礦石加工的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明開發(fā)了一種富化低品位含鐵礦石材料的鐵含量的方法，所述方法生成適合加工成生鐵和鋼的高鐵礦石濃縮物。所述方法包括將低品位含鐵礦石材料縮減至細(xì)微顆粒的形式，并通過使用多個(gè)高和低強(qiáng)度磁場(chǎng)分離操作與超聲波處理的組合，以去除干擾材料，并將磁性和順磁性含鐵材料濃縮至高品位礦石儲(chǔ)備。
【專利說明】礦石加工
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)是于2011年8月I日提交的、申請(qǐng)編號(hào)為13/195,430的申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，本文將結(jié)合上述申請(qǐng)的全文以作參考。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦贊助的研究或開發(fā)的申明
[0004]不適用。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明大體涉及含鐵的礦石材料的加工，并且更具體地說，涉及一種用于富化低品位的含鐵進(jìn)料的可用鐵 礦石含量的方法，諸如在尾礦堆發(fā)現(xiàn)的并且在此之前無法在商業(yè)上使用的含鐵進(jìn)料。
【背景技術(shù)】
[0006]在整個(gè)明尼蘇達(dá)州東北部和世界上其它鐵礦開采地區(qū)，存在著大量無法在商業(yè)上使用的低品位的鐵礦儲(chǔ)備，包括在有效礦石出礦的開采階段中作為尾礦而被拒絕的大石塊，這是由于它們?nèi)狈m宜量的具有足夠鐵含量而理應(yīng)進(jìn)一步商業(yè)加工的關(guān)鍵礦物礦石。這些相當(dāng)大量的低品位礦石一般含有少于34%的鐵，并且可能含有高濃度的無法使用形態(tài)的鐵以及含二氧化硅材料或粘土材料，這使這些廢礦床不適于進(jìn)一步加工成用于制造生鐵的鐵爐巖顆?；蚵勂肺坏V石。
[0007]具體地說，包含在這些大的非商業(yè)性的礦石資源的材料含有多種礦物形式的鐵礦石，包括磁鐵礦(Fe304)、赤鐵礦(Fe203)、針鐵礦(Fe0.0H)、菱鐵礦(FeCO3)和褐鐵礦(Fe0.0H.ηΗ20)。所有這些形式作為精礦都是理想的，除了具有作為不良因素的高量結(jié)合水的褐鐵礦之外。還存在的是大量脈石，其包括許多淤泥和粘土材料，即鮞綠泥石、黑硬綠泥石、和高嶺土。這些小的粘土顆粒，也被稱之為黏泥，包含因具有強(qiáng)吸附性能而難以從混合物中去除的二氧化硅污染物。粘土顆粒非常小(〈5微米)，并且具有裹上含鐵材料顆粒的習(xí)性，使得那些材料的提取和濃縮非常困難。
[0008]已知的是使用超聲波技術(shù)來將脈石顆粒從鐵礦石中去除。已有多種技術(shù)被采用，其中一個(gè)例子在美國(guó)專利公布號(hào)2010/0264241A1中找到，其中使用超聲波粉碎機(jī)配管系統(tǒng)，在水性泥漿中將脈石從礦石中分離。也采用磁性分離器來濃縮進(jìn)料中的磁性礦石濃度，正如授予McGaa的USPN5，868，255所示。盡管這些已經(jīng)被采用的技術(shù)具有某種程度上的成功，但是迄今為止沒有發(fā)展出實(shí)用的加工方法來經(jīng)濟(jì)地富化低品位礦石。
[0009]如果可開發(fā)出整個(gè)完整的加工方法來使目前被認(rèn)為是廢料的具有不同組分的非商業(yè)性的低品位含鐵材料能夠被加工成為包含非常高百分比的鐵且能夠節(jié)省成本地轉(zhuǎn)換成金屬鐵和鋼的濃縮物，則會(huì)呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]按照本發(fā)明，發(fā)開了一種富化低品位含鐵礦石材料的鐵含量的方法，從而生產(chǎn)出具有高鐵含量的、適用于加工成生鐵和鋼的礦石濃縮物。方法包括將低品位含鐵礦石材料縮減成微細(xì)顆粒形式，以及采用超聲波處理、和多個(gè)高和低強(qiáng)度磁性分離操作的組合，對(duì)這種顆粒材料構(gòu)成的水泥漿作進(jìn)一步加工，以去除干擾材料、并將磁性、和順磁性含鐵材料濃縮成為高品位的礦石儲(chǔ)備。
