SXCT型湿式高频谐波磁场磁选机在攀西钒钛磁铁矿中的应用.pdf

2 0 1 9 年第1 期 有色金属 选矿部分 9 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 1 ．0 1 9 S X C T 型湿式高频谐波磁场磁选机 在攀西钒钛磁铁矿中的应用 李国平，赵海亮，尚红亮，史佩伟，成磊 北矿机电科技有限责任公司，北京1 0 0 1 6 0 摘要S X C T 湿式高频谐波磁场磁选机采用高频交变磁场技术，通过产生高频磁扰动来打破磁团聚，大幅提高分选精度。 S X C T 型磁选机应用于攀西某钒钛磁铁矿铁精矿精选作业，有效解决了本作业过程中出现的强磁性矿与弱磁性矿及脉石分离 不清问题，工业考察可实现T F e 品位提高1 ．8 5 ％、回收率9 6 ．1 2 ％，尾矿T i 0 2 品位2 3 ．1 2 ％、铁钛比1 ．2 6 ，分选指标优良，运 行平稳，应用前景广阔。 关键词高频谐波磁场磁选机；永磁；精选；钒钛磁铁矿 中图分类号T D 4 5 7文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 1 0 0 9 5 0 5 A p p l i c a t i o no ft h eS X C TW e tT y p eH i g hF r e q u e n c yH a r m o n i cM a g n e t i c S e p a r a t o ri nt h eS e p a r a t i o no fP a n x iV T iM a g n e t i t e L IG u o p i n g ，Z H A OH a i l i a n g ，S H A N GH o n g l i a n g ，S H IP e i w e i ，C H E N GL e i B G R I M M M a c h i n e r y ＆A u t o m a t i o nT e c h n o l o g yC o ．，L t d ．，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t S X C Tw e tt y p eh i g hf r e q u e n c yh a r m o n i cm a g n e t i cs e p a r a t o ru s e st e c h n o l o g yo fh i g h f r e q u e n c yA Ct Os i g n i f i c a n t l yi m p r o v es e p a r a t i o np r e c i s i o nb ym e a n so fb r e a k i n gu pm a g n e t i ca g g r e g a t i o n a c t e db yt h eg e n e r a t e dh i g h f r e q u e n c yp e r t u r b a t i o n ．S X C Ts e r i e sw e r es u c c e s s f u l l ya p p l i e di no n ep l a n to f v a n a d i u mt i t a n o m a g n e t i t ei r o nc o n c e n t r a t ec l e a n e rs e p a r a t i o ni nP a n x iz o n eS i c h u a np r o v i n c e ，C h i n a ．I t p r o v e sw e l lw o r k i n go nr e s o l v i n gt h ei n d i s t i n c ts e p a r a t i o nb e t w e e nf e r r o m a g n e t i cm i n e r a l sa n dw e a k m a g n e t i cm i n e r a l sa sw e l l a sg a n g u e s ，i n d u s t r i a lp r o d u c t i o ns h o w st h a tt o t a lF ec o u l db ei m p r o v e d b y 1 ．