磷矿光电选矿分选工艺转让专利
申请号 : CN202010917666.9
文献号 : CN112221657B
文献日 : 2021-10-01
发明人 : 瞿定军 , 胡学超 , 张玉柱 , 郭劲 , 陈俊武 , 汪逊 , 常志锋
申请人 : 湖北杉树垭矿业有限公司 , 北京霍里思特科技有限公司
摘要 :
本发明提供一种磷矿光电选矿分选工艺，磷矿原矿筛分；将筛分得到的矿石经皮带传送机运输到光电分选机中，经X射线透视矿石和物质识别，使用X射线对每块矿石进行识别，由探测器采集数据，通过智能算法识别区分矿石与废石；经光电分选机识别完成后，利用高速气排枪精准击打，将精矿与尾矿分离，即可完成对磷矿的光电选矿。所述的磷矿原矿筛分过程中，原矿经破碎、振筛后得到＞50mm的粒级矿石再次破碎，20‑50mm的粒级矿石送至光电分选机中进行光电分拣。目前只针对中磷层高镁磷矿石，分选效果显著，入选原矿品级若17.5%，产率可达到40%以上，回收率高。
权利要求 :
1.磷矿光电选矿分选工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）磷矿原矿筛分，原矿经破碎、振筛后得到＞50mm的粒级矿石再次破碎，20‑50mm的粒级矿石送至光电分选机中进行光电分拣；
（2）将筛分得到的矿石经皮带传送机运输到光电分选机中，经X射线透视矿石和物质识别，使用X射线对每块矿石进行识别，由探测器采集数据，通过智能算法识别区分矿石与废石，进入光电分选机的矿石经过0.005‑0.1nm波长的电磁波照射；其中，对波长为0.005‑
0.02nm敏感的为高镁矿石、对波长为0.02nm‑0.07nm敏感的为高硅矿石、对波长为0.07‑0.1敏感的为高磷矿石；
（3）经识别矿石分类后，在矿石自皮带末端自由落体过程中经空气压力进行分离，其中气压为0.7‑0.8MPa时分离出高镁矿石；气压为0.4‑0.5MPa时分离出高硅矿石，气压为常压时分离出高磷矿石，将精矿与尾矿分离，即可完成对磷矿的光电选矿。
2.根据权利要求1所述的磷矿光电选矿分选工艺，其特征在于，筛分得到的矿石以3‑
4m/s速度进入光电分选机中。
说明书 :
磷矿光电选矿分选工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及磷矿选矿工艺，具体采用光电技术实现对磷矿的分选。
背景技术
[0002] 目前磷矿最常用的选矿方法为重力选矿和浮选，重力选矿的工艺简单，处理量大，但是选矿回收率低；浮选技术近些年发展较为迅速，选矿精度大幅提高，但是由于使用化学
药剂，会造成一定的污染，环保问题较难处理，以及对尾矿必须湿排干堆的要求，造成浮选
厂的建立也大大受限。
药剂，会造成一定的污染，环保问题较难处理，以及对尾矿必须湿排干堆的要求，造成浮选
厂的建立也大大受限。
[0003] 浮选又称浮游选矿，是细颗粒和及细颗粒物料分选中应用最广、效果最好的一种选矿方法，根据矿石表面性质的不同，根据矿石在水中对水、气泡、药剂的作用不同，通过药
剂与机械调节，用浮选方法高效分离出有用矿物和无用的脉石矿物。
剂与机械调节，用浮选方法高效分离出有用矿物和无用的脉石矿物。
[0004] 浮选缺点：1、使用各类药剂，易造成环境污染。
[0005] 2、需要较细的磨矿粒度。
[0006] 3、成本高，影响因素多，工艺要求高。
[0007] 重选又称重力选矿，其原理根据矿粒间由于密度的差异，因而在运动介质中所受重力、流体动力和其他机械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过程。
[0008] 重选缺点：1、设备磨损较大；
[0009] 2、悬浮液用量较大；
[0010] 3、动力消耗较大，电耗较高。
[0011] 光电选矿技术是根据矿石组分不同所反映的易被检测的物理特性(光学性、放射性、磁性及电性等)的差异，通过各种检测方法进行鉴别，并依靠一定外力将矿石或废石分
