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“科普”铁矿石浮选工艺、浮选设备、浮选药剂一览!

时间:2022-06-02 15:28

铁矿是我国国民经济支柱产业的主要原材料,是国家经济发展的主要资源。我国铁矿虽广,但存在品味低、成分复杂、嵌布粒度细及分布不均等现象,只有浮选是处理该类(微细、细粒)铁矿石选别较为成熟方法。

铁矿浮选工艺

一、铁矿浮选工艺流程方法

浮选法是铁矿选矿常见的工艺方法之一,多用于处理细粒嵌布且难选的铁矿物。根据其化学组成分类,主要分为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿、钛铁矿等,且均可采用浮选进行选别,下面我们来分别对四种铁矿物的浮选方法及常见的铁矿浮选设备和铁矿浮选常用的药剂进行介绍。

(一)、赤铁铁矿浮选工艺

铁矿浮选的主要方法是正浮选、反浮选、正反浮选及联合浮选法几种。

正浮选:主要是利用阴离子捕收剂,从原矿中浮出铁矿物,无需脱泥即可在较粗粒度条件下进行抛尾作业,适于处理单一的铁矿石。

反浮选:是利用阴离子或阳离子捕收剂,从原矿中浮出脉石矿物,多适用于品位较高,脉石易浮的铁矿石。

赤铁矿浮选工艺

正反浮选:是将矿浆先进行正浮选,刮出铁矿精矿泡沫再给至另一浮选机进行反浮选,最终铁矿精矿富集在反浮选的浮选槽中。

联合浮选:联合浮选主要有磁选-反浮选和强磁选-浮选法两种,其中磁选-反浮选法是先对铁矿物进行磁选,选别出铁矿,其余矿物利用十二胺阳离子充当捕收剂,在中性矿浆(矿浆酸碱度为7)中进行反浮选。强磁选-浮选是经高强度磁选,将矿石中的粗粒单体石英和易泥化的绿泥石等脉石矿物选出,然后再进行细磨、浮选的方法。

(二)、磁铁矿浮选工艺

浮选处理磁铁矿一般不单独使用,多配合磁选做联合选别工艺,即弱磁选-浮选联合工艺,即利用弱磁选工艺回收铁,然后通过浮选工艺回收硫化物或磷灰石等。

磁铁矿浮选工艺

(三)、褐铁矿浮选工艺

褐铁矿浮选主要有正浮选、反浮选和选择性絮凝浮选法等。

正浮选:通常情况下正浮选不单独使用,需结合强磁选工艺联合使用。

反浮选:反浮选通过采用阴阳离子联合可进行单一浮选,主要适于矿石性质较单一的和铁矿石做提质降杂作业。

选择性絮凝浮选:通过细磨后,在矿物中添加碳酸钠和水玻璃,使矿浆得意良好分散,利用择性絮凝法使褐铁矿选择性絮凝,然后再使用浮选法获得高品位褐铁精矿。

褐铁矿浮选工艺

正、反浮选对细粒褐铁矿回收效果较好,但因矿石易泥化,严重影响浮选效果,因此可在浮选前考虑脱泥或强化分散矿泥。

(四)、菱铁矿浮选工艺

菱铁矿浮选方法可采用正浮选和反浮选法两种,均适于处理混合型菱铁矿。

正浮选:待菱铁矿脱泥后,产品在中性或弱酸性介质中加脂肪酸捕收剂浮选铁矿物。此外,磨矿后也可不经脱泥,加入苏打等调整剂在弱碱性介质中使用氧化石蜡皂和塔尔油等为捕收剂进行浮选。