8 5 ％，r e c o v e r yr a t ei m p r o v e dt O9 6 ．1 2 ％a n d2 3 ．1 2 ％T i 0 2i nt h et a i l i n g ，t i t a n i u mi r o nr a t i oi s1 ．2 6 ．A n e x c e l l e n tr e s u l tw a sa c h i e v e da n dt h em a c h i n e sh a v eb e e nk e e p i n gw o r k i n gi ng o o dc o n d i t i o n ．A p p l i c a t i o n p r o s p e c to ft h i ss e r i e so fs e p a r a t o r si ni n d u s t r yi sv e r yb r o a d ． K e yw o r d s h i g hf r e q u e n c yh a r m o n i cm a g n e t i cs e p a r a t o r ；p e r m a n e n tm a g n e t i s m ；c o n c e n t r a t e ；V T im a g n e t i t e 攀西地区是我国非常重要的多金属共 伴 生矿 产资源地，已探明钒钛磁铁矿储量超1 3 0 亿t ，远景 储量达2 0 0 亿t [ 1 。2 ] 。经过近几十年的开发利用，攀 西地区外围和浅部的钒钛磁铁矿资源中铁的回收利 用工艺技术已经基本成熟，常规的钒钛磁铁矿选铁 通常采用2 ～3 段阶磨阶选工艺流程，常规筒式磁选 机多段分选，经过多段精选后，精矿T F e 品位可大于 5 4 ％。但随着近年来开采深度不断增加，矿石组成 发生了较大变化，对现有工艺技术形成了挑战[ 3 。5 j 。 以攀西红格矿铁矿为例，近年来采出矿石中逐渐有 一定量的橄辉岩混入其中[ 6 - 7 3 。由于橄辉岩呈现弱 磁性，而钒钛磁铁矿本身又剩磁较大、矫顽力较高， 在弱磁选过程中极夹杂在铁精矿中，现有精选设备 无法有效分离，同时由于钒钛磁铁矿矿石本身就存 在矫顽力高、剩磁较大的现象，精选时磁团聚现象严 重，导致精矿夹杂严重，企业采用现有工艺产出的最 终铁精矿品质无法达标凹。9 ] 。为此，本文重点介绍了 一种新型高效永磁精选设备，其在攀西地区铁精矿 提品降杂中的应用取得了较好的进展。 1 典型永磁精选设备 近些年，关于铁精矿筒式磁选机精选的研究较 多，研究方向主要是通过强化磁翻转效果以及增加 淘洗效果，以达到减少精矿夹杂提高品位的目的。 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 5 0 0 4 1 2 2 5 收稿日期2 0 1 8 0 7 - 1 2修回日期2 0 1 8 - 1 2 - 1 7 作者简介李国平 1 9 8 5 一 ，男，河北邯郸人，硕士，工程师，主要从事磁选工艺及设备的研究与推广。 万方数据 9 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第1 期 1 B K B 型永磁筒式磁选机，该设备由北京矿冶 研究总院在2 0 世纪初研制，通过采用小极面多磁极 设计，磁极数通常大于1 0 ，匹配高液位半逆流型专用 槽体，在延长的分选带及分选时间内，增加磁翻转次 数，增强矿浆中的漂洗效果，从而减少精矿夹杂，精 矿品位较常规磁选机有较大幅度提升”“j 。 2 Y C M C 型低场强脉动磁场磁选机马鞍山矿 山院研制的此类磁选机率先在永磁磁选机上通过采 用循环运转磁屏蔽板而实现了永磁脉冲磁场，磁性 颗粒在圆筒表面除了因极性变化而作磁翻滚外，还 因脉冲的作用上下跳动，非磁性颗粒在无磁区呈松 散状态，夹杂在磁团聚中的脉石和贫连生体得以充 分暴露，从而排除磁团聚体中的脉石和贫连生体，精 矿品位得到大幅提升[ 12 1 。 3 J C T N 提精降渣磁选机该类设备为近年出 现的设备，在一些区域作为磁选柱的替代品使用，同 时也可以和磁选柱串联使用代替原有的反浮选工 艺。该类设备的特点是采用多极、小极面、大磁包角 近2 7 0 。 、高液位的设计方式，分选带较长，磁性颗 粒在分选过程中的翻转次数提高数倍以上，同时配 合多道漂洗水进行漂洗，分选指标明显高于普通筒 式设备3 。1 “。 