[0011]如本文所用，術(shù)語“順磁性的(P aramagn e t i c ) ”表示材料本身通常并非磁性，但是當(dāng)被置于足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)內(nèi)，它可以起反應(yīng)和調(diào)整。這些包括可能存在于進(jìn)料中的赤鐵礦(Fe2O3)、針鐵礦(Fe0.0H)、和菱鐵礦(FeCO3)材料。
[0012]在優(yōu)選實(shí)施例中，過程包括通過使低品位含鐵材料經(jīng)受粉碎和球磨機(jī)研磨操作來形成由已縮減相當(dāng)小的顆粒尺寸的低品位含鐵進(jìn)料構(gòu)成的水泥漿。優(yōu)選的顆粒尺寸為至少-325目，并優(yōu)選地為-400至-500目。泥漿經(jīng)受篩選步驟以確認(rèn)顆粒尺寸，并且然后經(jīng)受足以將包括粘土和干擾材料的脈石從含鐵顆粒中去除并分離的超聲波處理。經(jīng)超聲波處理的材料然后經(jīng)受多個(gè)相對(duì)低強(qiáng)度的磁性分離步驟，以濃縮更高磁性的礦石部分(磁鐵礦)，包含已分離的脈石材料的泥漿和順磁性礦石材料被作為無磁性/順磁性尾礦部分被去除以作進(jìn)一步加工。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，無磁性/順磁性尾礦部分經(jīng)受進(jìn)一步的超聲波步驟，再次將干擾的脈石材料從含礦石的顆粒中分離。這種材料在增稠器中被濃縮，并從溢流泥漿水中分離，較重的含鐵材料留在底流或底部。然后底流材料經(jīng)受多個(gè)相對(duì)高磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁性分離階段，以分離出其它要求的礦石部分。
[0014]接著第一超聲波處理和在增稠器內(nèi)的處理之后的第一相對(duì)高磁性分離階段具有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度來濃縮赤鐵礦部分，并確保用于分離出順磁性材料的階段在較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度下操作，以分離出菱鐵礦和其它要求的礦石部分。濃縮的礦石部分然后經(jīng)受進(jìn)一步的濃縮過濾和干燥階段，其中磁性和順磁性化合物部分能結(jié)合并可供使用。
[0015]替代性實(shí)施例在初始泥漿的生成中采用額外的預(yù)處理研磨和篩選。另外，在進(jìn)一步加工無磁性/順磁性尾礦部分中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)一步超聲波處理之前，在增稠器中濃縮材料、并將它從溢流泥漿水中分離出來是有利的。然后采用超聲波處理較重的含鐵底流或底部材料。在超聲波處理后，材料經(jīng)受多個(gè)高梯度磁性分離處理以去除與磁性材料結(jié)合的順磁性材料。
[0016]廣泛種類的進(jìn)料組合物能夠被成功地處理。最終產(chǎn)品是呈松散的經(jīng)加工材料的形式，其具有的水含量為0-10%、鐵含量為40%-62%的全鐵和7-9%的二氧化硅。如果需要的話，該濃縮物可以使用各種粘合劑和黏聚技術(shù)被進(jìn)一步加工成塊狀、丸狀或球狀。
[0017]可以采用旋風(fēng)分離和澄清步驟來分離固體最終尾礦，從而使工藝用水能夠被回收，使得過程實(shí)際需要最小量的補(bǔ)充水。固體尾礦能夠被分開儲(chǔ)存。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1所示是本發(fā)明的方法的實(shí)施例的示意流程圖；
[0019]圖2所不是尾礦處理和工藝用水回收的不意流程圖；以及
[0020]圖3所示是本發(fā)明的方法的替代性實(shí)施例的示意流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0021 ] 以下詳細(xì)的敘述說明一個(gè)或多個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例。以下敘述意在通過實(shí)例的方式展現(xiàn)本發(fā)明的方法，并不意味要限制本發(fā)明的概念的范圍。