离出来的一种物理分选方法，设备简单，操作自动化程度高，可针对特定的矿石有较好的分
选效果。
离出来的一种物理分选方法，设备简单，操作自动化程度高，可针对特定的矿石有较好的分
选效果。
发明内容
[0012] 本专利提出一种在颗粒状态下利用霍里思特研发的磷矿分选机进行磷矿石筛分的工艺。该工艺是对高镁高硅的低品位磷矿进行动态可调粒度的破碎，使得矿石其中的高
镁部分矿石、高硅部分矿石与磷含量较高的矿石能够实现物理分离；然后根据粒度采用针
对性特定波长的电磁波照射破碎后的全部矿石；三种矿石会采集到不同的信号特征，并在
计算机中对所有经过照射后的矿石进行标记，利用气排枪将三种类型的矿石分别抛向不同
的收集仓。该方法可以获得三种较大粒度的矿石产品，高镁部分矿石、高硅部分矿石与磷含
量较高的矿石。高镁部分矿石可以用作砂石骨料，高硅部分矿石可以用作焙烧黄磷用的添
加物，磷含量较高的矿石可以用作提取磷酸等的原料。具体工艺如下：
镁部分矿石、高硅部分矿石与磷含量较高的矿石能够实现物理分离；然后根据粒度采用针
对性特定波长的电磁波照射破碎后的全部矿石；三种矿石会采集到不同的信号特征，并在
计算机中对所有经过照射后的矿石进行标记，利用气排枪将三种类型的矿石分别抛向不同
的收集仓。该方法可以获得三种较大粒度的矿石产品，高镁部分矿石、高硅部分矿石与磷含
量较高的矿石。高镁部分矿石可以用作砂石骨料，高硅部分矿石可以用作焙烧黄磷用的添
加物，磷含量较高的矿石可以用作提取磷酸等的原料。具体工艺如下：
[0013] 磷矿光电选矿分选工艺，其特征在于，包括如下步骤：
[0014] (1)磷矿原矿筛分；
[0015] (2)将筛分得到的矿石经皮带传送机运输到光电分选机中，经X射线透视矿石和物质识别，使用X射线对每块矿石进行识别，由探测器采集数据，通过智能算法识别区分矿石
与废石；
与废石；
[0016] (3)经光电分选机识别完成后，利用高速气排枪精准击打，将精矿与尾矿分离，即可完全对磷矿的光电选矿。
[0017] 磷矿原矿筛分过程中，原矿经破碎、振筛后得到＞50mm的粒级矿石再次破碎，20‑50mm的粒级矿石送至光电分选机中进行光电分拣。该工艺过程中高镁高硅原矿(12‑18％的
磷品级)进仓经过皮带机输送至PEX250*1000型颚式破碎机，经过破碎后的矿石经带机运输
至双层圆振筛，圆振筛上层筛网采用50*50mm筛网，下层筛网采用20*20mm的筛网，经过筛分
后，＞50mm的矿石经过返料皮带输送至颚式破碎机入料仓再次破碎，20‑50mm粒级矿石经过
转载皮带运转至堆放点作为光电分拣原料，＜20mm筛下物品级可达25％，经过转载皮带机
运输至产品堆场，直接作为产品销售，产率达40％。
磷品级)进仓经过皮带机输送至PEX250*1000型颚式破碎机，经过破碎后的矿石经带机运输
至双层圆振筛，圆振筛上层筛网采用50*50mm筛网，下层筛网采用20*20mm的筛网，经过筛分
后，＞50mm的矿石经过返料皮带输送至颚式破碎机入料仓再次破碎，20‑50mm粒级矿石经过
转载皮带运转至堆放点作为光电分拣原料，＜20mm筛下物品级可达25％，经过转载皮带机
运输至产品堆场，直接作为产品销售，产率达40％。
[0018] 筛分得到的矿石以3‑4m/s速度进入光电分选机中。
[0019] 被选物料(矿物)经传输设备输送至振动器，振动器由相关控制元件调节其振动幅度大小，以达到整体流量调节。
[0020] 进料装置安装在振动器横梁上，经防振弹簧与机体隔离，有效减小共振，供料系统中通过对振动器的振频调整实现控制入选量。通过对入料斗流量控制板和振动料斗振动量
的调整可实现对光电分选机单位时间内处理量的控制，物料经振动器供料后，覆在履带上
方，履带均匀供料。
的调整可实现对光电分选机单位时间内处理量的控制，物料经振动器供料后，覆在履带上
方，履带均匀供料。
[0021] 进入光电分选机的矿石经过0.005‑0.1nm波长的电磁波照射；其中，对0.005‑0.02nm波长最为敏感的为高镁矿石、对0.02nm‑0.07nm波长最为敏感的为高硅矿石、对