上述精选设备在增加矿石翻转次数、增大分选 带长度、增加漂洗时间等方面较常规筒式磁选机均 有所改进，但增加的次数均有限。由于钒钛磁铁矿 具有矫顽力高、剩磁大的特性，在经过粗选后，精选 作业时存在较为严重的磁团聚的现象，精选难度较 大，同时随着开采深度的变化，弱磁性橄辉岩矿物的 含量提高更加增大了精选难度，现有精选设备无法 满足分选要求。 2 S X C T 高频谐波磁场磁选分选原理 及结构特点 高频谐波磁场磁选机分选原理如图1 所示。与 常规筒式磁选机磁系固定不动的形式不同，高频谐 波磁场磁选机其磁系与简体异步旋转，磁系在自身 驱动系统的驱动下，在一个周期内高频旋转，因此磁 性矿石在磁筒表面可产生数十倍于常规筒式磁选机 的磁翻滚，同时磁链形状由粗粒长轴形式打散为短 针状形式，在随简体高速翻转的同时自身高速自转， 在此过程中弱磁性矿石及贫连生体得到充分的暴 露、分离，最终实现矿石高精度分选u5 | 。 ， ＼一／ 一磁团聚体旋转 磁链自转 嗷链长轴方向 图1高频谐波磁场磁选机原理图 F i g ．1 T h ep r i n c i po fh i g hf r e q u e n c yh a r m o n i cm a g n e t i cs e p a r a t o r 图2S X C T 型高频谐波磁场磁选机结构示意图 F i g ．2D i a g r a mo ft h es t r u c t u r eo fS X C Tt y p eh i g hf r e q u e n c yh a r m o n i cm a g n e t i cs e p a r a t o r 1 机架；2 简体传动系统；3 磁系传动系统；4 槽体；5 给矿箱；6 漂洗装置；7 磁筒；8 卸矿装置；9 精矿箱 万方数据 2 0 1 9 年第1 期李国平等S X C T 型湿式高频谐波磁场磁选机在攀西钒钛磁铁矿中的应用 9 7 S X C T 型高频谐波磁场磁选机主要用于磁铁矿 精选作业，其机械结构如图2 所示，主要由磁筒、槽 体、机架、给矿箱、精矿箱、漂洗装置、卸矿装置、传动 系统等构成。 高频谐波磁场磁选机采用高液位专用槽体、 3 6 0 。高频旋转磁系、组合式漂洗装置与卸矿装置等 特有设计，提精降杂的效果最好；多种设备参数可调 节，有更强的适应性，可以更好满足客户需求。其优 点如下所述 1 分离原理具有先进性，磁系与筒体异步旋转 产生高频交变磁场，磁性颗粒在磁筒表形成松散针 状短磁链，较常规磁系紧密排列的长磁链更易暴露 脉石或连生体夹杂，翻滚次数数十倍于常规磁选机， 分离效率高，提品幅度大。 2 高液位槽体结构，保证筒表磁链在矿浆中的 3 分选空间内磁场力设计均大于普通磁选机， 保证尾矿品位。 4 采用新型非金属材料简体，完全避免物流损 耗，轻质高强。 5 筒体与磁系转速、矿浆液位等多种参数可调， 适应性强。 3应用案例 3 ．I 矿石性质 近年来，攀西红格地区的钒钛磁铁矿矿山在进 入中深部开采后，表内矿逐步减少，表外矿则逐渐增 多，中深部矿石类型发生了重大变化，由原来的辉长 岩、辉石岩转变成橄辉岩、橄榄岩矿石，导致选厂采 用现有的工艺难以获得合格精矿品位。 对高频谐波磁场磁选机应用选厂的表内矿、表 有效抖动，利于脉石及连生体脱离。外矿进行化学分析，分析结果见表1 所示。 表1表内矿原矿多组分分析结果 T a b l e1 M u l t i c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fo b s a o r e 含量／％ 1 4 ．7 21 0 ．4 51 2 ．7 35 ．5 63 7 ．3 00 ．0 90 ．1 2 表内矿样品的主要金属成分为铁、钛，其品位分 别为T F e 2 2 ．3 0 ％和T i O 。8 ．9 5 ％，其它金属成分未 达到工业品位要求。在脉石矿物中辉石类 辉石、角 闪石、黑云母、绿泥石等 约占5 5 ．0 4 ％，长石类 2 ．0 6 ％，橄榄石约6 ．2 8 ％，其余为其他含量低的脉 石。矿石T F e ／T i O 一2 ．4 9 ，属于高钛型钒钛磁铁矿 贫矿。 表外矿样品的主要金属成分为铁、钛，其含量分 别为T F e l 4 ．7 2 ％和T i O 。5 ．5 6 ％，其他元素目前尚 不具有经济回收价值。由于矿石中T F e 含量仅为 1 4 ．8 0 ％，属于表外矿等级。脉石矿物中，辉石和橄 榄石含量分别为5 0 ．