洗礦工藝與設備介紹

行業(yè)動(dòng)態(tài):2012-08-14

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除去礦石中粘土質(zhì)物料的過(guò)程叫洗礦。這個(gè)過(guò)程實(shí)際上包括著(zhù)碎散和分離兩個(gè)步驟。整個(gè)過(guò)程是在水流作用和相應的機械中進(jìn)行的。碎散就是借水的浸泡、沖擊和攪拌使粘土質(zhì)物料碎解和分散;分離就是借水流的作用將懸浮于水中的粘土質(zhì)細粒和礦泥與粗粒物料分開(kāi)。對有些物料,碎散和分離兩個(gè)步驟是分別進(jìn)行的;但是,對于大多數物料,碎散和分離幾乎是同時(shí)進(jìn)行的。只要包含著(zhù)這兩個(gè)步驟并得出粗粒和細?;虻V泥產(chǎn)品的作業(yè)和流程,均可統稱(chēng)謂洗礦。

粘土質(zhì)物料來(lái)源于礦床中的粘土類(lèi)礦物或被粘土所膠結成團的、風(fēng)化成細粒的礦石;某些亞粘土類(lèi)礦物的風(fēng)化或蝕變產(chǎn)物以及在開(kāi)采過(guò)程中被粉碎了的造泥礦物。這三種情況都可能產(chǎn)生“泥”筒混入礦石中,構成含泥物料(或礦石)。

洗礦被廣泛地用于黑色金屬(鐵、錳)礦石、有色金屬(銅、鋁、鋅、鎢、錫、鋁)礦石、非金屬(金剛石、高嶺土、石英砂、硅藻土等)礦石、稀有和貴金屬砂礦、建筑材料(碎石、礫石和砂)以及其他一些物料(如能源礦物和化學(xué)原料礦物)的處理。

到目前為止,關(guān)于“泥”,仍沒(méi)有一個(gè)完全統一而明確的概念和嚴格的粒度界限。在一些文獻和資料上以及在實(shí)際生產(chǎn)中,都是根據各個(gè)不同的具體工藝條件和物料的特性而確定“泥’的粒度界限。譬如,在國內有色金屬選礦廠(chǎng),把影響碎礦作業(yè)的“泥”的粒度界限,確定為-0.3毫米。但是,在有些選礦廠(chǎng)仍然習慣地以200網(wǎng)目(0.075毫米)作為“泥”的界限。

由于“泥”沒(méi)有確定的概念,因而,含泥物料的可洗性能也無(wú)法有完整意義的表述。起初,是根據被洗物料本身的物理機械性質(zhì)來(lái)間接地評定其可洗的難易程度。但是,這不能準確地反映洗礦過(guò)程的實(shí)際,而且,明顯地忽視了洗礦設備的機械作用。近年來(lái),基于洗礦動(dòng)力學(xué)的研究,提出用洗礦過(guò)程的參數(單位礦石的洗礦能耗及必須的洗礦時(shí)間)和洗礦強度來(lái)評定被洗物料的可洗性能,并由此引出了可洗性系數的概念。這樣,就比較準確地反映了洗礦過(guò)程的實(shí)際。

影響洗礦效率的因素,除了被洗物料本身的物理機械性質(zhì)和洗礦設備的機械作用外,尚有水流的速度、壓力、水量、水溫和可能添加的藥劑(水玻璃、硫酸、蘇打、石灰等)以及洗礦前物料的準備方法(事先浸泡或預先干燥)等。

對一些粘結較強的砂礦,往往要用一定流速的高壓水沖擊和輸送,方能使結團的塊狀物料得到碎散和分離。

對于難洗物料的用水量顯然要比易洗礦石的用水量大。洗礦效率隨水溫的升高而提高。譬如,從10°C加熱到40°C的水,對粘土的碎散速度提高將近二倍。事先將被洗物料浸泡或干燥,可以起到改變被洗物料所固有的物理機械性質(zhì)或是破壞被洗物料內的牢固的粘結力的作用,從而達到改善洗礦的指標,縮短洗礦時(shí)間。各種類(lèi)型的洗礦設備都是以其結構和工作參數來(lái)完成洗礦任務(wù)的。從洗礦過(guò)程應用的歷史來(lái)看,起初只是單純地用水在普通的篩子上沖洗,逐步演變到使用專(zhuān)門(mén)的洗礦機械。隨著(zhù)被處理物料的復雜、難洗,又出現了將碎散和分離作業(yè)合在一起的洗礦裝置和洗礦機組。在現代選礦領(lǐng)域中,隨著(zhù)選礦應用范圍的不斷擴大和被處理物料難洗程度的加深以及工藝要求的嚴格,要良好地完成洗礦的任務(wù),也非單個(gè)的洗礦機械所能勝任,往往要多種洗礦機和篩分(或分級)機配合使用,這樣,就組成了洗礦流程。

