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南非普里蒂铬矿的生产 2011-5-26 17:11:45    浏览: 次   我要评论
[导读]普里蒂铬矿采用房柱法开采,年出矿量46万t,预计矿山寿命为l6年.矿石分别由蜗形重介质选矿系统、动态旋涡重介质选矿系统和螺旋选矿机选别。其产品为:块状铬精矿、屑状铬精矿、冶金级铬精矿和化工级铬精矿。

普里蒂铬控股有限公司(Purity Chrome (pty)Ltd.)是联合冶金工业(Consolidated Met-allurgical Industrles,简称CMI)公司的子公司,位于南非德兰士瓦省勒斯腾堡郊外1km处,是在布什维尔德式杂岩体(Bushveld Com-plex)上新建的一个企业,这里已有几个地下矿山在生产。该企业包括一座地下矿和一个铬选矿厂。

1989年6月,F.F.阿立克萨每(Alexan-der)采矿服务公司签订了完成2000m矿山开拓工程的合同。同时,戴维(Davy)南非公司(戴维国际财团的一个公司)签订了选矿厂的设计、施工和试生产合同.选矿厂的设计是由设在约翰内斯堡的戴维南非公司办事处完成的,设计还包括全部配套工程和供电工程。

1990年5月,矿山开始开采;8月,普里蒂公司接收了全部采矿生产经营,10月,约翰内斯堡联合投资公司的分公司-CMI购买了普里蒂铬及铬铁企业。至今,该企业已采出矿石l00多万吨。

1992年9月,普里蒂铬矿在所有铬矿中率先被列入ISO9002质量保证单位名单。这一质量体系保证维护和遵守全面质量管理系统,为了保证最终产品的质量和使用户满意,公司全体雇员都要参与系统的规划和监控、生产和管理。

一、地质和矿物学

铬铁矿(FeO·Cr2O3)是唯一有经济价值的铬矿物。铬主要用于生产铬铁合金,而铬铁合金是生产不锈钢和特殊钢的重要原料。另外,铬还用于生产耐火材料、制革、染色、镀铬和颜料工业。

铬铁矿在布什维尔德式杂岩体中的赋存方式为:古铜辉岩和纯橄榄岩的副产矿物、斜长石中的包体,但是最有经济价值的是布什维尔德式杂岩体临界区中的假层状铬铁岩层。这些矿层在杂岩体中的倾角平均为80~250

虽然该地区已经发现有20多条矿层,但是给了编号的只有13条主要矿层,即:

     上部矿层群:1号和2号;

     中部矿层群:1~4号;

     下部矿层群:1~7号;

其中,下部矿层群的主矿屡(LG6或Magazine矿层)被视为最有经济价值的可采矿层。

普里蒂铬矿位于布什维尔德式杂岩体的西矿带LG6矿层上,开采厚度约1.8m,其中有40cm的中间废石夹层。

理论上,铬铁矿是FeO·Cr2O3,但布什维尔德式杂岩体的矿物主要是由三种同晶型尖晶石组成的复杂尖晶石,即由(FeMg)O·Cr2O3、(FeMg)O·Al203和FeO·Fe2O3组成,一部分是由Al203和Fe2O3替代Cr2O3,另一部分是由MgO替代了FeO。普里蒂铬矿的Cr2O3尖晶石含量约为47.2%。

图1  典型钻孔断面图

二、采矿

普里蒂铬矿LG6矿层的开采厚度为1.8m,南北向倾斜,倾角12.50。矿层由三部分组成:30cm的铬铁矿、40cm的中间辉岩夹层和110cm的铬铁矿,矿层的开采厚度和倾角有利于实现机械化采矿。采用房柱法开采,矿柱在倾向和走向的尺寸分别为13m和5m,矿房宽度一般为15m。回采率设计为75%~80%。每开采lOOm.留一排局部矿柱,作为辅助支护。

掘进了两条暗斜井.一条作为铲运机的运输道,另一条安装胶带输送机运输矿石,同时作为人行道。沿倾斜每隔lOOm安装一条东西向的输送机,为了缩短铲运机的运输时间,把卸载点设在距工作面30m处。采矿实行两班制作业,白班进行工作面凿岩和装药,凿岩采用普通的手持式风动凿岩机,炸药为硝铵-柴油混合物粒状炸药。夜班只进行装矿和清理采场,有7台Toro 150D铲运机清理矿岩。

目前,矿山实行每周5天工作制,日出矿量为2000t,年出矿46万t。预计矿山寿命为16年(不包括矿产权属于JCI的北部矿区),如果把北部矿区计算在内,矿山寿命还可以延长18年。

图2  普里蒂铬矿房柱采矿法示意图

矿柱:沿倾向l3m,沿走向5m;矿房宽度:15m,

为了安全,实际尺寸小于15m

三、选矿厂

(一)给矿准备

矿石由原矿输送机从斜井运至1.5m×3.6m的第一段除大块筛,筛孔为100mm。筛上物料进入颚式破碎机,破碎产品由循环输送机返回原矿输送机,-1OOmm的筛下产品由一台头部可上下升降的输送机运到容量为4000t的露天矿堆,这台输送机装有绞车,可以升高或降落,以减步损耗。

