黃會(huì)春 何桂春 王洪彬 胡 俊

(1.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司;2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院;3.攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司設(shè)計(jì)研究院)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，需要更多更好的礦產(chǎn)品作為工業(yè)原料［1］。礦產(chǎn)資源日益貧化和復(fù)雜難選礦增多的現(xiàn)實(shí)，要求選礦設(shè)備向大型化、自動(dòng)化、高效率和低成本方向發(fā)展，以適應(yīng)大規(guī)模現(xiàn)代選礦工業(yè)的發(fā)展［2］。SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)正是在這種需求背景下開(kāi)發(fā)出來(lái)的，它是贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司最新研制的最大型號(hào)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，具有處理量大、性能穩(wěn)定、操作維護(hù)方便、能耗低和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹該設(shè)備的特點(diǎn)及其對(duì)攀鋼選鈦尾礦中的鈦進(jìn)行再回收的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果。

1 SLon－4000高梯度磁選機(jī)簡(jiǎn)介

1.1 主要技術(shù)參數(shù)

SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)仍主要由脈動(dòng)機(jī)構(gòu)、激磁線圈、鐵軛、轉(zhuǎn)環(huán)、各種礦斗和水斗組成［3］，其外觀見(jiàn)圖1，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2 主要特點(diǎn)

圖1 SLon－4000磁選機(jī)外觀

表1 SLon－4000磁選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

(1)處理量大，性能穩(wěn)定。SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)處理能力可達(dá)到550 t/h，是目前國(guó)內(nèi)處理能力最大的高梯度磁選機(jī)。該設(shè)備通過(guò)優(yōu)化磁系設(shè)計(jì)、減少漏磁、降低電阻和提高電效率等技術(shù)措施，具有良好的激磁性能。采用低電壓大電流激磁，有利于提高激磁線圈的安全可靠性;該激磁線圈為空心銅管繞制，水內(nèi)冷散熱，冷卻水直接貼著銅管內(nèi)壁流動(dòng)，因此散熱效率高。此外，由于冷卻水的流速較高，微細(xì)泥沙不易沉淀，可以保證激磁線圈長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

(2)能耗低。SLon脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的大型化有利于降低處理每噸礦石的電耗。不同型號(hào)SLon脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的電耗對(duì)比如圖2所示。可見(jiàn)，設(shè)備型號(hào)越大，其電耗越低。如SLon－1000磁選機(jī)的單位電耗為5.07 kWh/t，而SLon－4000磁選機(jī)的單位電耗僅為 0.44 kWh/t，后者比前者節(jié)能91.32%;又如目前工業(yè)上大量使用的SLon－2000磁選機(jī)的單位電耗為1.10 kWh/t，SLon－4000磁選機(jī)與與其相比節(jié)能60%。

圖2 各型號(hào)SLon磁選機(jī)的電耗

(3)占地面積小。單臺(tái)SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的處理能力相當(dāng)于8臺(tái)SLon－2000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的處理能力，但其占地面積與4臺(tái)SLon－2000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的占地面積相當(dāng)，可節(jié)省用地50%。

(4)操作維護(hù)方便。SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的整流變壓器由水冷改為風(fēng)冷，避免了因水結(jié)垢而引起的變壓器發(fā)熱問(wèn)題;采用全數(shù)字可控硅調(diào)壓，方便了激磁電流的調(diào)節(jié);風(fēng)冷型控制柜的晶閘管安裝空間更大，結(jié)構(gòu)也更簡(jiǎn)單，維護(hù)十分方便。

2 工業(yè)試驗(yàn)

2.1 給礦

攀鋼某尾礦綜合回收選礦廠主要從攀鋼選鈦廠尾礦中再回收鐵和鈦，其中選鈦采用螺旋溜槽粗選—SLon－1500脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)和浮選精選工藝流程。由于螺旋溜槽對(duì)細(xì)粒鈦鐵礦的回收能力很差，導(dǎo)致粗選和全流程的鈦回收率分別只有10%和3%左右，鈦精礦(TiO2品位47%)年產(chǎn)量?jī)H2萬(wàn)t左右。隨著攀鋼選鈦廠選鈦技術(shù)水平的提高，其排出尾礦的TiO2含量逐漸下降，該綜合回收選礦廠如果不進(jìn)行技術(shù)改造，鈦精礦產(chǎn)量將進(jìn)一步減少。為了提高對(duì)鈦的綜合回收能力，該廠與贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司合作，于2011年11月進(jìn)行了采用SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)代替螺旋溜槽的工業(yè)試驗(yàn)。

試驗(yàn)中SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)給礦(攀鋼選鈦廠尾礦)的TiO2品位在5.3% ～6.7%的范圍內(nèi)波動(dòng)，其粒度分析結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可以看出，給礦中－400目粒級(jí)的產(chǎn)率達(dá)到37.64%，且52.31%的TiO2分布在該粒級(jí)。所以，要提高鈦回收率，重點(diǎn)是加強(qiáng)細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的回收。

2.2 條件試驗(yàn)

根據(jù)給礦性質(zhì)，采用 3 mm棒介質(zhì)，固定沖程為20 mm，著重對(duì)背景磁感應(yīng)強(qiáng)度、沖次和處理量進(jìn)行了條件試驗(yàn)。

