一种铁矿石干法磨矿选矿装置及工艺
技术领域
本发明属于金属矿石磨矿工艺技术领域，尤其涉及一种铁矿石干法磨矿选矿装置及工艺。
背景技术
我国铁矿资源较为丰富，但主要呈现“贫矿多、富矿少、伴生矿种类多且组分复杂”等特点。矿石细磨是提高选矿效率的有效方法，但细磨消耗更多的能耗和增加设备运维成本，现有的矿石细磨方法仍以球磨机湿磨为主，该工艺历史悠久，技术成熟稳定，但消耗大量水资源，环保差，球磨机成品粒径差别大，且能耗和研磨体消耗量大，建设投资和生产成本巨大。
近些年来，高压辊磨机粉碎系统在选矿行业得到大力推广，经高压辊磨机破碎至3mm以下进行磁选后，再由球磨机与涡流选粉机或球磨机、塔磨与涡流选粉机等组成的湿法闭路粉磨系统将矿石磨细。但在整个磨矿工段中高压辊磨机的作用仅仅是将40mm粗矿石粉磨至3mm以下，工序电耗仅有3-4kw.h/t，节能效果并不明显，只有让节能高效的干法粉磨设备参与下游的细磨工段才能达到矿系统节能、节水和降耗的目的。开采的原矿石需要经过旋回破碎机、惯性圆锥破碎机、输送皮带机和筛机等组成闭路循环破碎系统循环破碎方能达到高压辊磨机的矿石喂料粒度要求，如此复杂的工艺投资较大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大产量、低生产成本的铁矿石干法磨矿选矿装置及工艺。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种铁矿石干法磨矿选矿装置，包括原始矿料经粗破和磁选系统、闭路循环粗磨和磁选系统和闭路循环细磨系统;
所述粗破和磁选系统包括依次连接的旋回破碎机、输送皮带、圆锥破碎机和磁选机;所述闭路循环粗磨和磁选系统由原料输送皮带、粗磨立式辊磨机、出磨皮带机、巨型微粉筛机、回料皮带机和多个磁选机组成，微粉筛机的筛上粗料出口与第一磁选机的入口连接，第一磁选机包括第一磁铁矿出口和第一尾矿出口;第一磁铁矿出口与回料皮带机连接;微粉筛机的筛下细料出口与第二磁选机的入口连接，第二磁选机包括第二磁性矿出口与第二尾矿出口;第二磁性矿出口与第三磁选机的入口连接;第三磁选机包括贫矿出口和富矿出口，所述贫矿出口与回料皮带机连接，富矿出口通往细磨工段;
所述闭路循环细磨系统包括依次连接的细磨立式辊磨机、提升机、组合式选粉机和铁矿粉气固分离系统。
进一步的技术方案中，所述气固分离系统包括旋风筒、循环风机、收尘器、尾排风机、粉料皮带及排气烟囱。
进一步的技术方案中，所述气固分离系统包括收尘器、循环风机、粉料皮带和排气烟囱。进一步的技术方案中，所述立磨包括立磨壳体、喂料口、进料溜管、机架、驱动装置、磨辊、磨盘、挡料圈、刮料板、风室和排料口;驱动装置包括油缸和电机。
进一步的技术方案中，所述喂料口与固定在壳体顶部中心的进料溜管连通，磨辊可在磨盘装置转动，并与磨盘保持安全距离;所述物料从喂料口入磨，经进料溜管到达磨盘上，通过油缸施加压力后的磨辊与电机驱动旋转的磨盘配合完成磨盘上物料的碾压，碾压后的物料在磨盘转动离心力作用下向磨盘边缘滑移，到达磨盘边沿并越过挡料圈落入磨盘下方的风室;在风室内沿磨盘盘体圆周方向等间距安装有一定数量的所述刮料板，刮料板用于将落入风室的全部物料刮到排料口排出。
进一步的技术方案中，所述磨盘边缘设有挡料圈，挡料圈高度为磨盘直径的2%-4%。
进一步的技术方案中，所述刮料板数量比常规立磨的多一倍以上，安装位置与风室底板间距20—40mm，与风室侧壁间距70—120mm。
进一步的技术方案中，本发明还公开了上述铁矿石干法磨矿选矿装置的选矿工艺，包括如下步骤：
S1、首先将原始矿料经粗破和磁选系统制成粒度≤80mm的矿石A;
