一种复杂难选硫铁矿综合利用工艺及系统的制作方法

本发明涉及铁矿石资源选矿冶金、资源综合利用的，特别是涉及一种复杂难选硫铁矿综合利用工艺及系统。

背景技术：

1、

2、我国大部分铁矿石均含有硫、磷等有害杂质，尤其是富含磁黄铁矿、黄铁矿的高硫铁矿石，这类矿石选矿难度更大。铁精矿含硫较高，会对冶金生产及钢材质量造成危害。烧结过程中为保证脱硫效果必须加入更多的石灰，导致入炉品味下降，渣量增大，焦比升高；硫对钢材是最为有害的成份，它使钢材产生“热脆性”。铁矿石中硫含量高，高炉脱硫造成大量能耗，加大生产成本，造成环境污染。

3、目前常用的高硫、磷铁矿选矿方法主要以浮选和焙烧为主组成的联合工艺。铁精矿除硫常用的工艺有浮选、焙烧，前者使用大量化学药剂，流程复杂，而后者成本高且产生环境污染。提高铁精矿脱硫率，大量的硫元素进入尾矿中，得不到综合利用，长期堆放在尾矿库中，造成水环境、土壤酸性污染，甚至重金属硫化物造成重金属污染。

4、当前含硫铁矿石选矿流程单一固定，受矿石性质波动变化，生产指标不稳定，当采用混矿方式，调整原矿指标时，使得矿石成分复杂，后续矿石有价组分分选困难，造成过磨现象、增大浮选药剂使用量等问题，不到预期生产指标，同时给生产管理造成困难。

5、

6、在此背景下，结合高硫铁矿石资源开发利用自身难点、生态环境问题，走出一条分选高效、资源综合利用之路，保障铁矿资源稳定供应，特提出此发明。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种复杂难选硫铁矿综合利用工艺及系统，依据矿石性质差异，按照脉石矿物早抛、早分级、精矿产品早富集的原则，低硫粗粒高品位矿石干式磁选，细粒矿石湿式磁选；高硫铁矿石磁浮联合的工艺，实现了高硫铁矿石资源的富集，有价组分高效回收，节能减排的目的。

2、为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、本发明第一方面提供一种复杂难选高硫铁矿综合利用工艺，包括以下步骤：

4、s1、对原矿石进行破碎，获得20mm～0mm的破碎产品，作为待选加工原矿。

5、本发明技术方案主要是针对粉矿粒度为-20mm以下的硫铁矿石提出，原料粒度控制在20mm以下，保证高压辊磨入料粒度合格。通过碾压破碎，降低了矿石粒度；实现了圆锥破碎机较难破碎到细粒级别，对于粗粒级富集矿石，可实现单体解离；对于嵌布粒度较细的矿石，不仅实现了碾压破碎到较细粒度，减少了入磨粒度，同时对矿石产生微裂纹，起到减少磨矿能耗的优势。如果来料为大块产品，可考虑两段破碎或者三段破碎等常规阶段破碎，保证破碎产品为20mm以下，本技术方案不予以介绍。

6、s2、将20mm～0mm原矿破碎，破碎产品进行筛分，筛下2mm～0mm产品作为合格产品得到粉矿待选加工料；2mm以上的筛上产品返回重新破碎，形成闭路循环。

7、优选地，步骤s2中，采用高压辊磨机对20mm～0mm原矿进行碾压破碎，筛分设备选用筛分效率高的双层振动弛张筛，破碎产品经皮带机给入双层振动弛张筛。

8、优选地，高压辊磨机的工作压力为8.0mpa～12.0mpa,循环负荷100%～125%。

9、所述步骤s2中，高压辊磨碾压破碎后，通过双层弛张筛进行检查筛分，筛上产品返回高压辊磨机进行再次破碎，控制筛下粒度为-2mm以下，确保产品粒度合格。

10、s3、依据矿石性质差异，当原矿为低硫高品位铁矿，铁颗粒富集粒度较粗，精矿满足含硫标准时，步骤s2中粉矿待选加工料给入一段干选机进行粗选，得到干选粗精矿和干选废石，干选废石可根据市场情况作为建筑砂石售卖；干选粗精矿给入二段干选机进行精选，干选精矿作为最终产品，干选尾矿作为中矿产品，依据中矿产品品位情况，是否有回收价值，如有回收价值进入步骤s5。

