張春浩 翁存建 陳永靜 陳亮亮 羅仙平,4
(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.贛州市環(huán)境科學(xué)研究所;4.江西省礦業(yè)工程重點實驗室)
SLon-2000型高場強磁選機在東鞍山燒結(jié)廠分選氧化鐵礦中的應(yīng)用*
張春浩1,2翁存建2陳永靜3陳亮亮1羅仙平2,4
(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.贛州市環(huán)境科學(xué)研究所;4.江西省礦業(yè)工程重點實驗室)
針對東鞍山燒結(jié)廠強磁選作業(yè)中細粒級鐵礦物回收效果差導(dǎo)致尾礦鐵品位偏高等問題,進行了現(xiàn)場流程考察分析,采用SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高場強磁選機進行了試驗研究。試驗結(jié)果表明:SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高場強磁選機的精礦鐵品位平均值比原來使用的 SLon-2000 型Ⅰ(800 kA/m)高場強磁選機降低了0.33個百分點,尾礦鐵品位平均值降低了4.28個百分點,產(chǎn)率和鐵回收率分別提高了8.26個百分點和12.92個百分點,取得了較好的分選效果。
SLon-2000型高場強磁選機 強磁選 氧化鐵礦
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,我國鋼鐵工業(yè)近年得到飛速的發(fā)展。經(jīng)過幾十年的攻關(guān),我國紅礦(氧化鐵礦)選礦工藝和選礦設(shè)備有了很大的發(fā)展,其中SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機和反浮選等高效選礦設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用使我國紅礦選礦技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平[1-2]。
我國遼寧鞍山地區(qū)的紅礦資源的特點是儲量大、原礦品位低、嵌布粒度細、絕大部分屬難磨難選礦石,為進一步提高細粒級鐵礦的回收率[3],經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新與改進,贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司研制了SLon-2000型1 040 kA/m高場強立環(huán)脈動高梯度磁選機,該設(shè)備回收細粒弱磁性礦物效果好,其轉(zhuǎn)環(huán)立式旋轉(zhuǎn),反沖精礦,并配有脈動機構(gòu),具有富集比大、分選效率高、磁介質(zhì)不易堵塞,對給礦粒度、濃度和品位波動適應(yīng)性強,工作可靠,操作維護方便等優(yōu)點[4-7],解決了細粒級紅礦回收難的問題,為我國紅礦資源的高效回收利用奠定了基礎(chǔ)。針對東鞍山燒結(jié)廠強磁選作業(yè)中細粒級鐵礦物回收效果差導(dǎo)致尾礦鐵品位偏高等問題,采用SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高場強磁選機進行了試驗研究,并取得了較好的試驗結(jié)果。
東鞍山鐵礦中的鐵主要以氧化物的形式存在于假象赤鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦及針鐵礦中,以其他化合物的形式存在于菱鐵礦、鱗綠泥石、鐵閃石、鐵方解石、鐵白云石、黃鐵礦等礦物中。
原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1,礦石鐵物相分析結(jié)果見表2。
表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %
元素TFeFeOSiO2CaOMgO含量32.861.9151.330.040.23元素Al2O3MnOSP燒失含量0.930.060.0610.0321.31
由表1可知,該紅礦中全鐵品位為32.86%,有害元素硫、磷的含量較少,對選礦的影響不大。
表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %
鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦4.8014.22碳酸鐵1.604.74硅酸鐵1.203.54假象磁鐵礦1.404.14赤、褐鐵礦24.7873.36全鐵33.78100.00