S2、使用闭路循环粗磨和磁选系统对矿石A进行粗磨工序：粒度≤80mm的矿石A经原料输送皮带喂入粗磨立式辊磨机内被磨辊和磨盘碾磨后排出磨外，经出磨皮带机输送进入微粉筛机，在微粉筛机的筛上粗料进入第一磁选机进行磁选抛尾处理后返回粗磨立式辊磨机再次粉磨，直到粒度合格;细度P80≤2mm的筛下料进入第二磁选机经过强磁干选，磁性矿进入第三磁选机进行弱磁干选并获得富矿和贫矿;第三磁选机的贫矿返回回料皮带机并进入粗磨立式辊磨机再次粉磨至粒度合格;第三磁选机的富矿进入细磨工段;第一磁选机和第二磁选机的尾矿排放至指定的尾矿堆场;
S3、细磨工段由闭路循环细磨系统实施;富矿与出细磨立式辊磨机的物料一起经提升机喂入组合式选粉机进行风力分选，组合式选粉机包括设在上部的动态选粉机和设在下部的V型静态选粉机;物料先进入下部的V型选粉机进行风选，细颗粒和粉被风携带进入上部动态选粉机完成细粉分选，满足细度要求的细粉进入气固分离系统，实现矿料与气流的分离。
更进一步的技术方案中，上述步骤S3中上部动态选粉机分选出的细粉大部分由连接动态选粉机的旋风筒捕集，少量细粉由连接循环风机出风口的收尘器捕集净化并通过尾排风机排入烟囱;粗粉由V型选粉机的出料口进入细磨立式辊磨机继续粉磨，在细磨立式辊磨机内被磨辊和磨盘粘磨后排出磨外，再次由提升机喂入组合式选粉机进行风力分选，直至全部达到细度要求;粉料皮带将旋风筒和收尘器排出的矿料带走以进行下一步湿法磁选工艺。
更进一步的技术方案中，步骤S3中上部动态选粉机分选出的细粉全部由连接循环风机出风口的收尘器捕集净化并通过尾排风机排入烟囱;粗粉由V型选粉机的出料口进入细磨立式辊磨机继续粉磨，在细磨立式辊磨机内被磨辊和磨盘粘磨后排出磨外，再次由提升机喂入组合式选粉机进行风力分选，直至全部达到细度要求;粉料皮带将旋风筒和收尘器排出的矿料带走以进行下一步湿法磁选工艺。
具有的优点和积极效果：
本发明可实现原矿经过旋回破碎机、圆锥破碎机和磁选机等设备的粗碎和预抛尾等处理成80mm以下矿石，然后采用立式辊磨机替代常规的磨矿设备对其粉碎，配合巨型微粉筛机和多个磁选机组成闭路循环粗磨和磁选系统，矿石被粉碎至P80≤2mm，磁性矿与尾矿高度解离，大大提高选尽率，该工段最终获得精矿和尾矿;再由闭路循环细磨系统完成细磨工段的富矿细磨，细度可达到P80=200-400目，细度可由选粉机在线灵活调整，具体细度根据有价成分的选尽率和品位决定，便于后期与水混合搅拌进行湿法磁选获得高品位铁精矿。总之，本发明工艺流程设计简单，自动化程度高，环保且占地面积小，选矿用水量少，矿石选尽率高，获得的铁精矿品味高，建设投资低，生产能耗低。
附图说明
图1为本发明实施例1中的工艺流程图;
图2是图1和图2中三个磁选机的局部放大图;
图3是本发明中粗磨立式辊磨机的示意图;
图4是本发明中刮料板与风室位置的放大图;
图5为本发明实施例2中的工艺流程图。
其中：
1、粗破和磁选系统;2-1、原料输送皮带;2-2、出磨皮带机;2-3、回料皮带机;3、粗磨立式辊磨机;31、立磨壳体;32、喂料口;33、进料溜管;34、磨盘;35、磨辊;36、风室;37、排料口;38、挡料圈;39、刮料板;4、微粉筛机;5-1、第一磁选机;5-1a、第一磁铁矿出口;5-1b、第一尾矿出口;5-2、第二磁选机;5-2a、第二磁性矿出口;5-2b、第二尾矿出口;5-3、第三磁选机;5-3a、贫矿出口;5-3b、富矿出口;6、提升机;7、组合式选粉机;7-1、动态选粉机;7-2、V型选粉机;8、细磨立式辊磨机;9、旋风筒;10、循环风机;11、收尘器;12、尾排风机;13、粉料皮带;14、烟囱。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
