先说三个重点
联合选矿是处理复杂铬矿的必由之路,单一重选对细粒无能为力,单一磁选对粗粒效果有限,单一浮选成本太高
联合工艺的设计逻辑是按粒度分工、按性质接力,粗粒靠重选,细粒靠磁选,微细粒靠浮选,各管一段
对于超低品位铬矿,还需引入还原焙烧等化学手段,把传统物理选矿收不上来的那部分铬和铁分开回收
铬矿选矿没有一招制胜的办法。品位高的富矿用重选就行,但那是少数。国内大多数铬矿是贫矿,品位低、嵌布细、共伴生关系复杂,光靠一种方法根本收不干净。联合选矿就是把这些方法组合起来,扬长避短,让重选、磁选、浮选各司其职。
为什么要搞联合工艺
先看一组数据。某铬铁矿原矿Cr2O3品位百分之二十六点三二,同时含有磁铁矿百分之二十一点一二。如果用单一重选,磁铁矿会跟着铬铁矿一起进精矿,铬铁比上不去。如果用单一磁选,粗粒铬铁矿可能损失在尾矿里。联合工艺才能兼顾品位和回收率。
再看超低品位的情况。某铬铁矿原矿Cr2O3品位只有百分之二点六三,TFe品位百分之二十九点七九。这种矿用单一选矿方法根本没法经济利用,必须走重选富集铬、还原焙烧转化铁、磁选回收铁的联合路线。
联合工艺的优越性在于物尽其用:
重选是主角,负责处理粗粒和中粒,利用密度差回收大部分铬铁矿,成本最低。
磁选是补充,负责两件事:一是回收重选尾矿中流失的细粒铬铁矿,二是去除精矿中的磁铁矿等强磁性杂质,提升铬铁比。
浮选是最后防线,处理重选和磁选都拿不下的微细粒铬铁矿。
化学选矿是特殊手段,针对超低品位或极难选矿石,通过还原焙烧改变矿物磁性。

几种主流的联合工艺路线
重选-磁选联合是最通用的组合。这是铬矿选矿应用最广泛的联合工艺。适用于中等品位、嵌布粒度粗细不均的矿石。流程结构是原矿经破碎磨矿后,先进入螺旋溜槽或跳汰机进行重选粗选,重选精矿进入摇床精选,重选尾矿进入强磁选回收细粒级铬铁矿。弱磁选用来处理重选精矿中的磁铁矿,提升铬铁比。
津巴布韦Lalapansi岩铬矿第二条选矿线采用的就是这条路线。他们的经验数据很实用:球磨机-螺旋分级机闭路的返砂比控制在百分之六十到七十,避免过磨导致泥化;螺旋溜槽给矿浓度控制在百分之三十到三十五,粗选段溜槽倾角十到十二度,精选段八到十度;弱磁选磁场强度零点三到零点六特斯拉去除磁铁矿。
指标方面,国外某铬铁矿采用磁-重联合工艺(先磁选预富集,再重选精选)可获得Cr2O3品位百分之三十九点一一的重选精矿。
磁选-浮选联合针对细粒和复杂矿石。对于细粒嵌布或含泥量高的铬矿,磁选-浮选联合工艺更有效。流程通常是先弱磁选去除磁铁矿,再强磁选回收弱磁性的铬铁矿,强磁尾矿进入浮选系统回收微细粒。
某铬铁矿的研究数据很有参考价值。矿样中铬铁矿与蛇纹石等脉石嵌布关系复杂,采用磁浮联合工艺后,弱磁选先回收磁铁矿(TFe品位百分之五十三点二三),弱磁尾矿经湿式强磁选获得Cr2O3品位百分之四十二点三七、回收率百分之八十一点三四的铬精矿;强磁尾矿再磨后再经一粗两精一扫闭路浮选,又获得Cr2O3品位百分之三十五点八六、回收率百分之七十点一二的铬精矿。两个精矿合并后,综合回收指标大幅提升。
磁浮联合工艺中,强磁选的场强选择很重要。某研究确定的较佳场强为七百六十千安每米,此时精矿品位和回收率都较高;场强继续增大后,脉石矿物也被磁化吸附,反而降低指标。
磁选-重选-浮选三级联合针对微细粒的终极方案。针对细粒级占比高、常规联合工艺难以达标的情况,三级联合是最后一招。南非某铬铁矿的工艺矿物学研究显示,铬铁矿大多分布在细粒级中,单一方法难以有效回收。他们采用磁选预富集、重选再富集、浮选再选的组合工艺,在分级入选的思路下实现了较高的综合回收率。