由表2可知,赤、褐鐵礦物中鐵含量達到了73.36%,磁鐵礦物中鐵含量為14.22%,該鐵礦主要是弱磁性礦物,少量強磁性礦物,可先弱磁選選出強磁性磁鐵礦物,再進行強磁選選出弱磁性赤、褐鐵礦。此外,碳酸鐵、硅酸鐵在礦樣中也有少量的分布。
經(jīng)現(xiàn)場流程考察分析,尾礦中的鐵礦物大部分屬細粒級的赤鐵礦礦物且難以回收,是造成尾礦中鐵品位偏高的主要原因。針對該問題,贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司對原磁選段強磁選作業(yè)進行了優(yōu)化,原工藝中強磁選采用的是SLon-2000型Ⅰ高磁場強度立環(huán)脈動高梯度磁選機,但由于礦石性質(zhì)的變化,該紅礦的嵌布粒度極細,磨礦后產(chǎn)生的大量細粒級的鐵礦物難以回收,導(dǎo)致尾礦中的鐵品位偏高,造成了資源的浪費。為了回收這部分細粒級鐵礦物,贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司研發(fā)出了磁場強度更高、性能更好的SLon-2000型Ⅱ高場強立環(huán)脈動高梯度磁選機,對該鐵礦進行了試驗室試驗研究。試驗結(jié)果表明:SLon-2000型Ⅱ高場強立環(huán)脈動高梯度磁選機對細粒級弱磁性鐵礦物的回收效果明顯優(yōu)于SLon-2000型Ⅰ高場強立環(huán)脈動高梯度磁選機,并已應(yīng)用于東鞍山燒結(jié)廠強磁選作業(yè)段。
3.1 磨礦細度分析試驗
東鞍山鐵礦石普氏硬度系數(shù)為12~18,巖石普氏硬度系數(shù)為8~18,礦石密度為3.4t/m3,巖石密度為2.6t/m3,各種類型礦石的磨礦產(chǎn)品在相近的磨礦粒度時,鐵礦物單體解離度基本接近[8-9]。礦石從粗磨到細磨的過程中,盡管鐵礦物單體解離度隨磨礦粒度變細而增加較多,但富連生體(鐵礦物≥3/4)增加均不大,而且赤鐵礦石的磨礦產(chǎn)品富連生體含量基本接近,可見細磨使鐵礦物單體解離的過程也是鐵礦物泥化的過程,正是由于磨礦過程中粗細兩極分化嚴(yán)重、泥化程度較高,即-0.01mm的含量較高,從而影響了選別過程。選礦單體解離度測定結(jié)果見表3。
表3 礦石單體解離度測定結(jié)果 %
磨礦細度(-0.074mm)41.6152.6261.0169.6683.4391.2996.33鐵礦物45.1157.8864.3166.9675.4280.2982.61石英41.7553.2961.3861.9971.9978.1480.66
由表3可知,東鞍山鐵礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,難磨難選,-0.074mm粒級占83.43%時,鐵礦物解離度為75.42%,明顯偏低,-0.01mm粒級產(chǎn)率為29.66%,泥化程度較高,+0.074mm各級別主要以連生體形態(tài)存在,兩極分化嚴(yán)重,給礦物選別帶來較大難度。
3.2 試驗室強磁選機磁選對比試驗
采用SLon-100周期式脈動高梯度磁選機對東鞍山燒結(jié)廠的強磁給礦進行磁場強度分別為800和1 040kA/m的對比試驗,對比試驗結(jié)果見表4。
由表4可知,相同的脈動沖程與沖次條件下,在原礦平均鐵品位為29.57%,磁場強度為800kA/m時,可獲得精礦鐵品位為40.76%、尾礦鐵品位為18.21%、金屬回收率為69.43%的選別指標(biāo);在原礦平均鐵品位為29.30%,磁場強度為1 040kA/m時,可獲得精礦鐵品位為40.39%、尾礦鐵品位為17.38%、金屬回收率為71.40%的選別指標(biāo)。當(dāng)磁場強度由800kA/m提高到1 040kA/m后,尾礦鐵品位下降了0.83個百分點,減少了有用礦物的損失,精礦回收率提高了1.97個百分點。
表4 強磁選對比試驗結(jié)果
由于東鞍山燒結(jié)廠要完成鞍鋼集團礦業(yè)公司下達的鐵精礦年增產(chǎn)20萬t的生產(chǎn)任務(wù)目標(biāo),在設(shè)備改造中,東鞍山燒結(jié)廠依據(jù)設(shè)備改造前的對比試驗,選擇使用磁場強度為1 040kA/m的高場強磁選機。在完成了8臺SLon-2000型Ⅱ高場強磁選機(簡稱:SLon-2000型Ⅱ強磁)的部分安裝調(diào)試后,對強磁選機的作業(yè)進行了考查。
4.1 SLon-2000型Ⅱ強磁作業(yè)給礦和產(chǎn)品粒度分析
首先對強磁作業(yè)給礦和產(chǎn)品粒度進行了分析,結(jié)果見表5~表7,采用MASTERSIZER2000系統(tǒng)粒度檢測分析儀對強磁尾礦進行粒度分析,進一步了解-0.01mm微細粒級的分布情況,其檢測結(jié)果見圖1。
表5 SLon-2000型Ⅱ強磁作業(yè)給礦粒度分析結(jié)果
