鐵礦石中磁性鐵含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)化研究

李 娜，朱為民，付海濤

（新鋼集團(tuán)良礦公司，江西 新余 338000）

1 磁性鐵測(cè)定分離新方法的開發(fā)研究

1.1 自制磁選儀器構(gòu)成

自制磁選儀主要由漏斗、堿式滴定管、永久磁鐵、鐵架臺(tái)、皮帶輪、直流穩(wěn)壓電源、螺旋止水夾、萬(wàn)向軸組成。

其中磁選管為一根25ml堿式滴定管，它垂直通過(guò)有兩塊永久磁鐵組成的磁極中，管子固定在一萬(wàn)向軸承上，并用一個(gè)12v的電機(jī)通過(guò)橡皮筋拖動(dòng)滴定管做往返運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，試樣隨水沖入磁選管，磁性礦物被兩塊永久磁鐵吸住，非磁性礦物通過(guò)磁極流出。并且，從理論上講，磁性礦物進(jìn)入磁選管后，隨著磁選管的轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)使得磁選更加充分。

1.2 自制磁選儀原理

試樣與水混勻后，經(jīng)過(guò)滴定管流經(jīng)兩塊永久磁鐵組成的磁極時(shí)，磁性礦物則被吸流于管內(nèi)壁上，非磁性礦物則通過(guò)磁極從滴定管下部流出，反復(fù)加水沖洗并同時(shí)隨著滴定管的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁性礦物與非磁性礦物即可很好的分離。

1.3 自制磁選儀器操作參數(shù)的確定試驗(yàn)

1.3.1 磁選時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度的確定

冶金地質(zhì)系統(tǒng)的工作人員為了使磁性鐵含量分析方法更加可靠，并進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，基本上傾向于在磁場(chǎng)強(qiáng)度為900±100GS。在實(shí)踐中，磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過(guò)高斯計(jì)在磁選管中實(shí)際測(cè)出，并可以通過(guò)調(diào)整兩塊永久磁鐵間的距離，使磁選管中有效場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到規(guī)定值900GS。

本化驗(yàn)室目前采用的是1800GS的磁場(chǎng)強(qiáng)度。主要是基于以下幾個(gè)方面的考慮。一是目前我礦選礦生產(chǎn)工藝三磁排尾礦工藝，其磁場(chǎng)強(qiáng)度為1800GS。二是我礦開展的項(xiàng)目攻關(guān)，降低尾磁品位至1.00%以下，此項(xiàng)考核要與選礦工藝相對(duì)應(yīng)。

1.3.2 磁選時(shí)試樣通過(guò)磁極的速度

試樣與水混勻后，通過(guò)磁選管流經(jīng)磁極以及加水沖洗時(shí)，速度的快慢與結(jié)果有一定的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表1-1：

表1-1 試樣通過(guò)磁極的速度對(duì)磁選分離的影響

速度太慢影響工作效率，速度太快,磁性鐵礦粒來(lái)不及被吸引在磁極近處管壁上，而被沖走，磁性礦物有可能被流失。會(huì)使結(jié)果偏低，經(jīng)實(shí)驗(yàn)以60ml/min為宜。

1.3.3 磁選管轉(zhuǎn)速的影響

礦粒通過(guò)磁選管，磁性礦物在磁極堆積，必須使磁選管轉(zhuǎn)動(dòng)，才能有利于加速與非磁性礦物分離，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度與磁性鐵的測(cè)定速度有一定影響。

選擇單次洗滌水量25ml，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器電源，使作為磁選管的酸式滴定管的轉(zhuǎn)動(dòng)速度30轉(zhuǎn)/min、40轉(zhuǎn)/min、50轉(zhuǎn)/min，測(cè)定結(jié)果見表1-2：

表1-2 轉(zhuǎn)速對(duì)磁選分離的影響

由表1-2可知，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)快，磁性礦物掉入非磁性部分，測(cè)定結(jié)果偏低。過(guò)慢，影響分離程度和操作效率。為此我們選擇磁選管轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/min。

同時(shí)，為了防止外部電壓波動(dòng)而影響電機(jī)轉(zhuǎn)速，供給電機(jī)的12V電源應(yīng)加裝穩(wěn)壓器。

1.3.4 單次淋洗水量的影響

測(cè)定結(jié)果都在冶金礦山規(guī)定的分析誤差范圍之內(nèi)，但在生產(chǎn)實(shí)踐及實(shí)際操作中，為了防止各個(gè)化驗(yàn)員在操作過(guò)程中選擇的單次淋洗水量不一致引起的偏差，為了更好的縮小各個(gè)化驗(yàn)員之間的對(duì)比化驗(yàn)偏差，我們?cè)阼F礦石中磁性鐵的測(cè)定操作規(guī)程中規(guī)定，在磁選過(guò)程中，統(tǒng)一選擇單次淋洗水量為30ml。

