用主再选立轮重介分选机进行分选;0.5~13mm末煤用巴达克跳汰机进行分选;跳汰中煤用重介质旋流器再选;-0.5mm煤泥进行浮选。采用该工艺的还有吕家坨选煤厂和大武口选煤厂等。

该工艺适用范围为:块煤含量多且难选、末煤难选、中煤含量大的原煤;或为了充分回收炼焦煤资源,提高精煤产率和经济效益。

111.动力煤选煤典型重选工艺有哪些?

我国动力煤的分选,主要是分选高灰分长焰煤、气煤、黏结煤、无烟煤、贫煤及少量褐煤。入选级主要是含矸量较大的块煤和高灰分末煤。实例如图4-113、图4-114所示。主要的分选工艺有如下几个方面。

图4-113 块煤重介质排矸-末煤不入选工艺流程

图4-114 块煤重介质排矸-末煤跳汰选工艺

(1)块煤重介质排矸-末煤不入选工艺 北京矿务局五平村选煤厂的年设计处理能力为135万吨。供煤矿井为五平村竖井(50万吨/年)和安家滩平硐(50万吨/年)。原煤牌号为无烟煤。采用的工艺为:原煤经13mm 分级后,13~300mm经斜轮重介分选机分选,13mm以下末煤不入选。其工艺流程如图4-113所示,采用此工艺的还有凤凰山矿选煤厂、五龙矿选煤厂、阳泉一矿及二矿选煤厂等。

该工艺适用范围为:中块煤含量大且含矸率高,可选性属较难选,而末煤灰分不高,水分较低,易于分级的原煤。分级粒度一般为25mm或13mm。当原煤水分较高,分级粒度在25mm以下时,分级效率可能偏低,且块煤表面黏附有煤粉,因此对分级后的入选块原煤须预先脱泥。

(2)块煤重介质排矸-末煤跳汰选工艺 阜新矿务局海州露天矿选煤厂的年设计处理能力为200万t吨,入选原煤为长焰煤,用斜轮分选机选50~300mm大块煤,0~50mm原煤用跳汰机进行分选。其工艺流程如图4-114所示。采用该工艺的选煤厂有抚顺西露天矿选煤厂、新邱选煤厂、平庄选煤厂和岭北矿选煤厂等。

该工艺适用范围为:大型矿或露天矿生产的动力原煤(如长焰煤等),各粒级灰分均较高,特大块矸石含量较多,必须经过洗选才能满足用户要求。其分级粒度视各粒级分选密度的相近性和原煤水分大小而定,一般取20~35mm。

112.非金属矿物典型重选工艺有哪些?

我国是世界上少数几个非金属矿产种类较齐全、储量较丰富的国家之一。目前,全国探明保有储量的非金属矿产近80种,其中石膏、石墨、滑石、膨润土、石棉、萤石、重晶石、硅石、石灰石、大理石和花岗岩的储量均居世界前列;高岭土、沸石、珍珠岩、菱镁矿的储量在世界上也占重要地位;凹凸棒石、海泡石、硅灰石、霞石、正长石等矿产的潜在储量十分可观。由此可见,我国非金属矿产工业有着良好的发展前景。

由于非金属矿产种类繁多,在不同的工业领域内有不同的应用,而不同工业部门对产品质量的要求又有所不同。因此,往往使非金属矿产的加工流程具有特殊性、多样性和灵活性。以下介绍两种典型非金属矿物的重选工艺。

(1)处理萤石的重选工艺 萤石又名氟石,成分为氟化钙(CaF),是工业上氟的主要来源。萤石属等轴晶系,晶体多呈立方体和八面体,集合体多为粒状和致密状,其颜色多种多样,但以浅绿、紫色和紫黑色最为常见,无色透明萤石对紫外线和红外线有很高的滤光性,莫氏硬度为4,密度3100~3200kg/m3,熔点1270~1350℃,熔后为玻璃状物质,其与盐酸和硝酸作用微弱,但在热浓硫酸中完全分解而放出氟化氢。

某矿属多金属硫化矿-萤石矿床,主要矿物有黄铁矿、方铅矿、重晶石、萤石、方解石等矿物。根据矿石组成和性质采用跳汰-摇床-浮选联合流程。其工艺流程见图4-115。最终产品为萤石、方铅矿和黄铁矿三种。

图4-115 硫化矿-萤石重选工艺流程

某铅-萤石选矿厂采用典型的重选-浮选联合流程。矿石先进行手选,得酸级萤石精矿。手选尾矿经过破碎、筛分,进行重介质选矿、跳汰以及浮选,最终得冶金级及陶瓷级萤石精矿、酸级萤石精矿和硫化矿精矿。其重介质密度为2630~3100kg/m3,工艺流程见图4-116。

图4-116 铅-萤石重选工艺流程

(2)处理天青石矿物的重选工艺 天青石的化学分子式为SrSO4,是自然界中最重要的含锶矿物。纯净的天青石晶体为浅蓝色或天蓝色,故称天青石,有时为无色透明,当有杂质混入时呈黑色。多数天青石矿床为外生沉积而成,赋存于沉积的白云岩、石灰岩或含石膏黏土的泥灰岩中。

天青石主要用于生产锶的碳酸盐和硝酸盐,碳酸锶的最主要用途是生产彩色显像管的荧光屏玻璃,这是因为锶能吸收X射线;另外还用于冶炼永磁合金和锌电解精炼的脱铅剂。硝酸锶是红色烟火和信号弹的着色剂。极少量的锶化物用于润滑脂、陶瓷釉料和药品方面。

某选矿厂处理的矿床为沉积型矿床,与岩盐、石膏、黏土共生。矿石中,有用矿物为天青石,脉石矿物为石膏、方解石、石英、褐铁矿和黏土矿物。天青石的粗大晶体可达100mm。其重选工艺流程如图4-117所示。

图4-117 天青石重选工艺流程

原矿经颚式破碎机碎至50mm后,给入擦洗滚筒,脉石矿物中的无水石膏、黏土、褐铁矿很容易在擦洗机内碎解,擦洗产物再经筛孔尺寸为15mm的筛子筛分,筛上产物进重介质振动溜槽,经振动溜槽分选后,重产物的SrSO4品位由给矿的67%提高到77%,回收率为97%,重介质分选尾矿含SrSO4为13%。重介质分选的精矿进一步在与振动筛(筛孔尺寸10mm)组成闭路工作的反击式破碎机内破碎,3~10mm粒级进行跳汰,-3mm粒级进行摇床分选,跳汰和摇床的精矿合并,在干燥台上干燥。