铬矿砂的生产工艺
作者:时间:2025-11-28 09:54:26来源:点击:
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铬矿砂(铬铁矿砂)是一种重要的铸造用耐火材料、冶金原料,其生产工艺核心是从铬铁矿原矿中去除杂质、富集铬铁氧化物,并加工成符合应用要...
铬矿砂(铬铁矿砂)是一种重要的铸造用耐火材料、冶金原料,其生产工艺核心是从铬铁矿原矿中去除杂质、富集铬铁氧化物,并加工成符合应用要求的粒度规格。以下是详细的生产工艺流程图解及各环节说明:
铬铁矿原矿 → 破碎 → 筛分 → 磨矿 → 分选(富集) → 脱水干燥 → 分级整形 → 检验包装 → 成品铬矿砂
- 原料来源:主要来自铬铁矿床(如岩浆型铬铁矿、砂矿型铬铁矿),原矿品位差异较大(Cr₂O₃含量通常 10%~40%),伴生杂质包括硅酸盐矿物(辉石、橄榄石)、铁氧化物、氧化铝、氧化镁等。
- 预处理步骤:
- 人工拣选:去除原矿中明显的大块废石、泥土团块;
- 洗矿(可选):对于含泥量高的原矿,采用洗矿机(螺旋洗矿机、槽式洗矿机)冲洗,去除表面黏附的泥沙,避免后续设备堵塞。
目的是将大块原矿破碎至适宜磨矿的粒度,使铬铁矿(高密度、高硬度)与脉石矿物(低密度、低硬度)初步解离。
- 破碎设备组合(三段一闭路破碎):
- 粗碎:颚式破碎机,将原矿(最大粒径 500~800mm)破碎至 100~150mm;
- 中碎:圆锥破碎机 / 反击式破碎机,破碎至 20~50mm;
- 细碎:高效圆锥破碎机 / 冲击式破碎机,破碎至 5~10mm 以下;
- 闭路循环:细碎后产物通过振动筛筛分,不合格粗颗粒返回细碎机重新破碎,保证破碎粒度均匀。
- 关键要求:避免过粉碎(防止后续磨矿负荷过大),破碎过程中控制含铁污染(采用耐磨衬板,减少设备磨损产生的杂质)。
破碎后的产物进入多层振动筛(通常 3~4 层筛网),按粒度分级:
- 筛上粗颗粒(>10mm)返回细碎机;
- 筛下产物(<10mm)进入磨矿环节;
- 若原矿品位较高(Cr₂O₃>35%),可直接筛分得到粗粒级铬矿砂(如 1~5mm),无需后续分选,仅需干燥整形。
目的是将筛分后的矿粒磨细,使铬铁矿晶体与脉石矿物完全解离(解离度≥90%),为后续分选创造条件。
- 磨矿设备:球磨机(格子型球磨机 + 溢流型球磨机组合)、棒磨机;
- 磨矿参数:磨矿浓度 60%~70%,磨矿时间根据目标粒度调整(通常磨至 - 200 目占比 30%~60%);
- 闭路磨矿:磨矿产物通过分级机(螺旋分级机、水力旋流器)分级,粗颗粒返回球磨机重新磨矿,确保解离效果。
核心环节,通过铬铁矿与脉石矿物的物理性质差异(密度、磁性、导电性等)分离杂质,提高 Cr₂O₃含量(目标品位通常≥45%,高端铸造砂≥50%)。
- 主流分选工艺(根据原矿性质组合使用):
- 重选法(最常用):利用铬铁矿(密度 4.3~4.8g/cm³)与脉石(密度 2.6~3.2g/cm³)的密度差分离;
- 设备:跳汰机(处理粗粒级)、摇床(处理细粒级)、螺旋溜槽(处理中细粒级);
- 流程:磨矿产物先经跳汰机粗选,得到粗精矿和尾矿;粗精矿再经摇床精选,得到高品位精矿。
- 磁选法:利用铬铁矿(弱磁性)与部分脉石(无磁性)的磁性差异;
- 设备:湿式永磁筒式磁选机、高梯度磁选机;
- 应用:重选后精矿的进一步提纯(去除残留的磁性脉石),或处理磁性较强的铬铁矿原矿。
- 电选法(辅助):利用铬铁矿与脉石的导电性差异,用于细粒级精矿的深度提纯;
- 设备:高压电选机,适用于 - 0.074mm 细粒级产物。
- 分选指标:精矿 Cr₂O₃品位≥45%,回收率≥70%(优质原矿回收率可达 85% 以上);尾矿 Cr₂O₃含量≤5%,可作为建筑骨料或废弃处理。
分选后的精矿为湿矿浆(水分 20%~30%),需脱水干燥至水分≤0.5%(避免储存结块、影响使用)。
- 脱水步骤:
- 浓缩:采用浓密机将矿浆浓度提高至 50%~60%,减少干燥能耗;
- 过滤:使用板框压滤机、真空过滤机,将矿浆过滤成滤饼(水分 10%~15%);
- 干燥:采用回转烘干机、沸腾干燥机,干燥温度 120~200℃,干燥后水分≤0.5%。
根据应用场景(铸造、冶金、耐火材料等),将干燥后的精矿加工成特定粒度范围的产品。
- 分级:使用高频振动筛、气流分级机,按客户要求分级(如铸造用铬矿砂常用粒度:10~20 目、20~40 目、40~70 目、70~140 目等);
- 整形(可选):对于要求颗粒圆润、棱角少的高端铸造砂,采用冲击式整形机或球磨机轻度研磨,去除颗粒棱角,提高流动性;
- 除尘:分级整形过程中产生的粉尘,通过布袋除尘器收集,避免污染。
- 质量检验:
- 化学成分:检测 Cr₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂、MgO 含量(铸造砂要求 SiO₂≤3%,避免铸造时产生气体);
- 物理性能:检测粒度分布、密度、莫氏硬度(≥6.5)、耐火度(≥1900℃)、酸碱性(碱性);
- 外观:无明显杂质、结块,颜色均匀(深灰色或黑色)。
- 包装:采用编织袋(25kg / 袋)、吨袋包装,密封储存,防止受潮。
- 解离度控制:磨矿环节需确保铬铁矿与脉石完全解离,否则分选效率大幅下降;
- 品位调节:通过多段分选(粗选 - 精选 - 扫选)平衡品位与回收率,避免过度追求品位导致回收率过低;
- 杂质去除:重点去除 SiO₂(铸造用)、CaO(耐火材料用),避免影响产品性能;
- 粒度控制:根据应用场景精准分级,避免过粗或过细(如铸造砂过细会导致透气性差)。
- 破碎、磨矿、分级环节产生的粉尘,需配套除尘设备(布袋除尘器、静电除尘器),避免粉尘污染;
- 洗矿、分选产生的废水,经沉淀池沉淀后循环使用,避免外排;
- 铬矿砂本身无毒性,但长期接触粉尘可能导致呼吸道不适,操作人员需佩戴防尘口罩;
- 尾矿需集中堆放,可用于制砖、路基填充等综合利用,避免环境污染。
通过以上工艺,铬铁矿原矿可被加工成高品位、高质量的铬矿砂产品,满足铸造、冶金、耐火材料等领域的应用需求。