赤鐵礦的選礦過程是一個復雜而精細的工藝,旨在提高礦石中鐵的含量,即品位。以下是赤鐵礦選礦的主要步驟和方法:
一、礦石開采與預處理
開采:赤鐵礦的開采通常從露天礦或地下礦進行,具體方式取決于礦體的規模、埋藏深度和地質條件。
破碎:開采出的原礦石首先被送入破碎機進行初步處理。破碎作業分為粗碎、中碎和細碎三個階段,使用顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機等設備,將礦石破碎至約8~14mm的小顆粒,以便后續處理。
篩分與磨礦:破碎后的礦石需要進行篩分,以分離出不符合磨礦進料尺寸的大塊礦石,這些大塊礦石將被送回破碎機重新破碎。篩分后的礦石進入磨礦階段,通過球磨機或自磨機等設備將礦石顆粒進一步減小至微米級(通常為10~300μm),以便有用礦物與脈石礦物充分解離。
二、選別作業
選別作業是赤鐵礦工藝流程中的核心環節,目的是將有用礦物(赤鐵礦)與脈石礦物分離,獲得高品位的赤鐵礦精礦。選別方法主要包括磁選、浮選和重力選礦等,這些方法可以單獨使用,也可以聯合使用,以達到最佳選別效果。
磁選法:
原理:利用赤鐵礦的磁性差異進行分離。磁選機通過產生強大的磁場,使赤鐵礦顆粒受到磁力作用而被吸附在磁棍上,從而實現與脈石礦物的分離。應用:多用于處理磁鐵-赤鐵礦混合礦石。由于赤鐵礦的磁性一般不高,因此常采用弱磁-強磁選法。即先用弱磁選機進行初步分選,以去除非磁性礦物和部分強磁性礦物,再用強磁選機對弱磁選尾礦進行進一步處理。
浮選法:
原理:通過添加特定藥劑(如陰離子捕收劑、陽離子捕收劑等),使赤鐵礦顆粒表面具備疏水性,從而隨氣泡浮至液面實現分離。分類:包括正浮選和反浮選兩種。正浮選是利用陰離子捕收劑從原礦中浮出鐵礦物;反浮選則是利用陰離子或陽離子捕收劑從原礦中浮出脈石礦物。
應用:浮選法主要用于處理細粒、微粒弱磁性赤鐵礦石。反浮選在技術上比正浮選更具優勢,因為反浮選工藝捕收的對象是脈石,對于脈石礦物夾雜嚴重的礦物,反浮選更容易獲得高質量的赤鐵精礦。
重力選礦法:
原理:依據不同密度物質在重力場中的運動差異進行提純。分類:粗粒重選法和細粒重選法。粗粒重選法適用于品位高(50%以上)但礦體較薄或夾層較多的赤鐵礦;細粒重選法適用于處理嵌布粒度細、含磁性較高的赤鐵礦。
應用:重力選礦法可單獨使用,也可與其他選礦方法聯合使用。例如,強磁選-重選聯合工藝流程是一種常見的聯合工藝,先采用強磁選法丟棄大量不合格尾礦,然后利用重選法進一步選出赤鐵礦。
三、后續處理
還原與精煉:經過選別得到的赤鐵礦精礦需要進行還原反應,將其中的氧化鐵還原為金屬鐵。這一過程通常在還原爐中進行,通過加入還原劑(如焦炭、煤粉等)和適當的溫度控制來實現。還原得到的鐵水含有一定的雜質(如硫、磷等),這些雜質會影響鐵的品質。因此,鐵水需要通過精煉過程進一步去除雜質。精煉過程中會加入脫硫劑、脫磷劑等物質,使鐵水中的雜質與這些物質反應生成沉淀物并排出。
澆鑄與成品:經過精煉的鐵水可以進行澆鑄,制成各種形狀的鐵制品(如鋼板、鋼管等)。澆鑄過程中需要控制鐵水的溫度和澆鑄速度,以確保鐵制品的質量和性能。成品鐵制品經過質量檢測合格后,即可出廠銷售或用于后續加工。
四、特殊選礦方法
焙燒磁選法:當礦物組成比較復雜而其他選礦方法難以獲得良好的選別指標時,往往采用焙燒磁選工藝選別赤鐵礦。焙燒磁選法主要是對礦石進行磁化焙燒,使赤鐵礦或假象赤鐵礦轉變成磁鐵礦,然后用弱磁場磁選機進行分選。焙燒磁選法設備投資大、生產成本高,因此在實際應用中需要綜合考慮經濟性和技術可行性。
全浮選流程:使用脂肪酸類陰離子捕收劑和碳酸鈉作礦漿調整劑,適用于赤鐵石英巖類型礦石。全浮選流程可以進一步提高赤鐵礦的品位和回收率。
綜上所述,赤鐵礦的選礦過程需要根據礦石的具體性質和選礦目標來確定合適的選礦方法。通過合理選擇和組合不同的選礦工藝,可以有效提高赤鐵礦的精礦品位和回收率,滿足不同選礦需求。