一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法
【專利摘要】一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法，屬于礦物加工【技術(shù)領(lǐng)域】，按以下步驟進(jìn)行：（1）在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，每100g硼鐵礦施加的微波功率為1500~2500W，將硼鐵礦加熱至450~650℃；（2）采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2r/min，時(shí)間為5~6min；（3）篩出粒度≤75μm的部分；（4）進(jìn)行磁選分離，獲得鐵精礦。本發(fā)明從碎磨的本質(zhì)入手，通過(guò)一定的手段，研究預(yù)先改變礦石的機(jī)械力學(xué)性能，為后續(xù)的粉磨作業(yè)創(chuàng)造有利條件，實(shí)現(xiàn)提高磨礦和磁選效率的目的。
【專利說(shuō)明】一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦物加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界上硼礦資源較豐富的國(guó)家，其中遼東地區(qū)硼鐵礦儲(chǔ)量達(dá)2.8億t，占我國(guó)硼礦資源的57.88%，屬于大型硼礦，是綜合利用價(jià)值較高的礦產(chǎn)資源，但其結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜多樣，多元素共生礦物多，現(xiàn)已查明的各類礦物共計(jì)30余種，屬于典型的低品位難選復(fù)合礦，這就使得硼鐵礦在碎磨加工過(guò)程中有價(jià)礦物和脈石礦物充分有效解離難度大，難以用簡(jiǎn)單的機(jī)械磨碎方法進(jìn)行分離，有必要對(duì)現(xiàn)有磨礦技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提高硼鐵礦的資源利用率，這不僅能滿足化工、冶金的需要，又能創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003]傳統(tǒng)作業(yè)中碎磨工序投資大，能耗高，選礦廠中碎礦和磨礦投資占全廠60%以上，電耗占選礦的50?60%，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用也占全廠40%以上；全國(guó)每年有數(shù)以十億噸礦料需要破碎，全國(guó)每年的發(fā)電量約有5%以上消耗于磨礦，約有上百萬(wàn)噸鋼材消耗于磨礦；碎磨工序的能量主要耗散于熱、聲、摩擦等，真正用于破碎促使礦物顆粒間的結(jié)合鍵斷裂、產(chǎn)生新表面的能量?jī)H占1%，能量利用率很低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)行磨礦作業(yè)中存在的問(wèn)題如能耗高，能量利用率低及鋼材料消耗高等，本發(fā)明提供一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法，選用適合硼鐵礦的微波處理及磨礦參數(shù)，提高磨礦效率。
[0005]本發(fā)明的采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法按以下步驟進(jìn)行:
1、微波焙燒:在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，每10g硼鐵礦施加的微波功率為150(T2500W，將硼鐵礦加熱至45(T650°C;所述的硼鐵礦的成分按重量百分比含B2O3 6^7 %，F(xiàn)e2O3 28?29 %，MgO 37?38 %，S12 28?29%，Al2O3 2?3%，CaO 0.7?0.8 %，MnO 0.Γθ.2%，余量為雜質(zhì)，鐵品位TFe24?25%，粒度在15?25mm ；
2、磨礦:采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2r/min,時(shí)間為5?6min ；
3、過(guò)篩:將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度<75 μ m的部分，獲得硼鐵礦細(xì)粉料；
4、磁選:將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得鐵精礦。
[0006]上述步驟3中，篩出的粒度彡75 μ m的部分占全部硼鐵礦總重量的47飛9%。
[0007]上述的鐵精礦品位為45?53%。
[0008]本發(fā)明的原理在于:影響碎磨作業(yè)的因素主要由兩類:一是原礦性質(zhì)，主要是原礦的機(jī)械力學(xué)性能；二是工藝操作條件，原礦性質(zhì)是本質(zhì)的，礦石硬度的大小，微裂紋等缺陷的多少，將直接決定磨礦的好壞；工藝條件則是實(shí)現(xiàn)的手段，基于前人的研究方向大多數(shù)是從工藝條件的角度出發(fā)如改變磨機(jī)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化磨礦濃度，球荷特性等取得了一些成果；本發(fā)明則是從碎磨的本質(zhì)入手，通過(guò)一定的手段，研究預(yù)先改變礦石的機(jī)械力學(xué)性能，為后續(xù)的粉磨作業(yè)創(chuàng)造有利條件，實(shí)現(xiàn)提高磨礦效率的目的，提高磁選效果。
[0009]微波助磨就是這一觀點(diǎn)的具體體現(xiàn)，微波是一種高頻電磁波，它能滲透物體內(nèi)部，使物質(zhì)分子產(chǎn)生取向極化和變形極化，極化方向隨頻率不斷變化，而出現(xiàn)物體的自加熱效應(yīng)，溫度隨之升高。由于各種礦物的介電常數(shù)不同，吸波特性各異，微波場(chǎng)中升溫速率不同，有用礦物和脈石礦物之間形成局部溫差，產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力達(dá)到一定程度，會(huì)在礦物之間的界面上產(chǎn)生裂縫，礦石體系的宏觀和微觀裂紋的增多和擴(kuò)大改變了礦石的機(jī)械力學(xué)性能，提高磨礦效率；同時(shí)裂縫的產(chǎn)生可以有效促進(jìn)有價(jià)礦物與脈石礦物的有效解離，提高單體解離和增加其有效反應(yīng)表面積。微波輻射是改善礦石磨礦的有效方法，基于微波對(duì)于介質(zhì)的這種快速加熱和選擇性加熱特性，使得微波作為一種清潔高效技術(shù)在礦冶領(lǐng)域中的應(yīng)用具有獨(dú)特的優(yōu)越性和實(shí)用性，應(yīng)用前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的硼鐵礦外觀圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的焙燒后的硼鐵礦的外觀圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中的磨礦后的硼鐵礦的微觀金相圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中采用的硼鐵礦中有用礦物主要為磁鐵礦(Fe3O4)和硼鎂石(MgBO2 (OH))，脈石礦物主要為蛇紋石(Mg3Si2O5 (OH))。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例中采用的球磨機(jī)為XMQ-240 X 90錐形球磨機(jī)，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min0
[0013]本發(fā)明實(shí)施例中球磨時(shí)固定充填率為35%，磨礦介質(zhì)采用鋼球，裝球總重量11.09Kg (其中不同直徑鋼球的重量比為Φ30ι?πι: 0 25mm: Φ20mm=40: 33: 27)。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中篩分是采用8411型電動(dòng)振篩機(jī)。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中磁選采用XCGS-型Φ50磁選管。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中采用MW-L0316V微波高溫爐，微波頻率為2.45GHz。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中微觀金相觀測(cè)采用日立S-3400N掃描電子顯微鏡。
[0018]實(shí)施例1
硼鐵礦的成分按重量百分比含 B2O3 6%, Fe2O3 28 %，MgO 37 %，S12 28%, Al2O3 2%, CaO0.7 %，MnO 0.1%，余量為雜質(zhì)，鐵品位TFe24%，粒度在15?25mm ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，每10g硼鐵礦施加的微波功率為1500W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ; 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的47.08% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為45.20% ；