[0022]本發(fā)明指向富化低品位含鐵礦石材料的綜合性的方法，這種礦石材料至今為止被認(rèn)為是不可用的、并且通常在低品位或庫存儲(chǔ)備、尾礦盆地等等中被處理掉。本方法使這些材料的用處可經(jīng)濟(jì)可行地用于生產(chǎn)鐵和鋼。正如上文所指出的那樣，低品位含鐵材料可來自于許多來源，并包括許多少量的各種各樣的要求的鐵化合物以及干擾材料。低品位材料也可能包含大量不理想或不可使用的形式的鐵，其不能被輕易地加工成金屬。干擾材料或脈石可包括含二氧化硅或其它粘土材料的微細(xì)顆粒，它們往往會(huì)緊附于顆粒狀的鐵化合物。
[0023]本發(fā)明方法通過濃縮要求的成分，包括磁鐵礦(Fe304)、赤鐵礦(Fe203)、針鐵礦(Fe0.0H)以及可能的菱鐵礦(FeCO3)來富化低品位含鐵材料。磁鐵礦和赤鐵礦是主要要求的鐵礦石組合物。
[0024]低品位含鐵材料是用于本方法的進(jìn)料或給料。在這方面，可以理解到，要求成分的相對(duì)量在進(jìn)料之間可大大地變化，更具體地來說，赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)的相對(duì)量可大大地變化。本發(fā)明的重要方面是，它成功地適用于廣泛種類的的進(jìn)料組合物。
[0025]在本方法中，通常從廢棄庫存獲得的低品位含鐵材料被送入傳統(tǒng)的礦石粉碎磨機(jī)，如圖1中的在10所示的那樣。這個(gè)步驟的目的是將材料粉碎至3/4英寸(1.9厘米)的尺寸或以下，并且優(yōu)選地是將材料減小到1/4英寸(0.64厘米)的尺寸，或以下。
[0026]被粉碎的進(jìn)料接著連同定量的水14被送入市售的球磨機(jī)12,進(jìn)一步被減小到大約-300到-500目的尺寸，并且優(yōu)選地到至少-400目。這種市售的球磨機(jī)具有各種尺寸和容量，其中一種磨機(jī)是可從芬蘭的Metso Corporation得到的Vertimill?。離開球磨機(jī)后，材料可以在16與附加的水混合以形成泥漿，所述泥漿在18和20進(jìn)行篩選，尺寸過大的顆粒在22和24被回收到球磨機(jī)。所述尺寸篩網(wǎng)優(yōu)選地是眾所周知的振動(dòng)篩選設(shè)備。例如，可從紐約的Buffalo市的Derrick Corporation獲得各種容量的篩網(wǎng)。
[0027]通過篩網(wǎng)的材料以一種大約-400目或更小的顆粒物質(zhì)的泥漿料進(jìn)入流26和28，在30經(jīng)受超聲波處理，其中礦石化合物顆粒被細(xì)粘土顆粒層或相似物質(zhì)層覆蓋。顆粒的表面化學(xué)相互作用產(chǎn)生由帶電表面構(gòu)成的復(fù)雜環(huán)境，導(dǎo)致不含鐵材料的細(xì)顆粒附著于含鐵顆粒，使得它們難以采用常規(guī)的物理分離技術(shù)來分離。細(xì)微的不含鐵或脈石材料代表大部分低品位礦石材料，并且主要是包含二氧化硅污染物的小粘土顆粒(污泥)。粘土顆粒本質(zhì)上非常小(〈5微米)，并且為了使材料實(shí)現(xiàn)要求的高鐵濃度，需要將粘土顆粒從含鐵材料中分離出來。由于粘土的平形結(jié)構(gòu)，粘土顆粒能夠與其它平形表面形成強(qiáng)粘附接觸。粘土顆粒與例如含鐵礦石材料的表面的這種強(qiáng)粘附接觸，是很難打破的。
[0028]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用足夠強(qiáng)的超聲波處理來產(chǎn)生的相關(guān)湍流能夠?qū)е抡掣絻A向減弱，并且允許材料分離。超聲波處理在30使泥漿經(jīng)受由超聲波產(chǎn)生的非常高的湍流的階段，正如將要說明的那樣。