2 鐵礦石中磁性鐵測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)化

為配合選礦生產(chǎn)，降本增效。良礦公司開展三大項(xiàng)目攻關(guān)：提高原礦出礦品位、降低尾磁品位、提高選礦金屬回收率。這三項(xiàng)考核均與相關(guān)崗位員工收入相掛鉤，因此，鐵礦石中磁性鐵測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)化，不僅有利于本化驗(yàn)室更好的開展工作，更為開展良礦公司年度、月度績(jī)效考核打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1) 試料量

稱取0.2000g烘干試樣，精確至0.0002g。

2）將稱取的試料置于100ml燒杯中，加水約20ml，搖勻。

3）調(diào)整好磁選管下部的止水夾，使水流速度為60ml/min，開啟穩(wěn)壓器電源，控制磁選管轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/min左右。

4）向磁選管中加水至兩塊永久磁鐵的上平面上部，緩緩將燒杯中試樣及水傾入磁選管中，在保持管中水面不低于兩塊永久磁鐵的上平面，又不溢出管口的條件下，反復(fù)用水將試樣從燒杯中沖入磁選管，直至管中兩塊永久磁鐵的下平面以下的磁選管中無(wú)明顯礦粒下落，也可判斷為兩塊永久磁鐵的下平面流出的洗滌磁性鐵的水清澈為止。

5）停止加水，關(guān)閉電源，待管中水全部流出后，取下止水夾，用三角瓶承接管下，將磁選管移出磁極，用水將管內(nèi)磁性鐵礦物全部沖洗于三角燒杯中。

6）用二氯化錫-三氯化鈦聯(lián)合還原法測(cè)出磁性鐵含量。

3 鐵礦石中磁性鐵測(cè)定新方法的應(yīng)用效益

3.1 工作效率提高

單個(gè)磁性鐵的磁選時(shí)間從原來(lái)的5分鐘/個(gè)，降低為現(xiàn)在的1.2分鐘/個(gè)，化驗(yàn)工作效率大大提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年1月至2018年12月共化驗(yàn)磁性鐵2500個(gè)，累計(jì)節(jié)約化驗(yàn)時(shí)間4500分鐘。

3.2 化驗(yàn)成本降低

自從采用自制磁選儀法測(cè)定磁性鐵含量以來(lái)，磁性鐵的年度綜合化驗(yàn)合格率均達(dá)到95%以上，大大超出了公司技術(shù)部門對(duì)本化驗(yàn)室的考核要求。并且隨著化驗(yàn)合格率的提高，周邊礦石收購(gòu)質(zhì)量異議減少，良礦公司開展的尾磁及原礦品位項(xiàng)目攻關(guān)異議減少。所以，復(fù)化的元素減少，經(jīng)過(guò)核算，單元素磁性鐵的化驗(yàn)成本從0.98元/個(gè)下降至0.74元/個(gè).

3.3 原礦處理費(fèi)用減少

良礦公司平均每天收購(gòu)周邊礦石1042噸，每年收購(gòu)1042*365=380330噸礦石，前面已經(jīng)提到周邊礦石的收購(gòu)是以磁性鐵的含量來(lái)結(jié)算的。并且對(duì)磁性鐵含量在10.00%以下的磁鐵礦石進(jìn)行質(zhì)量否決。2016年1～10月對(duì)周邊礦4252.25噸10.00%以下的磁鐵礦石實(shí)行了質(zhì)量否決，按目前30t/元的原礦收購(gòu)價(jià)格，挽回了127567.5元的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)按目前46t/元的原礦處理費(fèi)用，節(jié)約了原礦處理費(fèi)用195603.5元，累計(jì)節(jié)約費(fèi)用323171余元。

4 結(jié)論

本文開發(fā)研究了應(yīng)用自制磁選儀定量分析鐵礦石中磁性鐵含量的方法，并制定了鐵礦石中磁性鐵含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于大批量試樣中磁性鐵的測(cè)定，操作簡(jiǎn)單、快速，分離結(jié)果重現(xiàn)性好。

自本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用以來(lái)，已為本企業(yè)選礦工藝生產(chǎn)，提供了數(shù)萬(wàn)個(gè)磁性鐵化驗(yàn)數(shù)據(jù)。并且磁性鐵累計(jì)化驗(yàn)合格率達(dá)96%以上。為企業(yè)選礦工藝研究及改進(jìn)提供了可靠的依據(jù)，同時(shí)為提高選礦金屬回收率、提高原礦出礦品位以及降低尾礦磁性鐵含量做出了重大貢獻(xiàn)。

更值得一提的是，應(yīng)用此自制磁選儀也可準(zhǔn)確測(cè)定出磁鐵礦石中磁硫含量，為地質(zhì)找礦提供準(zhǔn)確的依據(jù)，并且此自制磁選儀設(shè)備操作簡(jiǎn)單，成本低，便于維護(hù)且磁選分離速度快，易于推廣使用。