由表5可知,強磁給礦中 -0.019 mm 粒級占59.30%、鐵品位為30.76%,鐵礦物主要嵌布在細粒級礦石中,是造成尾礦中鐵品位偏高的主要原因。
表6 SLon-2000型Ⅱ強磁作業(yè)精礦粒度分析結(jié)果
由表6可知,SLon-2000型Ⅱ強磁精礦中,粒級回收率均大大高于粒級分配率,這說明通過強磁作業(yè)脫泥拋尾分選效果好。強磁精礦中-0.019 mm粒級占54.70%、鐵品位為45.03%,但粒級回收率只有56.15%,遠低于+0.019 mm以上粒級77.91%~86.94%的粒級回收率。
表7 SLon-2000型Ⅱ強磁作業(yè)尾礦粒度分析結(jié)果
由表7可知,強磁尾礦鐵品位為15.38%,+0.019 mm 粒級鐵品位為3.59%~6.01%,非常低,而-0.019 mm粒級占62.57%、鐵品位為21.88%,已占到強磁尾礦總金屬量的89.03%,產(chǎn)率為62.57%,鐵品位為21.88%,金屬分布率也高達89.03%。因此,有必要通過減小強磁選機介質(zhì)間隙,適當(dāng)提高磁選強度等措施,改善-0.019mm粒級的回收效果,從而降低強磁尾礦品位。
圖1 粒度分析儀對強磁尾礦的檢測結(jié)果
由圖1可見,-0.010 mm粒級產(chǎn)率占近40%,說明微細粒鐵礦物回收效果差是造成鐵損失的原因。因此,應(yīng)從磨礦分級作業(yè)入手,盡量減少微細粒鐵礦物的產(chǎn)生,避免泥化。
4.2 現(xiàn)場SLon-2000型Ⅱ高場強磁選機與SLon-2000型Ⅰ高場強磁選機的生產(chǎn)應(yīng)用對比
對現(xiàn)場使用的SLon-2000型Ⅱ高場強磁選機與SLon-2000型Ⅰ高場強磁選機的生產(chǎn)指標(biāo)進行了4個批次的考查,結(jié)果見表8。
表8 SLon-2000型Ⅱ與SLon-2000型Ⅰ高場強磁選機磁選試驗結(jié)果 %
機型濃度給礦鐵品位精礦鐵品位尾礦鐵品位產(chǎn)率鐵回收率SLon-2000型Ⅱ27.2829.7646.9415.7244.9770.93SLon-2000型Ⅱ27.0728.9246.1113.6946.9874.90SLon-200型Ⅱ27.1131.7050.4316.4244.9371.47SLon-2000型Ⅱ28.6530.5947.4915.7846.7072.51SLon-2000型Ⅰ26.1628.7847.0118.5835.8858.60SLon-2000型Ⅰ27.232.2750.0820.1840.4362.75SLon-2000型Ⅰ29.0731.2248.1320.1239.6361.09SLon-2000型Ⅰ27.2329.2747.0819.8434.6255.68
由表8可知,在對4個批次的數(shù)據(jù)進行處理后,在實際生產(chǎn)中,在相同的給礦條件下,SLon-2000型Ⅱ高場強磁選機比SLon-2000型Ⅰ磁選機精礦鐵品位平均降低0.33個百分點,尾礦鐵品位平均降低4.28個百分點,產(chǎn)率平均提高了8.26個百分點,回收率平均提高12.92個百分點,現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)遠好于小型試驗指標(biāo)。
(1)新型SLon-2000型Ⅱ高場強立環(huán)脈動高梯度磁選機具有富集比大、選礦效率高、磁介質(zhì)不堵塞、設(shè)備處理量大、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、作業(yè)率高的優(yōu)點。
(2)8臺SLon-2000型Ⅱ高場強磁選機在分選東鞍山燒結(jié)廠氧化鐵礦中,有效地回收了細粒級的弱磁性鐵礦物以及將礦泥等影響浮選的物質(zhì)拋棄,為浮選作業(yè)創(chuàng)造了良好的條件。與原有SLon-2000型Ⅰ磁選機相比較,在給礦細度為-0.074 mm 99%的條件下,尾礦鐵品位平均降低了4.28個百分點,產(chǎn)率提高了8.26個百分點,回收率提高了12.92個百分點,現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)遠好于小型試驗指標(biāo),經(jīng)濟效益顯著。
(3)SLon-2000型Ⅱ高場強磁選機成功的研制并在分選東鞍山燒結(jié)廠氧化鐵礦車間中的成功應(yīng)用,高效回收利用了微細粒級弱磁性鐵礦物,解決了微細粒級鐵礦物難以回收的問題,為我國難選鐵礦資源的高效、綜合利用作出了新的貢獻。
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*江西省科技支撐計劃項目(編號:2010 BGA 00200)。
2015-03-06)
張春浩(1979—),男,碩士研究生,341000 江西省贛州市章貢區(qū)客家大道156號。