菱铁矿浮选工艺

反浮选:菱铁矿反浮选主要包括阴离子捕收剂反浮选和阳离子捕收剂反浮选法。其中阴离子捕收剂反浮选工艺是在强碱性介质中加入钙盐活化石英,将氢氧化钠或氢氧化钠与碳酸钠混用,pH值调整到11以上,用淀粉或木素磺酸盐作为铁矿物抑制剂,用脂肪酸作为捕收剂,来浮选石英及其他硅酸盐。而阳离子捕收剂反浮选工艺是采用碳酸钠将pH值调整到8-9,通过淀粉、糊精、单宁等抑制菱铁矿物质,胺类捕收剂浮选石英脉石。

(五)、钛铁矿浮选工艺

钛铁矿常用的浮选法主要是常规浮选、絮凝浮选、团聚浮选法等。

常规浮选:主要是用油酸及其皂类、氧化石蜡皂、塔尔油等药剂,对钛铁矿进行捕收浮选分离。

钛铁矿浮选工艺

絮凝浮选:钛铁矿絮凝浮选是通过添加聚丙烯酰胺等絮凝剂选择性絮凝微细粒钛铁矿,使其形成絮团后浮选技术。

团聚浮选:钛铁矿团聚浮选是通过捕收剂吸附在钛铁矿表面使之疏水,借助液桥的毛细引力使矿粒聚团得以整体上浮分选的方法。

二、铁矿选矿设备——浮选设备

铁矿浮选主要是根据其矿物表面的物理、化学性质的不同,利用药剂将有用矿物(铁矿)选出来。浮选铁矿主要用到的设备是浮选机。可分为机械搅拌式浮选机和充气搅拌式浮选机。

浮选机设备

1、机械搅拌式浮选机

机械搅拌式浮选机属空气自吸式浮选机,主要依靠机械搅拌器(转自和定子)来实现矿浆的充气与搅拌,可自吸空气,自吸矿浆,无需外部加气装置,中矿返回无需泵传送。在铁矿选矿中常用的设备有SF型机械搅拌式浮选机、JJF型机械搅拌式浮选机、BF型机械搅拌式浮选机。

1.1 SF型机械搅拌式浮选机

SF型机械搅拌式浮选机由槽体、叶轮、盖板、中心筒、给矿管、吸气管、中矿管、电机、轴承体、大皮带轮等部分组成。 工作时,由电机带动皮带轮使叶轮做旋转运动,叶轮腔内的矿浆在叶轮旋转的作用下,产生离心力被甩向四周,使叶轮腔内形成负压区,一方面吸入充足的空气与矿浆混合,一方面搅拌矿浆与药物混合,同时细化泡沫,使矿物附着在泡沫上,浮到矿浆面再形成矿化泡沫。

sf型机械搅拌式浮选机

SF机械搅拌式浮选机在铁矿选矿厂中多做粗选和扫选作业,且在中大型选矿厂应用较多。

1.2 JJF型机械搅拌式浮选机

JJF型机械搅拌式浮选机由槽体、叶轮、盖板、假底、真底、横梁、导流管、竖筒、分散罩、电机、轴承、大皮带轮等部分组成。该浮选机浮选机槽体内矿浆可在下部形成大循环,可自吸气,但不能自吸浆,作业过程中,中矿返回需用扬程泵输送。

工作时,叶轮旋转,会在竖筒和导流管内产生涡流,此涡流形成负压,将空气从进气管吸入,在叶轮和定子区内与经导流管吸进去的矿浆混合,混合后的浆气由叶轮行成切线方向运动,再经定子作用换成径向运动,使矿浆均匀的分布在槽体中,矿化气泡上升至泡沫层,单边或双边刮出即为泡沫产品。

JJF型机械搅拌式浮选机

JJF型机械搅拌式在铁矿选矿厂中应用较少,多在铜、钼等充气量要求范围较宽的金属矿和非金属矿物中应用。

1.3 BF型机械搅拌式浮选机

BF型机械搅拌式浮选机结构与SF浮选机结构基本一致,该浮选机可从槽外自吸矿浆。工作时,随着叶轮旋转,在叶轮上下叶片中心形成负压区,空气由吸气管吸入,经中心筒进入上叶轮腔,矿浆则由叶轮下叶片从槽内吸入至叶轮腔,浆、气混合后,形成矿化气泡上浮。