[0029]眾所周知，在超聲波處理中，超聲波通過施加交流電壓到例如鋯鈦酸鉛的晶體而產(chǎn)生，晶體經(jīng)受連續(xù)形狀變化，發(fā)送經(jīng)過泥漿的脈動(dòng)；并且，如果產(chǎn)生足夠的振幅，脈動(dòng)將產(chǎn)生會(huì)變成大的共振尺寸的氣泡，并且會(huì)突然破滅而在泥漿內(nèi)導(dǎo)致高的局部壓力變化和大量的劇烈湍流。這類型的超聲波處理被發(fā)現(xiàn)是非常有利于從進(jìn)料的含鐵化合物中二氧化硅和粘土材料。超聲波湍流的強(qiáng)度可以根據(jù)需要來控制以完成要求的分離。
[0030]在這方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為時(shí)達(dá)選定的停留時(shí)間和采用通常具有大約為泥漿的100瓦/加侖至大約為泥漿的1000瓦/加侖的超聲波強(qiáng)度的超聲波處理，對(duì)于從泥漿的含鐵顆粒中分離二氧化硅和粘土細(xì)顆粒是有效的。停留時(shí)間和所需的超聲波強(qiáng)度將取決于待處理泥漿的成分而變化。
[0031 ] 在32的離開超聲波處理階段30的材料是含鐵化合物部分和分離的粘土和二氧化硅材料以及其它尾礦材料的混合物。這種材料通常都包含磁性和順磁性鐵礦石兩部分。
[0032]泥漿流32在34通過采用常規(guī)的產(chǎn)生大約700-1600高斯的磁場(chǎng)的連續(xù)濕磁性分離器，經(jīng)受第一或粗略的低強(qiáng)度濕磁性分離。這類裝置的容量范圍是眾所周知和可市售的。
[0033]在36期間，粗略的磁分離進(jìn)一步濃縮泥漿的磁性部分，并且包含順磁性材料的分離尾礦部分被轉(zhuǎn)移到38。在40和42期間，進(jìn)一步的磁性分離在清潔分離器中進(jìn)行，并會(huì)在44和46期間加入額外的補(bǔ)充水。在每個(gè)清潔磁性操作中，尾礦或無磁性部分在線48中再循環(huán)以接受進(jìn)一步的超聲波處理和粗略的分離，其中順磁性和干擾材料基本上在38期間被去除。
[0034]需要理解的是，由34，40，42所示的磁性分離的順序可以由任何要求數(shù)量的分離器來進(jìn)行，所述分離器可根據(jù)需要在任何要求強(qiáng)度水平下操作以產(chǎn)生良好的分離。這可能取決于特定進(jìn)料的磁性部分的、會(huì)大大地變化的相對(duì)尺寸。分離通常涉及在700高斯到3000高斯之間的相對(duì)低強(qiáng)度磁場(chǎng)，因?yàn)榇判圆糠衷谶@些條件下輕易地分離。
[0035]在50的濃縮磁性部分可能需要如在52般加入額外的水。該材料然后在54被排放到容器，并在56被濃縮、增稠，以及水被倒出。此后，它被過濾，而濾餅將被干燥、并儲(chǔ)存在58以作分開運(yùn)輸或與順磁性部分結(jié)合，這將會(huì)被說明。在58的材料是具有固體含量為90-95%的松散的已處理材料，可被揉成或壓縮成丸狀，或在有需要的情況下采用眾所周知的粘合劑被揉成或壓縮成塊狀。
[0036]包括順磁性鐵礦石部分的主尾流38，隨著如粘土的干擾材料，接受與磁性部分平行的進(jìn)一步加工。如圖1的示意流程圖所示，尾流38在60經(jīng)受進(jìn)一步超聲波處理步驟，與之前敘述過的類似，再次從大約-400目的含鐵材料中將二氧化硅的粘土細(xì)顆粒分離。出流62以本質(zhì)上是凈化器的增稠器64的形式進(jìn)入分離步驟，其中沉淀出較重的含鐵材料。這使泥漿中的一部分較輕的不含鐵材料，包括一些含二氧化硅材料和粘土被從溢流66中去除，在88成為的最終或總的尾礦部分。
[0037]增稠的或離開增稠器64的底流在70接受進(jìn)一步的系列磁性分離操作，如圖的72和74所示，采用高梯度磁性分離器，例如SLon垂直環(huán)形脈沖高梯度磁性分離器，它利用磁性力、脈沖流和重力的結(jié)合,不斷地加工細(xì)微的、弱磁性或順磁性材料。雖然這些分離器一般歸類為高強(qiáng)度磁性分離器，它們可在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍內(nèi)操作。72的裝置在約為1000-3000高斯的相對(duì)低磁場(chǎng)強(qiáng)度操作，這足以分離出在76被引導(dǎo)至在78的中間容器的赤鐵礦部分。尾流80被引導(dǎo)入第二高梯度的磁性分離器74。磁性分離器74使用大約7500-12, 500的相對(duì)高磁場(chǎng)強(qiáng)度操作，強(qiáng)到足以實(shí)現(xiàn)剩余的通常主要是菱鐵礦和針鐵礦的理想鐵礦石部分的分離。