表2 給礦粒度分析結(jié)果

2.2.1 背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

暫定沖次為200次/min、控制干礦處理量在450 t/h左右(給礦濃度約33%)，考察背景磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)分選指標(biāo)的影響，同時(shí)測(cè)定各背景磁感應(yīng)強(qiáng)度下的激磁功率，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知:隨背景磁感應(yīng)強(qiáng)度提高，鈦粗精礦的TiO2回收率和激磁功率上升，而鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位下降。當(dāng)背景磁感應(yīng)強(qiáng)度由0.709 T提高到0.997 T時(shí)，鈦粗精礦的TiO2回收率和激磁功率分別由40.15%和57.60 kW上升到56.87%和79.22 kW，鈦粗精礦和尾礦的 TiO2品位分別由13.15%和3.87%下降至10.57%和3.24%;但背景磁感應(yīng)強(qiáng)度由0.876 T提高到0.997 T時(shí)，尾礦TiO2品位和鈦粗精礦TiO2回收率變化不大。因此，確定背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.876 T。

2.2.2 脈動(dòng)沖次試驗(yàn)

固定背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.876 T，控制干礦處理量在450 t/h左右(給礦濃度約33%)，考察脈動(dòng)沖次對(duì)分選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 脈動(dòng)沖次試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知:隨脈動(dòng)沖次提高，鈦粗精礦的TiO2回收率下降，而鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位上升。當(dāng)脈動(dòng)沖次由200次/min提高到350次/min時(shí)，鈦粗精礦的TiO2回收率由62.84%降低至51.18%，鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位分別由12.51%和3.23%上升至13.35%和3.69%。綜合考慮各指標(biāo)，確定脈動(dòng)沖次為250次/min。

2.2.3 處理量試驗(yàn)

固定背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0876 T、脈動(dòng)沖次250次/min，考察干礦處理量(給礦濃度約33%)對(duì)分選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 處理量試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知:隨干礦處理量提高，鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位上升，而鈦粗精礦的TiO2回收率下降。當(dāng)干礦處理量由230 t/h提高至550 t/h時(shí)，鈦粗精礦和尾礦的TiO2分別由12.04%和3.29%上升至13.78%和4.26%，鈦粗精礦的TiO2回收率由64.82%下降至52.22%。兼顧各項(xiàng)指標(biāo)，干礦處理量應(yīng)控制在460 t/h左右。

2.3 連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果

選定操作條件后，進(jìn)行了72 h的連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)，所得綜合結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 72 h連續(xù)運(yùn)行綜合指標(biāo) %

表6表明，在給礦TiO2品位為6.20%條件下，經(jīng)SLon－4000磁選機(jī)1次選別，即可獲得產(chǎn)率為29.02%、TiO2品位為 13.22%、TiO2回收率為61.88%的鈦粗精礦，TiO2回收率比原來(lái)采用螺旋溜槽時(shí)提高了50個(gè)百分點(diǎn)以上。

對(duì)連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)各產(chǎn)品進(jìn)行篩析，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)產(chǎn)品篩析結(jié)果

從表7可以得知:給礦、鈦粗精礦和尾礦中+100目粒級(jí)的TiO2品位較低，TiO2品位提高幅度較大的粒級(jí)為－400目粒級(jí)。鈦粗精礦中+200目粒級(jí)的產(chǎn)率為44.22%、TiO2品位為9.85%、TiO2回收率為70.32%，+400目粒級(jí)的產(chǎn)率65.92%、TiO2品位為10.83%、TiO2回收率為70.45%，－400目粒級(jí)的產(chǎn)率為34.08%、TiO2品位為17.33%、TiO2回收率為59.51%。以上結(jié)果說(shuō)明，SLon－4000脈動(dòng)高磁度磁選機(jī)對(duì)細(xì)粒鈦鐵礦回收效果較理想。

需要指出的是，受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，試驗(yàn)時(shí)SLon－4000磁選機(jī)的精礦沖洗水量和水壓較小;此外，考慮到給礦中有少部分粒度較粗的顆粒，為防止介質(zhì)堵塞，SLon－4000磁選機(jī)安裝的是 3 mm棒介質(zhì)。這些都對(duì)選別指標(biāo)有不利影響。若增大精礦沖洗水量和水壓并安裝較細(xì)棒介質(zhì)，鈦粗精礦回收率應(yīng)該還會(huì)進(jìn)一步提高。

3 結(jié)論

(1)新研發(fā)的SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)具有處理量大、性能穩(wěn)定、操作維護(hù)方便、能耗低和占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。

(2)SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)對(duì)攀鋼選鈦尾礦中的鈦鐵礦回收效果明顯，在給礦TiO2品位為6.20%的條件下，通過(guò)1次選別可以獲得產(chǎn)率為29.02%、TiO2品位為 13.22%、TiO2回收率為61.88%的鈦粗精礦，TiO2回收率比采用螺旋溜槽時(shí)提高了50個(gè)百分點(diǎn)以上。產(chǎn)品篩析結(jié)果表明，SLon－4000脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)對(duì)－400目粒級(jí)鈦鐵礦具有較好的回收能力。

［1］ Chen Luzheng，Xiong Dahe，Huang Huichun．Pulsating high-gradient magnetic separation of fine hematite from tailings［J］.Minerals＆ Metallurgical Processing，2009，26(3):163-168．

［2］ 熊大和，劉建平．SLon脈動(dòng)與振動(dòng)高梯度磁選機(jī)新進(jìn)展［J］.金屬礦山，2006(7):4-7，47．

［3］ 熊大和．SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)分選紅礦的研究和應(yīng)用［J］.金屬礦山，2005(8):24-29．