BF型机械搅拌式浮选机

BF型机械搅拌式浮选机多在中、小型铁矿选矿厂做粗选作业。

2、充气搅拌式浮选机

充气搅拌式浮选机属于外部供气式浮选机,主要依靠机械搅拌器搅拌矿浆、鼓风机充气。该类型浮选机不能自吸气,中矿返回时,需用扬程泵输送矿浆。另外,还需配置专门的送风设备。在铁矿选矿中常用的设备有XCF型充气搅拌式浮选机、KYF型充气搅拌式浮选机、XCF-KYF浮选机组和CLF型粗颗粒浮选机等。

2.1 XCF型充气搅拌式浮选机

XCF型充气搅拌式浮选机由槽体、接管、给矿管、中矿管、叶轮盖板、轴承、电机等部分祖成。该浮选机与常规充气浮选机不同,可自行吸浆。

工作时,电机带动叶轮旋转,由鼓风机给入低压空气,经空心主轴进入空气分配器,通过分配器侧壁孔隙,进入到叶轮叶片间,矿浆则由上叶片吸入至叶轮叶片间,浆气混合后,矿化泡沫升至矿浆表面。

XCF型充气搅拌式浮选机

XCF型充气搅拌式浮选机多在中、大型铁矿选矿厂做粗选和扫选作业。

2.2 KYF型充气搅拌式浮选机

KYF型充气搅拌式浮选机由槽体、叶轮、定子、吸气管、空气分配器、电机、轴承体等部分组成,该浮选机浆、气均由外部装置给入。

工作时,叶轮旋转后,槽体内矿浆被叶轮甩至四周,经叶轮下端进入叶轮叶片间。由鼓风机给入低压空气,经空气分配进入叶轮叶片间,当浆气充分混合后,从叶轮上半部排出,经定子稳定后,进入槽中,形成矿化气泡上浮。

KYF型充气搅拌式浮选机

KYF型充气搅拌式浮选机在铁矿选矿厂中,多用于处理较单一的铁矿石,做粗选和扫选作业。

2.3 XCF-KYF浮选机组

XCF-KYF浮选机组是将XCF型浮选机与-KYF型浮选机组合成联合机组,利用XCF型可自吸气的功能,将两机组合,可摆脱浮选机各作业间300~500mm的高差基建,也无需扬程泵输送矿浆,两机联合不仅有效提高了整体浮选效果,还大大降低了 基建成本和投资成本。

此外,KYF浮选机与XCF浮选机构成的联合机组还可做单壁后倾叶片设计,以增大叶片与矿浆的接触面,可在较低转速条件下形成较强的搅拌能力,从而有助于促进矿浆弥散,提高重启能力并降低翻花程度。

XCF-KYF浮选机组

XCF-KYF浮选机组中和了两种浮选机的优势,在铁矿选矿厂中,可在大、中、小型选矿厂中做粗选、精选和扫选作业。

2.4 CLF型粗颗粒浮选机

CLF型粗颗粒浮选机由槽体、叶轮、定子、稳流板、空心轴、空气分配器、电机、轴承体等部分组成,该浮选机的叶轮叶片转速比高。

工作时,叶轮旋转后,由鼓风机给入空气,经空心轴、空气分配器将空气给入至叶轮叶片间,矿浆则由从叶轮下部吸入到叶轮叶片间,与空气充分混合后,由叶轮上半部排出,经定子稳流后,穿过格子板,进入槽内上部区域。此时,浮选机内部含有大量气泡,而外侧循环通道内不含气泡或者含有极少量气泡,形成压差,并在此压差和叶轮抽吸的作用下,内部矿浆和气泡上升通过格子板,将粗颗粒矿物带到格子板上方,形成悬浮层,矿化气泡和含有较细矿粒的矿浆继续上升,矿化气泡升到液面形成泡沫层。

CLF型粗颗粒浮选机

CLF型粗颗粒浮选机在铁矿选矿厂中多用于处理粗粒级矿物选别(同时可兼顾细粒矿物选别)。

三、铁矿浮选药剂

在浮选作业时,药剂选择很重要,能否得到满意的浮选指标,很大程度上取决于药剂的选择是否正确。下面我们来介绍铁矿浮选常见的药剂有哪些?