硼鐵礦、焙燒后的硼鐵礦分別如圖1和2所示，磨礦后的硼鐵礦的微觀形貌如圖3所
/Jn ο
[0019]實(shí)施例2
硼鐵礦的成分按重量百分比含 B2O3 7 %，F(xiàn)e2O3 29 %，MgO 38 %，S12 29%, Al2O3 3%, CaO0.8 %，MnO 0.2%，余量為雜質(zhì)，鐵品位TFe25%，粒度在15?25mm。
[0020]在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為1800W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為6min ; 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的47.32% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為46.56%。
[0021]實(shí)施例3
硼鐵礦的成分按重量百分比含 B2O3 6.2%, Fe2O3 28.6%, MgO 37.7 %，S12 28.3%, Al2O3
2.5%, CaO 0.7%, MnO 0.2%，余量為雜質(zhì)，鐵品位 TFe24.5%，粒度在 15?25mm ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的51.02% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為52.67%。
[0022]實(shí)施例4
硼鐵礦同實(shí)施例1 ;
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2300W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的51.85% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為52.22%。
[0023]實(shí)施例5
硼鐵礦同實(shí)施例2 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2500W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的51.98% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為51.87%。
[0024]實(shí)施例6
硼鐵礦同實(shí)施例3 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至450°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的47.58% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為46.22%。
[0025]實(shí)施例7
硼鐵礦同實(shí)施例1 ;
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的51.02% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為47.82%。
[0026]實(shí)施例8
硼鐵礦同實(shí)施例2 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至550 0C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的53.47% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為49.36%。
[0027]實(shí)施例9
硼鐵礦同實(shí)施例3 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至600°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的58.79% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為52.87%。
[0028]實(shí)施例10
硼鐵礦同實(shí)施例1 ;
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至650°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的51.34% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為51.57%。
[0029]實(shí)施例11
硼鐵礦同實(shí)施例2 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，50g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ； 采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的48.57% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為48.56%。
[0030]實(shí)施例12
硼鐵礦同實(shí)施例3 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，10g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的51.02% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為49.17%。
[0031]實(shí)施例13
硼鐵礦同實(shí)施例1 ;
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，150g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ; 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的56.47% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為52.43%。
[0032]實(shí)施例14
硼鐵礦同實(shí)施例2 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，200g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的56.38% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為52.70%。
[0033]實(shí)施例15
硼鐵礦同實(shí)施例3 ；
在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，250g硼鐵礦施加的微波功率為2000W，將硼鐵礦加熱至500°C ；
采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦，球磨轉(zhuǎn)速為96±2 r/min,時(shí)間為5min ； 將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼鐵礦總重量的54.34% ；
將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得的鐵精礦品位TFe為51.89%。
【權(quán)利要求】
1.一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: (1)微波焙燒:在微波爐中進(jìn)行硼鐵礦的微波焙燒，每10g硼鐵礦施加的微波功率為150(T2500W，將硼鐵礦加熱至45(T650°C;所述的硼鐵礦的成分按重量百分比含B2O3 6^7 %，F(xiàn)e2O3 28?29 %，MgO 37?38 %，S12 28?29%，Al2O3 2?3%，CaO 0.7?0.8 %，MnO 0.Γθ.2%，余量為雜質(zhì)，鐵品位TFe24?25%，粒度在15?25mm ； (2)磨礦:采用球磨機(jī)對(duì)微波焙燒后的硼鐵礦進(jìn)行磨礦,球磨轉(zhuǎn)速為96±2r/min,時(shí)間為5?6min ； (3)過(guò)篩:將球磨后的物料過(guò)篩篩出粒度<75 μ m的部分，獲得硼鐵礦細(xì)粉料； (4)磁選:將硼鐵礦細(xì)粉料進(jìn)行磁選分離，磁選時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為170KA/m，激磁電流2A，獲得鐵精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法，其特征在于步驟(3)中篩出的粒度< 75 μ m的部分占全部硼鐵礦總重量的47?59%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用微波輔助磨選硼鐵礦的方法，其特征在于所述的鐵精礦品位為45?53%。
【文檔編號(hào)】C22B1/02GK104399572SQ201410598143
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】薛向欣, 姜濤, 劉亞靜, 段培寧 申請(qǐng)人:東北大學(xué)