[0038]由于隨著磁性組分的分離，高梯度磁場(chǎng)分離器的兩個(gè)階段72和74表示許多可能必要的用來完成要求的分離的階段。隨著磁性部分，順磁性材料其后被濃縮并允許沉淀，液體部分在82被倒出。該濃縮物被過濾，然后濾餅可在84干燥，并且是以具有90%-95%固體含量的松散材料的形式，它能夠被加工成丸狀或塊狀，以及/或其后與磁性材料混合在一起以進(jìn)一步加工成鋼。
[0039]尾礦部分66和86在線88和90被去除作為總尾礦。總尾礦部分此后被處理以澄清和分離水，以使水在過程中再利用。
[0040]尾礦處理和工藝用水回收方面的過程如流程圖2所示，其中供應(yīng)和粉碎操作在100表示，研磨回路在102被表示。包括幾個(gè)階段的磁鐵礦低強(qiáng)度磁性分離回路由104表示。從磁性分離操作104所得的尾礦部分如106所示。順磁性高強(qiáng)度磁性分離操作回路如108所示。經(jīng)加工的磁性和順磁性的濃縮部分合并示出，在110濃縮，在112過濾，以及在114儲(chǔ)存。從濃縮操作合并的尾礦/溢流在116示出，其中與尾礦部分118結(jié)合，在120形成總尾礦流?？偽驳V部分在122經(jīng)受旋風(fēng)分離操作，并且主水溢流如124所示，其中它加入進(jìn)料流126，繼續(xù)進(jìn)入到澄清器128。底部的尾礦底流從旋風(fēng)分離器122在130被排出，并與在132的澄清器在134結(jié)合，并被送入在136的尾礦壓力過濾器，其中固體濾餅在138被收集以運(yùn)輸至尾礦收集和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，以及包含部分或?yàn)V液的液體被送入在140的澄清器。從澄清器出來的清潔水進(jìn)入142，在該處的所述清潔水能在144被再循環(huán)至過程中。
[0041]用于富化低品位含鐵進(jìn)料的可使用鐵礦含量的方法的改進(jìn)或替代實(shí)施例如圖3的流程圖所示。進(jìn)料在200的常規(guī)礦石粉碎機(jī)被粉碎，如前述實(shí)施例，并被送入流程，優(yōu)選地是作為-3/4目(-19.1毫米)的材料，并且在202通過篩網(wǎng)。此后，材料的顆粒尺寸在204的半自身研磨SAG磨機(jī)(Sem1-Autogenous Grinding SAG mil)或在206的球磨機(jī)被進(jìn)一步減小，兩者都是眾所周知的、且可通過市售得到任意的要求的容量。SAG磨機(jī)加工在流203和球磨機(jī)中的過大的材料，該材料在流205通過篩網(wǎng)202。
[0042]初步篩選和初步加工的材料在208再結(jié)合，其中它被送入在210的使用Rapafine或同等的細(xì)篩裝置中進(jìn)行進(jìn)一步更細(xì)的篩選，該裝置優(yōu)選地為-400目。過大的材料在212被取下，并接受第二球磨機(jī)在214進(jìn)一步的打磨加工。通過細(xì)篩網(wǎng)210的材料在216，以及經(jīng)第二球磨機(jī)214在218加工的材料在220通過使用Derrick或同等篩網(wǎng)經(jīng)受進(jìn)一步的篩選，所述篩網(wǎng)設(shè)計(jì)成與之前討論過的第一實(shí)施例類似地為-270目至-500目。過大尺寸的材料在線222被回收到第二球磨機(jī)214。
[0043]要理解到，與本方法的第一實(shí)施例一樣，經(jīng)初步篩選的材料在224和226可加入工廠用水以形成理想稠度的泥漿，并且如果需要的話，可添加額外的工廠用水至任何泥漿流208,212,216,218 或 220。
[0044]離開篩網(wǎng)220的小尺寸的材料在228經(jīng)受如已敘述的第一實(shí)施例的分離順序，包括在230的超聲波處理，與第一實(shí)施例敘述的類似，該超聲波處理足以從含鐵物種中分離粘土和二氧化硅顆粒。繼續(xù)在232經(jīng)受粗略的磁性分離順序，其中在234再產(chǎn)生磁性部分和在236再產(chǎn)生尾礦部分。進(jìn)一步的磁性分離在238和240進(jìn)行，結(jié)合的尾礦部分被回收在線242作進(jìn)一步超聲波處理。在244和246可添加額外的工廠用水。