11、所述步骤s3中，低硫高品位铁矿石，铁颗粒富集粗，可经过一粗一精两次干选作业，即可获得品位62%、回收率80%以上的干选铁精矿；一方面节约用水，有利于水资源短缺的地方作业，另一方面不需要磨矿，节约大量能耗。如果中矿产品品位较高，具有回收价值，可以给入步骤s5的一段磨矿、湿式磁选作业，保障铁矿资源的回收，减少金属量的流失。

12、所述步骤s3中，粗选作业采用强磁场强度，如采用磁场强度4000～6000gs的干选机，精选作业采用中强磁场强度，如采用磁场强度3000～4000gs的干选机。

13、s4、依据矿石性质差异，当原矿为低硫低品位铁矿，铁颗粒富集粒度较细，且精矿满足含硫标准时，步骤s2中粉矿待选加工料进行造浆给入一段湿式预磁选机进行湿式预选，得到预磁选精矿。

14、所述步骤s4中，低硫低品位磁铁矿石，通过湿式预磁选作业，可以调高粉矿品位，抛出25～30%的尾矿，减少入球磨机处理量，减少能耗。

15、s5、预磁选精矿或中矿产品给入旋流器进行分级，沉砂给入一段球磨机进行一段磨矿作业，一段球磨机排矿返回旋流器进行再次分级，形成闭路循环；旋流器溢流给入湿式磁选一磁、二磁进行两段磁选，获得二磁精矿。

16、所述步骤s5中，预磁选精矿经过旋流器分级，溢流无需进入磨矿作业，进一步减少了磨矿处理量。

17、优选地，步骤s5中，湿式预磁选精矿经过一段分级一段磨矿闭路作业，保证矿石合格磨矿细度-200目60%～70%，有利于提高精矿品位。

18、所述步骤s4中，当原矿还有可回收黄铜矿时，预磁选尾矿以及步骤s5中的一磁尾矿、二磁尾矿均给入步骤s8中的筛分并进行步骤s8。

19、s6、步骤s5中二磁精矿给入浓缩磁选ⅰ，浓缩磁选ⅰ精矿给入过滤机过滤，作为最终铁精矿。

20、s7、依据矿石性质差异，当原矿为高硫铁矿，有价成分为磁铁矿和部分磁黄铁矿时，步骤s5中的二磁精矿给入浮选机中进行反浮选粗选ⅰ，粗选ⅰ精矿进行浮选精选ⅰ，精选ⅰ尾矿返回粗选ⅰ形成闭路，精选ⅰ精矿给入浓缩磁选ⅰ，浓缩磁选ⅰ尾矿返回所述浮选精选ⅰ形成闭路；浓缩磁选ⅰ精矿给入过滤机过滤，得到最终铁精矿；粗选ⅰ尾矿进行扫选ⅰ作业，扫选ⅰ精矿返回粗选ⅰ作业，形成闭路；扫选ⅰ尾矿给入浓缩磁选ⅱ，浓缩磁选ⅱ精矿经过过滤作为最终硫精矿。

21、所述步骤s7中，高硫磁铁矿，有价成分为磁铁矿和部分磁黄铁矿时，由于磁黄铁矿同属强磁性矿物，通过磁选的方法难以将其从磁铁矿中分离，因此采用先磁后浮的组合工艺，使其分离,二磁精矿采用反浮选，抑铁浮硫工艺，二磁精矿经过一粗一精浮选，粗选ⅰ尾矿经过一粗一扫浮选，最终可获得品位65%以上、回收率75%以上的铁精矿，品位40%以上、回收率65%以上的硫精矿。

22、优选地，步骤s7中，磁铁矿浮选精选ⅰ精矿经过浓缩磁选ⅰ作业，确保减少硫夹杂，含量低于标准值；扫选ⅰ尾矿经过浓缩磁选ⅱ作业，进一步减少脉石夹杂，提高硫精矿品位；同时提高矿浆浓度，增大过滤机处理能力。