0.07‑0.1波长最为敏感的为品位高磷矿石。
0.07‑0.1波长最为敏感的为品位高磷矿石。
[0022] 经识别矿石分类后，在矿石自皮带末端自由落体过程中经空气压力进行分离，其中气压为0.7‑0.8MPA时分离出高镁矿石；气压为0.4‑0.5MPA时分离出高硅矿石，气压为常
压时分离出磷矿。
压时分离出磷矿。
[0023] 本发明的技术方案中，20‑50mm粒级矿石平均品级13.5％，可作为光电分拣原料，光电分拣产率30％，精矿品级25％，尾矿品级＜8.5％，筛分及光电分拣综合产率可达58％，
较重介质分选工艺回收率明显提升，且整个工艺流程中未使用水洗及重介悬浮液，所用配
套设施少，环保压力小，生产成本较低。
较重介质分选工艺回收率明显提升，且整个工艺流程中未使用水洗及重介悬浮液，所用配
套设施少，环保压力小，生产成本较低。
[0024] 本发明的方案中，磷矿矿石和脉石矿物之间经X射线照射后可形成显著的可识别属性，光电选矿机能够对矿石实现有效分选。针对磷矿的光电选矿，采取的方式也是X射线
照射穿透矿石，采用不同光谱感应度的X光传感器接收信号，传感器获得的光感图片经过高
速处理器的分析，可以获得每个矿石的平均密度，从而让有用矿石和脉石矿物之间有可识
别属性。
照射穿透矿石，采用不同光谱感应度的X光传感器接收信号，传感器获得的光感图片经过高
速处理器的分析，可以获得每个矿石的平均密度，从而让有用矿石和脉石矿物之间有可识
别属性。
[0025] 采用本发明的技术方案，原矿处理能力≥40吨/小时，粒度20～50mm；入选品位P2O5 12‑18％，精矿P2O5品位26％及以上，抛尾品位≤10.5％。
[0026] 目前只针对中磷层高镁磷矿石，分选效果显著，入选原矿品级若17.5％，产率可达到40％以上，回收率高。
附图说明
[0027] 图1为本发明的工艺流程图。
[0028] 图2为光电选矿分选原理图。
具体实施方式
[0029] 实施例1
[0030] 某地区开采的磷矿石，综合品位磷是8～20％，品位硅是30～40％，品位钙是15～22％，品位镁是4～8％。
[0031] 磷矿光电选矿分选工艺，包括如下步骤：
[0032] (1)高镁原矿进仓经过皮带机输送至PEX250*1000型颚式破碎机，经过破碎后的矿石经又一皮带机运输至双层圆振筛，圆振筛上层筛网采用50*50mm筛网，下层筛网采用20*
20mm的筛网，经过筛分后，＞50mm的矿石经过另一返料皮带输送至颚式破碎机入料仓再次
破碎，20‑50mm粒级矿石(20‑50mm粒级矿石平均品级12‑15％，可作为光电分拣原料)经过另
一转载皮带运转至堆放点作为光电分拣原料，＜20mm筛下物品级可达25％，经过再一转载
皮带机运输至产品堆场，直接作为产品销售，产率达40％。
20mm的筛网，经过筛分后，＞50mm的矿石经过另一返料皮带输送至颚式破碎机入料仓再次
破碎，20‑50mm粒级矿石(20‑50mm粒级矿石平均品级12‑15％，可作为光电分拣原料)经过另
一转载皮带运转至堆放点作为光电分拣原料，＜20mm筛下物品级可达25％，经过再一转载
皮带机运输至产品堆场，直接作为产品销售，产率达40％。
[0033] (2)筛分得到的矿石以4m/s速度经皮带传送机运输到光电分选机中，进入光电分选机的矿石经过0.005‑0.1nm波长的电磁波照射；其中，对0.005‑0.02nm波长最为敏感的为
高镁矿石、对0.02nm‑0.07nm波长最为敏感的为高硅矿石、对0.07‑0.1波长最为敏感的为品
位高磷矿石。经X射线透视矿石和物质识别，使用X射线对每块矿石进行识别，由探测器采集
数据，通过智能算法识别区分矿石与废石；
高镁矿石、对0.02nm‑0.07nm波长最为敏感的为高硅矿石、对0.07‑0.1波长最为敏感的为品
位高磷矿石。经X射线透视矿石和物质识别，使用X射线对每块矿石进行识别，由探测器采集