目前铁矿浮选药剂主要分为捕收剂、分散剂、絮凝剂、活化剂和抑制剂。

铁矿浮选药剂

1、铁矿浮选药剂—捕收剂

捕收剂是通过改变矿物表面的疏水性,使欲被浮的矿物粘附在气泡表面上浮起,以达到矿物分选的目的。铁矿捕收剂可分为阳离子捕收剂和阴离子捕收剂。

阳离子捕收剂:是铁矿反浮选流程应用很广的方法,主要用于浮选石英砂类脉石矿物。其捕收剂多为胺类,如十二胺、醚胺、CS系列和GE系列等捕收剂。

阴离子捕收剂:主要在铁矿正浮选流程中应用,用于浮选铁矿物,其捕收剂多为脂肪酸类,如己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、豆寇酸、软脂酸和硬脂酸等捕收剂。

铁矿选矿药剂—捕收剂

2、铁矿浮选药剂—分散剂

分散剂的主要作用是防止矿物颗粒团聚和减轻不同矿物之间的交互式影响,从而提高浮选指标,多适于某些复杂难选铁矿浮选,常见的铁矿用分散剂有NM-3、水玻璃等。

3、铁矿浮选药剂—絮凝剂

絮凝剂通过桥联作用将微细粒矿物颗粒絮凝成团,改善其沉降效果。铁矿石嵌布粒度细时,须细磨后才能实现分选作业。一般絮凝剂浮选多用于处理细粒贫铁矿选别。铁矿常用的絮凝剂主要包括淀粉、聚丙烯酰胺以及腐殖酸盐等。

铁矿浮选药剂—絮凝剂

4、铁矿浮选药剂—活化剂

活化剂是通过吸附、覆盖在矿物表面使其活化,从而增强捕收剂在矿物表面的吸附,有利于捕收剂发挥作用。在阴离子捕收剂反浮选铁矿物中,石英难以用磺酸、脂肪酸进行浮选,但石英表面先吸附Ca2+、Mg2+、Pb2+等金属离子后,可借助这些离子吸附捕收剂完成活化,易于捕收。活化剂在黄铁矿浮选作业中较为常见。铁矿常用的活化剂有磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、二甲苯、氟硅酸钠、硫酸亚铁及硫酸铵、氯化铵、氢氧化铵等。

5、铁矿浮选药剂—抑制剂

抑制剂可提高某种矿物的润湿性,使其与水溶液良好接触,从而减小矿物浮选过程中接触气泡的几率。采用阳离子捕收剂,以淀粉、直链淀粉、支链淀粉和麦芽糖、葡萄糖为抑制剂,可在浮选石英时抑制铁矿。

麦芽糖和葡萄糖在较高浓度(1000mg/L以上)时对铁矿的抑制效果较好,淀粉类抑制剂在低浓度下也可抑制铁矿,且不影响石英可浮性。

铁矿浮选药剂—抑制剂

上述内容主要围围绕铁矿浮选工艺、铁矿浮选设备及铁矿浮选药剂进行了简要介绍。其不同的铁矿石性质不同,选择的浮选工艺不同,因此配置的浮选设备及浮选药剂也各不相同,在实际选厂中,若想你的铁矿厂能够获得理想指标,应尽量做选矿试验,通过试验结果,科学合理地设计选矿工艺流程及选矿设备和药剂,方能获得理想的投资回报率。

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