[0045]如上所指出的，超聲波處理引起在泥漿內(nèi)的湍流，通常以微湍流的形式從礦石顆粒產(chǎn)生顆粒分離良好的粘土和二氧化硅。停留時(shí)間和功率能夠被優(yōu)化以最有效地加工特定材料。
[0046]離開最終磁性分離器的磁性材料繼續(xù)在線248進(jìn)入增稠器250，濃縮的材料被移入泥漿儲(chǔ)存252，其后可以在254進(jìn)行過濾以作進(jìn)一步加工成高鐵含量礦石。與之前敘述的實(shí)施例類似，磁性分離的順序可以由任意要求數(shù)量的分離器來進(jìn)行，所述分離器可在任何要求強(qiáng)度水平下操作。
[0047]在這個(gè)實(shí)施例中，包括順磁性和無磁性部分的主尾流236也進(jìn)行進(jìn)一步加工。然而，與之前敘述過的類似，在底流262在264進(jìn)一步的超聲波分離處理前，尾流236在260經(jīng)受增稠操作。增稠器的溢流進(jìn)入在流266的尾礦部分。在264的超聲波處理后，材料在268和270經(jīng)受系列高梯度或高磁場(chǎng)強(qiáng)度電磁分離處理，采用的磁場(chǎng)強(qiáng)度通常從約7，500高斯至約12，500高斯，分離的順磁性礦石部分在272和274離開，尾礦從流276離開。在284被過濾之前，總尾礦流278通過在280的增稠器進(jìn)入在282的泥漿儲(chǔ)存罐等等，進(jìn)一步的加工如圖2所示。
[0048]重要的是要注意到，是特定的超聲波和磁性處理的組合使低品位、商業(yè)上不能使用的礦石沉淀物的鐵含量轉(zhuǎn)換成商業(yè)上可行的用于鐵和鋼的制作過程的包含40%-62%的鐵的進(jìn)料。
[0049]表格I示出典型的用于平均50-50組成焙燒鐵燧巖(Roast Taconite)(磁鐵礦)和赤鐵礦的混合物的富化率。
[0050]以塊狀和細(xì)顆粒形式的富化礦石材料樣品都已成功地直接加工成金屬鋼(約1-5%的碳)。
[0051]為了符合專利法規(guī)，本發(fā)明在此已經(jīng)作了相當(dāng)詳細(xì)的敘述，并為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供應(yīng)用這個(gè)新穎的原理、以及構(gòu)造并使用示例的實(shí)施例的所需信息。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以由完全不同的設(shè)備實(shí)施，并且在不背離本發(fā)明自身范圍的情況下可以實(shí)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種富化低品位含鐵材料的鐵礦石含量以提供具有相對(duì)高的鐵含量的濃縮物的方法，所述方法包括: (a)形成具有低品位含鐵材料的水泥漿，所述低品位含鐵材料具有相對(duì)小的顆粒尺寸； (b)使(a)的所述水泥漿經(jīng)受第一超聲波處理，以使包括粘土的干擾材料從鐵礦石化合物中分離； (C)使(b)的所述水泥漿經(jīng)受至少一階段的低強(qiáng)度磁性分離，以產(chǎn)生磁性濃縮物和順磁性尾礦漿部分； Cd)使所述順磁性尾礦漿部分進(jìn)行增稠操作處理； Ce)使增稠的所述順磁性尾礦漿部分進(jìn)行第二超聲波處理，以分離干擾材料；以及 (f)使(e)的增稠的所述順磁性尾礦漿部分進(jìn)行至少一階段的高梯度磁性分離，以分離并產(chǎn)生具有順磁性礦石的濃縮物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:包括磁性和順磁性濃縮物的結(jié)合，以形成具有高鐵含量的化合濃縮物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:(c)包括多個(gè)連續(xù)階段的低強(qiáng)度磁性分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:(f)包括多個(gè)連續(xù)階段的高梯度磁性分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:由每個(gè)階段的高梯度磁性分離所分離出的濃縮部分被分別地去除。