数据，通过智能算法识别区分矿石与废石；
[0034] (3)经光电分选机识别完成后，在矿石自皮带末端自由落体过程中经空气压力进行分离，经识别矿石分类后，在矿石自皮带末端自由落体过程中经空气压力进行分离，其中
气压为0.7‑0.8MPa时分离出高镁矿石；气压为0.4‑0.5MPa时分离出高硅矿石，气压为常压
时分离出磷矿，利用高速气排枪精准击打，将精矿与尾矿分离，即可完全对磷矿的光电选
矿。
气压为0.7‑0.8MPa时分离出高镁矿石；气压为0.4‑0.5MPa时分离出高硅矿石，气压为常压
时分离出磷矿，利用高速气排枪精准击打，将精矿与尾矿分离，即可完全对磷矿的光电选
矿。
[0035] 实验，取得了可工业化生产的试验数据如下：
[0036]
[0037] 步骤(1)中针对一次筛分入选原料分选到20‑50mm粒级矿石(20‑50mm粒级原矿石平均品级15‑21％，可作为光电分拣原料)，采用上述的矿石进入速度4m/s、高磷矿石波长
0.07‑0.1(nm)、空气压力常压条件下进行的选矿，其效果如下：
0.07‑0.1(nm)、空气压力常压条件下进行的选矿，其效果如下：
[0038] 原矿(t) 原矿品位 精矿(t) 精矿品位 尾矿(t) 尾矿品位 产率111 20.99％ 41 28.68％ 70 13.76％ 36.94％
183 18.21％ 84 27.34％ 99 12.30％ 45.90％
196 18.00％ 94 28.25％ 102 12.60％ 47.96％
327 18.36％ 119 28.68％ 208 14.88％ 36.39％
628 20.03％ 303 24.81％ 325 12.90％ 48.25％
746 16.68％ 359 24.35％ 387 12.81％ 48.12％
342 16.86％ 131 23.73％ 211 14.09％ 38.30％
420 16.73％ 154 24.57％ 266 12.83％ 36.67％
219 15.67％ 89 25.80％ 130 12.44％ 40.64％
220 18.07％ 80 27.77％ 140 10.41％ 36.36％
209 18.04％ 101 26.03％ 108 13.98％ 48.33％
315 19.01％ 116 26.50％ 199 11.04％ 36.83％
183 18.21％ 84 27.34％ 99 12.30％ 45.90％
196 18.00％ 94 28.25％ 102 12.60％ 47.96％
327 18.36％ 119 28.68％ 208 14.88％ 36.39％
628 20.03％ 303 24.81％ 325 12.90％ 48.25％
746 16.68％ 359 24.35％ 387 12.81％ 48.12％
342 16.86％ 131 23.73％ 211 14.09％ 38.30％
420 16.73％ 154 24.57％ 266 12.83％ 36.67％
219 15.67％ 89 25.80％ 130 12.44％ 40.64％
220 18.07％ 80 27.77％ 140 10.41％ 36.36％
209 18.04％ 101 26.03％ 108 13.98％ 48.33％
315 19.01％ 116 26.50％ 199 11.04％ 36.83％
[0039] 步骤(1)中针对一次筛分入选原料分选到＞50mm的矿石经过另一返料皮带输送至颚式破碎机入料仓再次破碎得到20‑50mm粒级矿石(20‑50mm粒级原矿石平均品级10‑14％，
可作为光电分拣原料)，再次采用上述的矿石进入速度4m/s、高磷矿石波长0.07‑0.1(nm)、
空气压力常压条件下进行的选矿，其效果如下：
可作为光电分拣原料)，再次采用上述的矿石进入速度4m/s、高磷矿石波长0.07‑0.1(nm)、
空气压力常压条件下进行的选矿，其效果如下：
[0040]
[0041]