23、优选地，步骤s7中，反浮选中粗选ⅰ作业使用的药剂为：活化剂：低酸新型活化剂euu-1,捕收剂：丁基黄药，起泡剂：柴油、2#油。

24、s8、依据矿石性质差异，当原矿为高硫铁矿，有价成分除磁铁矿和磁黄铁矿，还有可回收黄铜矿时，步骤s5中的二磁尾矿和步骤s7中浓缩磁选ⅱ尾矿给入筛分，筛上产品给入二段球磨机进行二段磨矿，二段球磨机返回筛分形成闭路；筛下产品给入浮选机进行正浮选粗选ⅱ，经过一段粗选后，粗选ⅱ精矿进行精选ⅱ，精选ⅱ精矿经过过滤作为最终铜精矿，精选ⅱ尾矿返回粗选ⅱ作业；粗选ⅱ尾矿进行扫选ⅱ，扫选ⅱ精矿返回粗选ⅱ作业，扫选ⅱ尾矿作为最终尾矿。

25、所述步骤s8中，高硫铁矿有价成分除磁铁矿和磁黄铁矿，还有可回收黄铜矿时，将步骤s5中的二磁尾矿和步骤s7中浓缩磁选ⅱ尾矿通过再磨，正浮选后予以回收，保障有价组分的综合回收，最终可获得品位20%以上、回收率90%以上的铜精矿。

26、优选地，步骤s8中，所述筛分设备采用高频细筛，通过高频细筛和二段球磨机组成预检查筛分闭路磨矿，控制磨矿粒度-200目80～85%，保障黄铜矿于脉石的充分单体解离。

27、优选地，步骤s8中，铜回收正浮选中粗选ⅱ作业使用的药剂为：抑制剂：腐殖酸钠、石灰,分散剂：六偏磷酸钠，捕收剂：异丁基黄药，起泡剂：2#油。

28、本发明技术方案中，对于高硫磁铁矿石采用先磁后浮的联合工艺，区别与其他单一工艺的，考虑磁选相对浮选生产成本低，管理简单，另外，磁黄铁矿具有强磁性、易氧化、性脆及磨矿易泥化等特点。故此，通过一段磨矿，得到较高单体解离度，优先通过磁选分离出来，减少能耗。依据磁铁矿和磁黄铁矿的可浮性差异，选择抑铁浮硫的反浮选工艺，一方面节约浮选药剂的使用量，节约能耗，另一方面保障了铁精矿的低硫指标。

29、本发明技术方案中，对综合尾矿进行二段磨矿，从一段磨矿-200目60%～70%提高到二段磨矿-200目80%～85%，一方面保障了黄铜矿的充分单体解离，保障了铜矿资源的回收，另一方面减少了再磨量，降低了能耗。

30、本发明第二方面提供一种复杂难选硫铁矿综合利用系统，是根据上述的复杂难选硫铁矿综合利用工艺实现的，包括破碎设备、筛分设备ⅰ、一段干选机、二段干选机、一段湿式预磁选机、旋流器、一段球磨机、一磁磁选机、二磁磁选机、浓缩磁选机ⅰ、过滤机ⅰ、浮选机一、浮选机二、浮选机三、浓缩磁选机ⅱ、过滤机ⅱ、筛分设备ⅱ、二段球磨机、浮选机四、浮选机五、过滤机ⅲ和浮选机六，其中，

31、破碎设备的下排矿口通过输送机连接筛分设备ⅰ；筛分设备ⅰ下游布置一段干选机和一段湿式预磁选机，一段干选机的精矿口连接二段干选机的给矿口，一段干选机的尾矿口通过输送机连接废石仓；二段干选机的精矿口通过输送机连接干选精矿仓，二段干选机的中矿口通过可逆输送机切换连接中矿仓，或给入造浆给矿箱，造浆给矿箱的排料口连接旋流器；