洗礦一般在選礦廠(chǎng)是用作準備作業(yè),設置于揀選(包括手選和光電選)、破碎、重選(包括重介質(zhì)選礦)、磁選和浮選作業(yè)之前。洗礦的目的在于消除礦泥對這些作業(yè)的影響和危害,以改善這些作業(yè)的工藝條件,提高作業(yè)效率和獲得良好的選別指標。例如,在我國南方的黑鎢礦選礦廠(chǎng)的手選作業(yè)前,普遍采用了在振動(dòng)篩上加沖洗水的洗礦作業(yè)來(lái)清除礦石表面的礦泥。從而提高了手選作業(yè)的丟廢率,并且為進(jìn)—步降低手選粒級的下限創(chuàng )造了條件。在我國長(cháng)江中下游及華南地區的大多數選礦廠(chǎng)的碎礦工段中,也普遍地采用洗礦作業(yè)來(lái)消除礦泥的危害,防止破碎腔、漏斗和礦倉的堵塞,以保證碎礦流程的暢通、實(shí)現破碎篩分作業(yè)的正常生產(chǎn)。對礦石中含有可溶性的重有色金屬氧化礦物,碎礦工段中的洗礦作業(yè),不僅是為了改善碎礦作業(yè)的條件,而且是為了有效地回收這些可溶性礦物中的重金屬離子,同時(shí),也可提高浮選作業(yè)的指標。當然,對規模很大的選礦廠(chǎng)要處理濕而粘的物料,洗礦是極復雜又困難的作業(yè),就應當考慮采用自磨工藝了。

洗礦也可以是一種直接產(chǎn)出成品精礦的獨立選礦過(guò)程。例如我國的殘積型鐵、錳礦石和褐鐵礦的處理,大多采用了多段洗礦作業(yè),直接產(chǎn)出成品精礦或粗精礦送下段選別處理。天然硅砂,工業(yè)用陶土和高嶺土以及某些磷灰石礦,通常只需要洗礦、加上篩分(或分級)就可以獲得合格產(chǎn)品。又如供冶煉用的輔助材料石灰石,在礦床中由于巖溶裂隙較發(fā)育,地表粘土和風(fēng)化產(chǎn)物混入礦石中,通常也都是用洗礦的方法除去雜質(zhì)以獲得優(yōu)質(zhì)石灰石。在金剛石砂礦中,金剛石顆粒呈松散或膠結狀存在,一般不需要進(jìn)行破碎和磨礦,只需要將原礦進(jìn)行洗礦,篩分和脫泥,即可將大塊礫石和細泥尾礦分出,獲得粗精礦(或稱(chēng)凈砂),進(jìn)一步用重選法即可產(chǎn)出成品精礦。

在化學(xué)原料礦石中,磷礦通常都需要洗礦。在我國,80%以上的磷礦屬硅鈣型的膠磷礦。煅燒后,就變得松酥易碎,但大量的鈣、鎂氧化物仍包裹在礦物集合體中,妨礙了水化反應。簡(jiǎn)單的脫泥不見(jiàn)效果。為有效地脫除鈣、鎂脈石,在消化的同時(shí)要進(jìn)行擦洗。這樣,既強化了脫泥效果、又促使了水化反應的順利進(jìn)行。在加拿大,幾乎所有的鉀鹽礦選廠(chǎng)都有脫泥回路,以除去極細的不溶物。這種不溶物是一種白云石、赤鐵礦和少量粘土以及硬石膏的混合物。在鹵水中一經(jīng)潮濕就解離成很細的分散物。這種礦泥要經(jīng)多段高強度擦洗才得以完全碎散,隨之經(jīng)多段脫泥回路才能逐步分離出去。

洗礦過(guò)程所產(chǎn)出的細泥和粗粒礦塊(除直接成品外),都需要作進(jìn)一步的處理,特別是細泥。在某些金屬礦石中,洗礦細泥往往含有較高的金屬品位,應考慮用適當的選別方法加以回收。對某些非金屬礦石,粗粒的可能作為廢渣丟棄,細泥則需經(jīng)分級、濃縮(或沉淀)、烘干等處理。洗礦過(guò)程用水量都很大,因而將排出大量的污水。在考慮采用洗礦作業(yè)時(shí),必須同時(shí)考慮污水的處理,否則將會(huì )對環(huán)境帶來(lái)惡劣的影響。

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