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述濃縮物經(jīng)受進(jìn)一步的增稠和過濾操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述高梯度磁性分離的強(qiáng)度從大約7，500高斯至大約12，500高斯。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述高梯度磁性分離的強(qiáng)度從大約7，500高斯至大約12，500高斯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:(a)的具有低品位含鐵材料的所述水泥漿包括尺寸< -320目的固體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在形成(a)的所述水泥漿的期間，所述低品位含鐵材料經(jīng)受粉碎和球磨機(jī)研磨操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述水泥漿包括<-400目的固體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述超聲波處理包括在所述水泥漿中產(chǎn)生微瑞流。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述低品位含鐵材料包括以下礦石形式的一種或多種:磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)、針鐵礦(Fe0.0H)、以及菱鐵礦(FeCO3)15
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:還包括回收和循環(huán)再用工藝用水。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:(c)的所述順磁性尾礦漿部分在第一磁性分離器被分離，而相繼的尾礦漿部分則回收至(b)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述濃縮物進(jìn)一步被過濾并干燥成90%-95%的固體。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述濃縮物包含至少52%的鐵。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述濃縮物包含至少52%的鐵。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在施加所述第一超聲波處理之前篩選所述水泥漿。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:進(jìn)一步包括根據(jù)需要向所述水泥漿添加一份量或多份量的水。
21.一種富化低品位含鐵礦石材料的的鐵含量以生產(chǎn)適合加工成鋼的具有高的鐵含量的濃縮物的方法，所述方法包括使用高和低強(qiáng)度磁性分離與超聲波處理的組合，以去除干擾材料以及濃縮磁性和順磁性含鐵材料。
22.一種富化低品位含鐵材料的鐵礦石含量以提供具有相對(duì)高鐵含量的濃縮物的方法，所述方法包括: Ca)形成具有低品位含鐵材料的泥漿，所述低品位含鐵材料具有相對(duì)小的顆粒尺寸； (b)使(a)的所述泥漿經(jīng)受第一超聲波處理，以使包括粘土的干擾材料從鐵礦石化合物中分離； (C)使(b)的所述泥漿經(jīng)受多個(gè)連續(xù)階段的低強(qiáng)度磁性分離，以產(chǎn)生分離的磁性濃縮物部分和順磁性尾礦漿部分； Cd)使所述順磁性尾礦漿部分進(jìn)行增稠操作處理； Ce)使所述順磁性尾礦漿部分進(jìn)行第二超聲波處理步驟，以分離干擾材料；以及Cf)使所述尾礦漿部分進(jìn)行多個(gè)連續(xù)階段的高梯度磁性分離，以使順磁性礦石濃縮物從所述尾礦漿部分分離。