32、一段湿式预磁选机的精矿口连接旋流器的给矿口，其尾矿口连接尾矿集矿箱；旋流器的沉砂口连接一段球磨机，其溢流口连接一磁磁选机；一段球磨机的排矿口连接旋流器给矿口；一磁磁选机的精矿口连接二磁磁选机的给矿口，一磁磁选机和二磁磁选机的尾矿口连接尾矿集矿箱；二磁磁选机的精矿口能够切换连接浓缩磁选机ⅰ的给矿口或者浮选机一；浓缩磁选机ⅰ的精矿口连接过滤机ⅰ，浮选机一的精矿口连接浮选机二的给矿口，其尾矿口连接浮选机三的给矿口；浮选机二的尾矿口连接浮选机一的给矿口，形成闭路循环，浮选机二的精矿口连接浓缩磁选机ⅰ的给矿口；浓缩磁选机ⅰ的尾矿口连接浮选机二形成闭路，或者连接尾矿浓缩池；过滤机ⅰ的精矿口通过皮带运输机连接铁精矿储矿仓，其溢流口连接浓缩磁选机ⅰ的给矿口形成闭路循环；浮选机三的精矿口连接浮选机一的给矿口形成闭路循环，其尾矿口连接浓缩磁选机ⅱ的给矿口；浓缩磁选机ⅱ的精矿口连接过滤机ⅱ的给矿口，其尾矿口连接尾矿集矿箱；过滤机ⅱ的精矿口通过皮带运输机连接硫精矿的储矿仓，其溢流口连接浓缩磁选机ⅱ的给矿口，形成闭路循环；

33、尾矿集矿箱的给矿口连接筛分设备ⅱ的给料口，筛分设备ⅱ的筛上排矿口连接二段球磨机，二段球磨机的排矿口连接筛分设备ⅱ的给矿口，形成闭路循环；筛分设备ⅱ的筛下排矿口连接浮选机四，浮选机四的精矿口连接浮选机五的给矿口，其尾矿口连接浮选机六的给矿口；浮选机五的精矿口连接过滤机ⅲ的给矿口，其尾矿口连接浮选机四的给矿口形成闭路循环；浮选机六的精矿口连接浮选机四的给矿口形成闭路循环，其尾矿口连接尾矿浓缩池；过滤机ⅲ的精矿口通过皮带运输机连接铜精矿储矿仓，其溢流口连接清水池。

34、一种可能的技术方案中，所述一段湿式预磁选机选择顺流型湿式筒式永磁磁选机，如磁场强度2000oe～2500oe的顺流型湿式永磁筒式磁选机，作业浓度20%～25%。

35、一种可能的技术方案中，所述一段球磨机选择格子型球磨机，所述二段球磨机选择溢流型球磨机，矿浆浓度控制为70%～85%。

36、一种可能的技术方案中，所述筛分设备ⅱ选择高频细筛。

37、一种可能的技术方案中，所述一磁磁选机、二磁磁选机、浓缩磁选机ⅰ、浓缩磁选机ⅱ均为半逆流型湿式筒式弱磁选机，如一磁磁选机为磁场强度2000oe～2500oe的半逆流型湿式永磁筒式磁选机，二磁磁选机选用磁选机为磁场强度1500oe～2000oe的半逆流型湿式永磁筒式磁选机；一磁磁选机和二磁磁选机作业浓度为20%～25%。

38、一种可能的技术方案中，浓缩磁选机ⅰ10或浓缩磁选机ⅱ15可以为磁场强度1500oe～200o0e的半逆流型湿式永磁筒式磁选机，其作业浓度为15%～25%。

39、一种可能的技术方案中，所述浮选机一、浮选机二、浮选机四、浮选机五均采用机械搅拌式浮选机，浮选机三、浮选机六均采用充气搅拌式浮选机。

40、本发明复杂难选高硫磁铁矿资源综合利用系统，可根据生产规模、原矿性质及产品质量要求进行适用性调整，如设备数量、处理能力大小，以满足实际生产要求，因此系统通用性较强。

41、与现有技术相比本发明的有益效果为：第一方面，本发明实现了复杂难选含硫磁铁矿资源低成本、低能耗、低水耗开发利用；第二方面，本发明实现了硫、铜矿有价组分的综合回收，提高了矿产资源的利用效率，第三方面，本发明实现了一个生产系统满足不同矿石性质的差异化选别，提高了选矿工艺适用性，为选矿企业提供了稳定可靠，多元化选别的技术方案。同时该发明的应用，是作为生产企业打造“绿色矿山”的有效之路。