[发明专利]可用于微细粒矿石的细磨工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿石的磨矿工艺，尤其涉及一种可用于微细粒矿石的磨矿工艺。

背景技术

我国铁矿石的资源特点是贫矿多、细粒嵌布的多、矿石类型复杂，即贫、细、杂。随着我国钢铁行业的快速发展，富铁矿和易选的铁矿石资源越来越少，剩余的铁矿石主要是贫、细、杂的难选铁矿石，而且目前开发利用率低。在这样的背景下，充分开发现有的铁矿石已愈来愈重要。而要开发这部分矿石资源，就必须对矿石进行破碎、细磨，以充分实现有用矿物的单体解离。其中，磨矿工艺是实现有用矿物解离的关键步骤，磨矿方案的设计、磨机的选择、磨矿介质的确定等等因素都将直接影响有用矿物的单体解离度，从而直接影响后续作业如磁选、浮选作业的指标。

在磨矿领域，球磨机仍然是一、二段磨矿的主要选择，但它作为三段磨矿设备，应用于矿石需要细磨才能实现有用矿物充分单体解离的情况时，主要表现出以下不足：1）难以实现微细粒矿物的解离；2）当部分矿物已经解离时，容易泥化，造成有用矿物的流失；3）能耗高。

现在的细磨理论普遍认为，细磨过程应当以研磨为主铺以轻微冲击，而钢球在磨碎矿石时是点接触破碎特征，球对矿石的作用呈随机打击，故而部分矿物磨不碎，部分矿物过粉碎，表现出磨矿产品粒度分布不均匀，这对后续的浮选、磁选等选矿作业的指标都会产生不利的影响。为了提高细磨的效率、降低细磨的能耗，近些年来矿山、科研院所为此开展了大量的工作，进行了大量的探索，方向主要集中在如下两方面：1）开发利用立式搅拌磨机与卧式搅拌磨机，取代球磨机；2）采用其他的磨矿介质，如采用钢棒、钢段等取代钢球。

现有技术方案中常采用立式搅拌磨进行细磨，虽然能实现矿物细磨的目的，但就目前国内外搅拌磨机的发展情况而言，国内搅拌磨机单机处理能力较球磨机要低很多，国外的搅拌磨机虽然处理能力相对较大，但仍然十分有限，而且设备价格要几倍于常规球磨机，故对于生产规模较大、生产场地有限的矿山企业，采用立式搅拌磨并不是一种经济、理想的细磨方案，采用球磨方案往往更加切实可行。

若采用现有常规的球磨方案，则往往会出现球磨机长径比的不合适、研磨介质的不合理、分级设备的不合适等问题，从而导致矿物得不到单体解离，选矿指标（如品位、回收率）不理想。简言之，对嵌布粒度微细、需细磨才能实现有用矿物单体解离的铁矿石资源，现有常规的球磨技术还不能有效解决细磨问题。目前在国内外工业生产中还没有采用球磨机进行细磨能达到-0.025mm占85%以上的生产实践。因此，研究采用合适的磨矿介质及适宜的球磨机长径比，确定低耗可行的细磨方案，对于实现微细粒嵌布的矿石单体解离、为后续选别作业提供原料就显得非常重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种投资成本较低、占地面积小、生产维护简便、高效低耗、且易于实施和生产操作的可用于微细粒矿石的细磨工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述细磨工艺依次包括一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿，所述一段磨矿、二段磨矿和三段磨矿均采用球磨机进行磨矿（且均优选采用旋流器进行分级），所述三段磨矿采用的球磨机的长径比为2.5～3.0（此范围的长径比在本领域球磨设备中还是首次尝试使用，现有球磨机的长径比都小于2.5）；所述一段磨矿中采用的磨矿介质为钢球（优选充填量在35%～50%），所述二段磨矿和三段磨矿中采用的磨矿介质均优选为钢段，所述钢段的充填量为所述球磨机筒体容积的20%～40%。

本发明的细磨工艺中，磨机的长径比与磨矿介质对于磨矿细度的实现同样关键，合适的长径比能保证磨矿介质与矿物作用的时间，而适宜的磨矿介质则保证了磨矿的效率。单纯的加大长径比或选择合适的磨矿介质都不达到本发明的目的。

针对于特定的矿石，合适的长径比往往需要经过反复的计算与试验才能确定，长径比太小达不到细磨的目的，太大则可能过粉碎，还增加了能耗。通过我们的计算、试验，矿石经本发明的三段磨矿技术在工业应用领域能取得良好的磨矿效果，达到磨矿的细度要求。本发明的技术方案可解决我国微细粒嵌布的矿石资源的细磨问题，解除细磨工艺制约开发微细粒铁矿石资源的瓶颈。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述一段磨矿的具体操作步骤优选包括：将破碎后的矿石产品送入一段球磨机中进行一次磨矿，所述一次磨矿后的排料给入一段旋流器进行一段分级，一段分级后的底流返回至一段球磨机重新进行所述的一次磨矿，一段分级后的溢流进入后续的二段磨矿（参见图2）。

上述的可用于微细粒矿石的细磨工艺，所述破碎后一段磨矿的给矿粒度优选为-10mm。