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:(a)包括多個(gè)連續(xù)較小網(wǎng)眼的篩網(wǎng)的應(yīng)用。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于:沒有通過第一篩網(wǎng)的材料在SAG磨機(jī)中研磨，而通過所述第一篩網(wǎng)的材料則在第一球磨機(jī)中研磨。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于:經(jīng)所述SAG磨機(jī)和所述第一球磨機(jī)加工的所述材料經(jīng)受約為-400目的另一篩網(wǎng)，而超過尺寸的材料則經(jīng)第二或再研磨球磨機(jī)加工。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于:進(jìn)一步包括使所述材料經(jīng)受-270至-500目的第三篩網(wǎng)，并將超過尺寸的材料回收至所述第二球磨機(jī)。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:包括磁性和順磁性濃縮物的結(jié)合。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述超聲波處理包括在所述水泥漿中產(chǎn)生微湍流。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述低品位含鐵進(jìn)料包括以下礦石形式的一種或多種:磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)、針鐵礦(Fe0.0H)以及菱鐵礦(FeCO3)。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述高梯度磁性分離的強(qiáng)度從大約7，500高斯至大約12，500高斯。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述尾礦漿部分在步驟(d)之前經(jīng)受增稠步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述(c)的順磁性尾礦漿部分在第一磁性分離器分離，而相繼的尾礦漿部分則回收至(b)。
33.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述濃縮物進(jìn)一步過濾并干燥成90%-95%的固體。
34.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述濃縮物包含至少40%的鐵。
35.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:進(jìn)一步包括根據(jù)需要向所述泥漿添加一份量或多份量的水。
36.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:進(jìn)一步包括回收和循環(huán)再用工藝用水。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述超聲波處理包括為時(shí)達(dá)選定的足夠停留時(shí)間的通常從大約100瓦/加侖至大約1000瓦/加侖的超聲波強(qiáng)度。
38.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于:所述超聲波處理包括為時(shí)達(dá)選定的足夠停留時(shí)間的通常 從大約100瓦/加侖至大約1000瓦/加侖的超聲波強(qiáng)度。
【文檔編號(hào)】C22B1/00GK104023851SQ201280048157
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】H·W·希爾肖斯特, G·D·林達(dá)爾, J·A·海契莫維奇 申請(qǐng)人:高級(jí)礦業(yè)資源有限公司