閻　贊　王　想　王　露　劉明寶

(1.陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(商洛學(xué)院)；2.隆基電磁科技股份有限公司；3.西安天宙礦業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司)

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全自動(dòng)磁懸浮精選機(jī)提高鐵精礦品位試驗(yàn)*

閻贊1王想2王露3劉明寶1

(1.陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(商洛學(xué)院)；2.隆基電磁科技股份有限公司；3.西安天宙礦業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司)

摘要鞍山某選礦廠為提高鐵精礦品位，引進(jìn)全自動(dòng)磁懸浮精選機(jī)進(jìn)行了鐵精礦精選試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：最佳底流流速為0.6～0.7 L/min，最佳溢流流速為9.0～10.0 L/min，最佳給礦量為40.0～50.0 g/min；在最佳條件下，磁懸浮精選試驗(yàn)指標(biāo)良好，精礦鐵品位提高3.06個(gè)百分點(diǎn)，鐵精礦回收率為90.42%，對(duì)同類鐵精礦的精選具有一定的借鑒參考意義。

關(guān)鍵詞全自動(dòng)磁懸浮精選機(jī)鐵精礦磁選

我國(guó)雖然擁有豐富的鐵礦資源，但鐵礦石具有貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)鐵礦資源極度匱乏，其中低品位鐵礦石含量高達(dá)97%以上，必須經(jīng)過(guò)有效富集才能滿足煉鐵、煉鋼的工業(yè)要求[1-2]。同時(shí)，隨著開(kāi)采深度的不斷加深，導(dǎo)致鐵礦石貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)更加突出，即使采用多段磁選作業(yè)，在-0.074 mm粒級(jí)含量小于90%的條件下，精礦鐵品位難以超越66%，且含有較多雜質(zhì)，無(wú)法得到高品質(zhì)鐵精礦[3-4]。因此，在分選具有貧、細(xì)、雜特點(diǎn)的磁鐵礦石時(shí)，需要加強(qiáng)預(yù)選，拋掉大量尾礦，同時(shí)防止磁性顆粒的損失。而在精選作業(yè)段，需要采用有效的精選設(shè)備以提高精礦鐵品位，改善分選指標(biāo)[5-7]。

鞍山某選礦廠鐵精礦品位較低，為獲得更高的精礦鐵品位，引進(jìn)了全自動(dòng)磁懸浮精選機(jī)，進(jìn)行了鐵精礦精選試驗(yàn)研究，從而選擇適宜的試驗(yàn)條件，以期得到優(yōu)質(zhì)鐵精礦，滿足鋼鐵行業(yè)需求。

1礦樣性質(zhì)

礦樣呈黑色，粒度約為-0.050 mm粒級(jí)含量99.60%。對(duì)礦樣進(jìn)行縮分處理，制樣后進(jìn)行分析化驗(yàn)，其化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1原礦化學(xué)分析結(jié)果

%

由表1可知，此鐵精礦全鐵品位為66.10%，mFe品位為64.86%，磁性鐵占有率為98.13%。

2試驗(yàn)設(shè)備及方法

2.1試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

全自動(dòng)磁懸浮精選機(jī)是磁選柱、無(wú)極變頻精選機(jī)、淘洗磁選機(jī)之后的第四代磁重聯(lián)選設(shè)備。其工作原理是：礦漿從上部給礦槽給入后，礦漿在設(shè)備選別筒中分散開(kāi)，分散過(guò)程中與選別筒內(nèi)切向上行選別水相遇，礦漿進(jìn)一步被沖散。脈石礦物和貧連生體由于不受磁場(chǎng)的影響，受到與沉降方向相反的上升水作用，被沖至設(shè)備的上部并溢流出來(lái)，磁性礦物和強(qiáng)磁性連生體受到自動(dòng)變化的下行運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)和瞬間脈沖的反向脈動(dòng)磁場(chǎng)共同作用，進(jìn)一步被選別。此精選設(shè)備可有效減輕對(duì)選別水的依賴，達(dá)到節(jié)水的目的，另外磁性礦物和強(qiáng)磁性連生體溢流到尾礦中的幾率大幅度降低。在實(shí)現(xiàn)有效提升品位的同時(shí)，尾礦品位更低[8-10]。