如图1-4所示，本发明公开了一种铁矿石干法磨矿选矿工艺，包括如下步骤：
S1、首先将原始矿料经粗破和磁选系统1制成粒度≤80mm的矿石A;粗破和磁选系统1包括依次连接的旋回破碎机、输送皮带、圆锥破碎机和磁选机;
S2、使用闭路循环粗磨和磁选系统对矿石A进行粗磨工序：所述闭路循环粗磨和磁选系统包括原料输送皮带2-1、粗磨立式辊磨机3、出磨皮带机2-2、巨型微粉筛机4、回料皮带机2-3和多个磁选机;微粉筛机4底部的筛上粗料出口与第一磁选机5-1的入口连接，第一磁选机5-1包括第一磁铁矿出口5-1a和第一尾矿出口5-1b;第一磁铁矿出口5-1a与回料皮带机2-3连接;微粉筛机4一侧的筛下细料出口与第二磁选机5-2的入口连接，第二磁选机5-2包括第二磁性矿出口5-2a与第二尾矿出口5-2b;第二磁性矿出口5-2a与第三磁选机5-3的入口连接;第三磁选机5-3包括贫矿出口5-3a和富矿出口5-3b，所述贫矿出口5-3a与回料皮带机2-3连接，富矿出口5-3b通往细磨工段;具体的，粒度≤80mm的矿石A经原料输送皮带2-1喂入粗磨立式辊磨机3内被磨辊和磨盘碾磨后排出磨外，经出磨皮带机2-2输送进入微粉筛机4，在微粉筛机的筛上粗料进入第一磁选机5-1进行磁选抛尾处理后返回粗磨立式辊磨机3再次粉磨，直到粒度合格;细度P80≤2mm的筛下料进入第二磁选机5-2经过强磁干选，磁性矿进入第三磁选机5-3进行弱磁干选并获得富矿和贫矿;第三磁选机5-3的贫矿返回回料皮带机2-3并进入粗磨立式辊磨机3再次粉磨至粒度合格;第三磁选机5-3的富矿进入细磨工段;第一磁选机5-1和第二磁选机5-2的尾矿排放至指定的尾矿堆场;
S3、细磨工段由闭路循环细磨系统实施;闭路循环细磨系统包括依次连接的细磨立式辊磨机8、提升机6、组合式选粉机7和气固分离系统;所述气固分离系统包括旋风筒9、循环风机10、收尘器11、尾排风机12、粉料皮带13及排气烟囱14;富矿与出细磨立式辊磨机的物料经提升机6喂入组合式选粉机7进行风力分选，组合式选粉机7包括设在上部的动态选粉机7-1和设在下部的V型选粉机7-2;物料先进入下部的V型选粉机7-2进行风选，粗粉由V型选粉机底部出料口进入细磨立式辊磨机继续粉磨，在细磨立式辊磨机内被磨辊和磨盘粘磨后排出磨外，再次由提升机喂入组合式选粉机进行风力分选，直至全部达到细度要求;其中矿料细度可达到P80=200-400目，可由选粉机在线灵活调整，具体细度根据有价成分的选尽率和品位决定;粉料皮带将旋风筒和收尘器排出的矿料带走以进行下一步湿法磁选工艺;细颗粒和粉被风携带进入上部动态选粉机完成细粉分选，上部动态选粉机分选出的细粉大部分由连接动态选粉机的旋风筒捕集，少量细粉由连接循环风机出风口的收尘器捕集，净化后的洁净空气通过尾排风机排入烟囱;尾排风机的含尘浓度满足环保排放标准;满足细度要求的细粉进入气固分离系统，实现矿料与气流的分离;
优选的，所述立磨包括立磨壳体31、喂料口32、机架、驱动装置、进料溜管33、磨盘34、磨辊35、风室36、排料口37、挡料圈38和刮料板39。所述喂料口与固定在壳体顶部中心的进料溜管连通，磨辊可在磨盘装置转动，并与磨盘保持安全距离;驱动装置包括油缸和电机;所述物料从喂料口入磨，经进料溜管到达磨盘上，通过油缸施加压力后的磨辊与电机驱动旋转的磨盘配合完成磨盘上物料的碾压，碾压后的物料在磨盘转动离心力作用下向磨盘边缘滑移，到达磨盘边沿并越过挡料圈落入磨盘下方的风室;在风室内沿磨盘盘体圆周方向等间距安装有一定数量的所述刮料板，刮料板用于将落入风室的全部物料刮到排料口排出，经皮带输送至微粉筛和磁选机，完成筛分、磁选和抛尾。