南非某铬铁矿尾矿的研究也印证了这个方向。该尾矿Cr含量在百分之三十三到三十六之间,采用先磁后浮的全流程方案,强磁选可获得产率百分之四十二点五四的铬精矿,Cr2O3品位百分之四十点六八、回收率百分之七十五点九四。强磁尾矿再经浮选回收伴生的铂钯,实现了资源的综合回收。
重选-分级-还原焙烧-磁选联合针对超低品位的专属路线。当原矿Cr2O3品位低到百分之二到三时,物理选矿已经很难单独完成富集任务。这时候需要引入化学手段。
中国地质科学院矿产综合利用研究所开发了一套针对超低品位铬铁矿的联合工艺:原矿破碎磨矿至负零点零七五毫米占百分之六十以上,通过重选富集铬,得到重选精矿和重选尾矿。重选精矿经分级作业,小于零点零七五毫米的为铬精矿(Cr2O3品位可达百分之二十到二十五),大于零点零七五毫米的分级尾矿与重选尾矿合并。尾矿加入还原剂(炭,添加量百分之五到二十)和添加剂(碳酸钠或油酸钠,添加量百分之一到十),在摄氏一千二百度条件下还原焙烧三十到五十分钟。焙烧产物再磨至负零点零七五毫米占百分之七十以上,在磁场强度一千五百到三千高斯条件下进行弱磁选,获得TFe品位百分之五十九到六十五的铁精矿。
实际案例中,Cr2O3品位百分之二点六三、TFe品位百分之二十九点七九的原矿,经此工艺获得铬精矿Cr2O3品位百分之二十一点九九、回收率百分之三十四点零五,铁精矿TFe品位百分之五十九点九六、回收率百分之五十一点八五。虽然回收率不算高,但对于原本无法经济利用的资源来说,已经是突破。
循环选铬工艺针对红土镍矿伴生铬的回收。红土镍矿中的铬铁矿对高压酸浸设备有强烈磨蚀作用,需要在浸出前预先选除。循环选铬工艺通过洗矿、旋流分级、弱磁选、强磁选、螺旋溜槽分级、多段摇床分级、再选的闭环流程,实现铬精矿的回收和中矿的循环处理。
流程特点是将中矿和轻矿物返回再处理,形成了中矿循环回用的闭路结构,相比传统的单一重选或磁选,铬精矿品位和回收率都有提升。
联合工艺设计的关键原则
粒度匹配是第一原则。不同方法对粒度的适应范围不同,重选擅长零点零三到二毫米,强磁选擅长零点零一到零点一毫米,浮选擅长零点零零五到零点零五毫米。设计方案时要做粒度分级,让每段设备处理最适合自己的粒级。
方法顺序有讲究。先磁后浮和先浮后磁效果不同。南非某铬铁矿尾矿的研究对比了两种方案,结论是先磁后浮的指标优于先浮后磁。一般来说,先弱磁选除强磁性矿物,再强磁选回收铬铁矿,最后浮选处理尾矿,是较合理的顺序。
中矿不能丢。联合工艺的优势之一是中矿可以在系统内循环。重选的中矿返回再磨,磁选的中矿返回重选或浮选,尾矿中的有价成分还有机会再次进入流程。
成本要算账。重选成本最低,磁选中等,浮选最贵,还原焙烧能耗最高。设计联合工艺时,能用重选的不用磁选,能用磁选的不用浮选,能用物理方法的不用化学方法。

说在最后
铬矿联合选矿工艺流程设计没有通用模板。粗粒嵌布用重-磁联合,细粒嵌布用磁-浮联合,微细粒用磁-重-浮三级联合,超低品位用重选-焙烧-磁选联合。核心思路是因矿制宜、按粒度分工、按磁性接力,把这个逻辑理清楚了,流程结构自然就出来了。
如果您的铬矿项目一直用单一方法搞不定,或者尾矿里有大量细粒级铬收不回来,建议先做矿石的工艺矿物学研究,查清粒度分布和嵌布特征,再确定最匹配的联合工艺路线。需要技术支持可以联系我们。