厂区

序号

说   明

原料运搬

0

原矿输送机

1

除杂磁铁

2

第一段除大块筛

3

矿堆给矿输送机

4

第一段颚式破碎机

5

破碎产品循环输送机

6

矿堆

7

矿堆放矿振动给矿机

8

矿堆出矿倾斜输送机

9

分级筛

10

块矿缓冲仓

11

碎矿缓冲仓

12

蜗形重介质选矿系统计量给矿机

13

蜗形重介质选矿系统给矿输送机

14

动态旋涡重介质选矿系统计量给矿机

15

动态旋涡重介质选矿系统给矿输送机

16

粉矿仓

17

粉矿输送泵

蜗开重介质选矿车间

21~44

蜗形重介质选矿车间

37

块状铬铁矿产品仓

38

块状铬铁矿输送机

动态旋涡重介质选矿车间

46~47

动态旋涡重介质选矿车间

56

屑状铬铁矿输送机

65

屑状铬铁矿产品仓

65

屑状铬铁矿产品溢出部分

螺旋选矿车间

70~100

螺旋选矿车间

85

冶金级产品堆

86

化工级产品堆

图3  普里蒂选矿厂流程示意图及主要设备表

露天矿堆的矿石由两台45t/h的振动给矿机给到倾斜输送机上,运送到1.5m×3.6m的双层分级筛上,筛下有两个缓冲仓。

矿石经过湿式筛分,分成三部分;-100~+20mm(块矿)和-20~+0.8mm(碎矿),这两部分分别给入两个重介质选矿系统,-0.8mm(粉矿),送入螺旋选矿车间。

(二)蜗形重介质选矿系统

分级筛筛出的+20mm产品先在一台1.2m×3m的给矿准备筛上进行脱砂,然后进入蜗形分选机。这种分选机是一种高效设备,其产品的回收和排料方法新颖。产品和废石排至l.2m×4.8m的双层分流脱水喷洗筛上,回收硅铁介质。使用的介质是cyclone 60(旋流器60),筛分后的块状铬精矿由产品输送机送到200t容量的产品仓内,废石排至中间废石堆堆存.

在筛子脱水段回收的介质直接返回正常重介质泵池,再泵回蜗形重介质分选机前的介质分配箱,稀介质泵送至0.9m×O.9m的筒形磁选机,回收介质.回收的介质给入超浓介质泵池,经过脱磁线圈,进入离心浓缩机,再返回正常介质泵池。

浓度由核子浓度计控制,浓度计带动风动分流器工作。从磁选机中脱出的水在旋流器内脱砂,其溢流用作脱水喷洗筛的冲洗水。

(三)动态旋涡重介质选矿系统

分级筛筛出的-20~+0.8mm产品先在0.9m×2.4m给矿准备筛上脱泥,然后给入动态旋涡分选机(DWP)。

DWP的特点是给矿靠重力给入分选机,而旋流器不同,要求给矿和介质在压力作用下给入。在DWP中,重的下沉物料(一般是磨蚀性物料)几乎马上沉降,经过上边的切向排料口排出。在出口处,速度和离心力相当低,磨损极小。悬浮物料借助旋涡向下运动,在到达旋涡出口管之前,不再与金属接触。由于设备内磨损率低,所以始终维持高的分离效率。

图4  选矿厂总布置图

右侧:重介质选矿车间,中间:破碎筛分车间,左侧:产品堆

图5  蜗形重介质分选机

产品和废石被排至1.2m×4.8m的分层脱水喷洗筛上,回收硅铁介质。DWP系统使用的介质是磨细的100D硅铁,正常介质与稀介质的回收同蜗形系统相似,只有浓缩是一段完成。

从脱水喷洗筛获得的屑状铬精矿由产品输送机运到lOOt的产品仓内,废石排到中间废石堆堆存。

图6  戴维动态旋涡重介质选矿系统

图7  螺旋选矿机

(四)螺旋选矿车间

分级筛的筛下矿浆进入螺旋选矿车间的给料泵池内,泵入分配箱,分配给23台MET双头粗选螺旋选矿机中。粗选精矿进入精选螺旋(22台双头)的分配箱。精选精矿进入24流分配箱,分配至二次精选段。二次精选精矿经过脱水,成为化工级精矿;二次精选的中矿脱水后为冶金级精矿;二次精选的尾矿则返回精选段。精矿堆的排水流入集水池,由密封水泵回收。晒干的精矿由前装机装运。

图8  螺旋选矿车间的精矿脱水和粉精矿堆

粗选螺旋选矿机的尾矿首先经过浓缩旋流器浓缩,使其浓度达到扫选螺旋选矿机所要求的浓度,然后进入扫选矿浆分配箱,扫选用5台MET双头螺旋选矿机,扫选尾矿输送至尾矿库。中矿产品(包括扫选精矿和精选尾矿)一起泵送至浓缩旋流器,然后进入精选矿浆分配箱。

三个选矿系统的全部精矿运往位于勒斯腾堡的联合冶金工业公司铬铁冶炼厂。三个系统的回收率分别为:蜗形选矿-78%、DWP-92%、螺旋选矿-90%。各种产品规格列于下表。

产品规格

产品

粒度mm

产率%

Cr2O3 %

SiO2 %

块状精矿

-100~+20

20

39.0

8.0

屑状精矿

-20~+1

15

38.0

10.0

冶金级精矿

-0.8

45

45.5

2.0

化工级精矿

-0.8

20

46.4

0.8

蜗形系统和DWP系统处理每吨给矿的硅铁平均损耗分别为160g和240g。

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很好的参考资料。
xishanm 发表于 2011-6-2 16:13:37
QQ阮阮 发表于 2011-5-31 12:10:27
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