优选的，所述磨辊37个数可以是2个、3个、4个或6个，具体数量根据立式辊磨机3的规格而定，每个磨辊37由液压系统独立加压，可降低磨机运行的振动值，磨辊37压力的大小由液压系统进行调控，由磨辊37压力和摩擦力对物料进行粉磨，磨辊37与磨盘36不直接接触，能量损失小，磨辊37辊套和磨盘36衬板均采用耐磨陶瓷材质，取代常规堆焊材质，很好地解决铁矿石磨蚀性大的问题，使用寿命较普通堆焊材料延长2-3倍。
所述选粉机34的导风叶片间隙风速在18m/s以上，选粉机34转子线速度11-16m/s，风速和转子线速度的大小根据铁矿石的性能和成品细度要求设计，选粉效率高，能避免过粉磨现象。
所述挡料圈311沿所述磨盘36圆周边缘设置，挡料圈311高度一般为磨盘36直径的3.5%-5.5%，可确保料床稳定，必要时可增加喷水，减小磨机振动。
所述刮料板310数量比常规立磨的多一倍以上，与风室底板间距20—40mm，与风室侧壁间距70—120mm，保证在立式辊磨机3运行过程中物料在刮料板310底部和外侧有足够的死料层，避免壳体磨漏。
所述细磨立式辊磨机与粗磨立式辊磨机的结构相同，此处不再赘述。与传统选矿工艺相比，立式辊磨机工艺流程简单，破碎、粉磨过程节能高效，可降低选矿生产成本，提高资源利用率。计量稳流仓可存储立式辊磨机台时产量30%的原料，确保喂料系统连续稳定喂料，在原料输送系统故障时无需仓促停机。
实施例2
如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，S3中气固分离系统包括收尘器11、循环风机10、粉料皮带13和排气烟囱14;富矿与出磨物料经提升机6喂入组合式选粉机7进行风力分选，组合式选粉机7包括设在上部的动态选粉机7-1和设在下部的V型选粉机7-2;物料先进入下部的V型选粉机7-2进行风选，细颗粒和粉被风携带进入上部动态选粉机完成细粉分选，上部动态选粉机分选出的所有细粉全部由连接循环风机出风口的收尘器捕集，将净化后的洁净空气通过尾排风机排入烟囱;尾排风机的含尘浓度满足环保排放标准;满足细度要求的细粉进入气固分离系统，实现矿料与气流的分离。
实施例2与实施例1的区别在于，成本方面：在处理风量一致的情况下，实施例1由于增加了旋风筒，所以使用小规格的收尘器即可满足使用;由于旋风筒成本低，因此该实施例的总投资成本少且占地面积较小;实施例2中则需要配套成本较高的大规格收尘器，因此总成本高于实施例1;设备磨损方面：由于实施例1中旋风筒收集不干净的细粉会进入循环风机里并对风机叶片造成冲刷磨损;而实施例2中大规格的收尘器收集细粉更干净，进入循环风机的风很清洁，对风机叶片的磨损就小，因此实施例2中循环风机的使用寿命长。
本发明通过细磨工段完全取代了现有技术中由球磨机和旋流分级机组成的湿磨系统，节省了电耗、磨耗和用水量;采用立式辊磨机替代常规的磨矿设备对80mm以下矿石粉碎，然后在闭路循环粗磨和磁选系统中矿石被粉碎至P80≤2mm，磁性矿物与尾矿等高度解离，大大提高选尽率，该工段最终获得精矿和尾矿;再由闭路循环细磨系统完成前序细碎工段的富矿细磨，细度可达到P80=200-400目，细度可由选粉机在线灵活调整，具体细度根据有价成分的选尽率和品位决定，在本工艺结束之后与水混合搅拌进行湿法磁选获得高品位铁精矿。工艺流程设计简单，自动化程度高，环保且占地面积小，选矿用水量少，矿石选尽率高，获得的铁精矿品味高，建设投资低，生产能耗低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