2.2試驗(yàn)方法

在給礦量一定時(shí)，改變底流流速和溢流流速，測(cè)定精礦品位，從而確定底流流速和溢流流速的范圍。在給礦濃度、溢流流速一定時(shí)，改變底流流速，測(cè)定精礦品位，進(jìn)行最佳底流流速試驗(yàn)。在給礦濃度、底流流速一定時(shí)，改變溢流流速，測(cè)定精礦品位，進(jìn)行最佳溢流流速試驗(yàn)。在底流流速、溢流流速一定時(shí)，改變給礦量，測(cè)定精礦品位，進(jìn)行最佳給礦量試驗(yàn)。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流程中鐵精礦間斷定期取樣后，化驗(yàn)全鐵品位，取平均值，作為原礦，進(jìn)行原礦對(duì)比試驗(yàn)。

3試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1底流流速、溢流流速范圍確定試驗(yàn)

在給礦濃度為8.0%、給礦全鐵品位為66.10%的條件下，改變底流流速和溢流流速，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　底流流速、溢流流速范圍確定試驗(yàn)結(jié)果

由表1可知，當(dāng)?shù)琢髁魉贋?.2 L/min、溢流流速為6.0 L/min時(shí)，精礦全鐵品位最高，為69.68%，提高了3.58個(gè)百分點(diǎn)；當(dāng)?shù)琢髁魉贋?.6 L/min、溢流流速為7.0～10.0 L/min時(shí)，精礦全鐵品位均高于69%；而當(dāng)?shù)琢髁魉贋?.0 L/min時(shí)，全鐵品位在67%～69%浮動(dòng)；當(dāng)?shù)琢髁魉倮^續(xù)升高，達(dá)到 2.6 L/min、溢流流速在7.0～10.0 L/min時(shí)，精礦全鐵品位均高于69%，并在溢流流速為7.0、 8.0 L/min時(shí)，精礦全鐵品位最高，為69.99%。因此，最佳底流流速范圍為0.6～1.0 L/min，最佳溢流流速范圍為6.0～10.0 L/min。

3.2最佳底流流速試驗(yàn)

在給礦濃度為8.0%、給礦量為40.0 g/min、給礦全鐵品位為66.10%、溢流流速為8.0 L/min的條件下，改變底流流速，測(cè)定精礦品位，確定最佳的底流流速。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　精礦全鐵品位隨底流流速變化曲線

由圖1可見(jiàn)，當(dāng)?shù)琢髁魉贋?.6～0.7 L/min時(shí)，精礦品位呈上升趨勢(shì)，在底流流速為0.7 L/min時(shí)，精礦全鐵品位最高，為69.47%；當(dāng)?shù)琢髁魉俅笥?.7 L/min時(shí)，隨著底流流速的增大，精礦全鐵品位呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，但增長(zhǎng)趨勢(shì)十分緩慢。因此，綜合考慮，選擇最佳底流流速為0.6～ 0.7 L/min。

3.3最佳溢流流速試驗(yàn)

在給礦濃度為8.0%、給礦量為40.0 g/min、給礦全鐵品位為66.10%、底流流速為0.7 L/min的條件下，改變溢流流速，測(cè)定精礦品位，確定最佳的溢流流速，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

貴州省是我國(guó)主要的喀斯特地貌分布地區(qū)，碳酸鹽巖出露面積占全省巖石出露面積的70%之多，使得覆蓋其上的紅粘土分布廣泛，并且是碳酸鹽巖地區(qū)重要的建筑材料，也是土層貧乏的碳酸鹽巖地區(qū)寶貴的土資源。對(duì)于紅粘土成因的研究，在喀斯特地區(qū)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中起著重要作用。

圖2　精礦全鐵品位隨溢流流速變化曲線

由圖2可見(jiàn)，當(dāng)溢流流速為11.0 L/min時(shí)，精礦鐵品位最高為68.85%；試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著溢流流速的增大，出現(xiàn)跑尾現(xiàn)象，并且溢流流速過(guò)高時(shí)，給水量不穩(wěn)定；故綜合考慮，選擇最佳溢流流速為9.0～10.0 L/min。

3.4最佳給礦量試驗(yàn)

在給礦全鐵品位為66.10%、底流流速為0.7 L/min、溢流流速為10.0 L/min的條件下，改變給礦量，測(cè)定精礦品位，確定最佳給礦量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3　精礦全鐵品位隨給礦量變化曲線

由圖3可見(jiàn)，在給礦量為40.0 g/min時(shí)，精礦全鐵品位最高，為69.68%；隨著給礦量的不斷增加，精礦全鐵品位呈先降低后增加的趨勢(shì)。因此，綜合考慮，選擇最佳給礦量為40.0～50.0 g/min。

3.5最佳條件磁懸浮精選試驗(yàn)

在給礦濃度為8.0%、給礦量為42.3 g/min、底流流速為0.7 L/min、溢流流速為10.0 L/min的條件下，進(jìn)行磁懸浮精選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3最佳條件磁懸浮精選試驗(yàn)結(jié)果

%

由表3可知，在最佳條件下，此鐵精礦磁懸浮精選試驗(yàn)指標(biāo)良好，精礦鐵品位高達(dá)69.16%，較原礦提高了3.06個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率為90.89%。

3.6對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流程中鐵精礦間斷定期取樣后化驗(yàn)全鐵品位，取平均值作為原礦，進(jìn)行原礦對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　原礦對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

4結(jié)語(yǔ)

(1)鞍山某選礦廠鐵精礦進(jìn)行全自動(dòng)磁懸浮精選機(jī)試驗(yàn)，試驗(yàn)表明最佳底流流速為0.6～ 0.7 L/min，最佳溢流流速為9.0～10.0 L/min，最佳給礦量為40.0～50.0 g/min。

(2)在最佳條件下，鐵精礦磁懸浮精選試驗(yàn)指標(biāo)良好，精礦鐵品位為69.16%，較原鐵精礦提高了3.06個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率為90.89%。

(3)給礦濃度越低，精礦全鐵品位較高，分選效果越好。當(dāng)給礦濃度較高時(shí)，導(dǎo)致單位面積的分選量過(guò)大，造成堵礦現(xiàn)象，分選效果不明顯。

(4)溢流流速主要決定了上升水流的大小，當(dāng)上升水流過(guò)大時(shí)，導(dǎo)致其上升力過(guò)大，會(huì)影響有用礦物在分選中的升降趨勢(shì)，導(dǎo)致尾礦品位偏高。底流流速降低，間接導(dǎo)致分選量增大，引起堵塞或尾礦跑尾現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]霍濤.鞍山式磁鐵礦磁浮選柱分選試驗(yàn)研究[D].北京:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2015.

[2]梅國(guó)生，楊鵬博.濕式磁選法制備優(yōu)質(zhì)鐵精粉試驗(yàn)研究[J].科技資訊，2015(19):25-28.

[3]張楊林.柿竹園鐵粗精礦回收超純鐵精礦試驗(yàn)研究[J].煤炭技術(shù)，2011(7):12-14.

[4]陳志新，艾光華，賴秋生，等.提高某鐵精礦鐵品位試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2014(7):30-32.

[5]趙通林，陳中航，陳廣振.磁選柱的分選特性分析與實(shí)踐應(yīng)用[J].礦產(chǎn)綜合利用，2013(3):15-17.

[6]王二鋒，王建業(yè).磁場(chǎng)篩選機(jī)在福建某鐵礦精選提質(zhì)的工業(yè)試驗(yàn)[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2014(4):10-11.

[7]李麗匣，閻贊，袁致濤，等.鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠浮選尾礦品位偏高原因分析[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2013(4):8-10.

[8]劉永振.近幾年我國(guó)磁選設(shè)備的研制和應(yīng)用[J].有色金屬：選礦部分，2011(S1):18-21.

[9]胡永會(huì).國(guó)內(nèi)外典型磁選設(shè)備的研究與發(fā)展[J].金屬礦山，2012(9):31-33.

[10]庫(kù)建剛，陳輝煌，何逵，等.強(qiáng)磁性礦粒在磁選過(guò)程中的受力分析及動(dòng)力學(xué)模擬[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015(5):26-28.

(收稿日期2015-11-23)

*陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(編號(hào)：2014SKY-WK011)；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：2012KTDZ02-02-01)。

閻贊(1989—)，女，助教，碩士研究生，726000 陜西省商洛市商州區(qū)北新街10號(hào)。