6 0 ％、1 8 ．5 0 ％，长石类矿物含量 仅为0 ．5 5 ％。该矿石的类型属于橄辉岩型钒钛磁铁 矿表外矿。 该选矿厂目前入选原矿按照表外表内1 3 比 例进行混合，橄辉岩型钒钛磁铁矿矿表外矿的混入 对原有选铁系统形成了较大影响，常规磁选设备产 出的铁精矿品质逐步降低，无法满足销售要求。 3 ．2 实验室试验 S X C T 型高频谐波磁场磁选机分选原理具有先 进性，分选结构具有独特性，更好的适应了精矿产品 进一步提精夹杂的要求，在很大程度上克服了常规 筒式磁选机的不足，运行可靠性更高，指标更优异。 针对该选矿厂铁精粉矿样前期进行了实验室探 索试验，试验结果见下表。 表3高频谐波精选机 实验室 试验结果 T a b l e3R e s u l t so fe x p e r i m e n tb yL a b o r a t o r yt y p eh i g h f r e q u e n c yh a r m o n i cm a g n e t i cs e p a r a t o r 实验室试验结果表明，采用S X C T 0 5 0 4 型高频 谐波精选机进行铁精粉提品，其最终精矿品位可提 至5 7 ．4 5 ％，较给矿品位提升约2 个百分点，达到预 期目标。 3 ．3 工业生产考察 S X C T l 2 3 0 高频谐波磁场磁选机现场进行了处 理量、筒体转速、磁系转速、漂洗水量、卸料辊转速与 间隙、分选液位等条件试验，确定最佳分选参数后， 正常运转考察2 个月，处理量4 5t ／h 条件下现场考 察数据如表3 所示。 万方数据 9 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第1 期 表4 表明，T F e 、T i O 平均品位5 5 ．4 0 ％、 1 2 ．1 5 ％的原铁精矿产品通过S X C T 型高频谐波磁 场磁选机进一步分选，最终精矿T F e 、T i O 平均品 位5 7 ．2 5 ％、1 1 ．4 0 ％，T F e 提升幅度1 ．8 5 ％，提精效 果明显；磁尾矿中T i O 。平均含量2 3 ．1 2 ％、铁钛比 1 ．2 6 ，可考虑作为人浮选钛原料，从而提高了全流程 作业中钛的回收率，经济效果显著。 3 ．4 经济效益浅析 增加S X C T l 2 3 0 湿式高频谐波精选机新精选工 艺，主要效益表现如下 1 提升铁精矿T F e 品位 a 铁品位平均提升幅度1 ．8 5 ％，按照目前含钛 铁精矿市场价格，精矿T F e ％品位每提高1 ％，利润 增加8 元／t ，二选厂铁精矿年产2 0 0 万吨，则因铁精 矿品位提升带来的效益为3 0 0 0 万元； b 精选机 按照目前处理量需要5 台 使用后， 每台每小时电耗成本增加2 2k W ，按照全年3 6 5d 87 6 0h ，设备作业率按照9 0 ％计算，由此增加的 电耗成本约5 0 万元； c 按照折旧率1 4 ％计算，固定资产折旧增加成 本约5 5 0 1 4 ％一3 5 万元； d 精选工艺采用湿式高频精选机年增加效益 40 0 0 5 0 3 5 5 0 5 36 6 5 万元 2 非磁性产品合理的铁／钛比例 湿式高频谐波磁场磁选机在实现铁精矿提品的 同时，尾矿 非磁性产品 中实现了钛的富集，铁、钛 比为1 ．2 6 ，此部分矿经简易脱铁脱硫处理后可直接 作为浮游选钛原料，大幅增加选钛入浮量，提高全流 程中钛的回收率，经济性客观。 4结论 攀西钒钛磁铁矿我国非常重要的矿产资源，随 着开采深度增加难选型表外矿逐渐增多，选矿厂被 迫逐渐将表内表外按比例混合作为入选原矿，这使 得入选矿石组成发生了较大变化，现有工艺技术及 设备产出的产品品质难以满足市场要求。新型高效 S X C T 型湿式高频谐波磁场磁选机分选原理新颖， 结构合理，在攀西地区铁精矿提品降杂中的应用取 得了较大突破人选T F e 、T i O 。品位5 5 ．4 0 ％、 1 2 ．1 5 ％，所获精矿T F e 、T i 0 2 品位5 7 ．2 5 ％、 1 1 ．4 0 ％，T F e 提升幅度1 ．8 5 ％；磁尾矿中T i O 。含 量2 3 ．1 2 ％、铁钛比1 ．2 6 ，合理的铁钛比对磁尾作为 人浮选钛原料提供了可行性，有助于提高了全流程 作业中钛的回收率，经济效益十分显著。 万方数据 2 0 1 9 年第1 期李国平等S X C T 型湿式高频谐波磁场磁选机在攀西钒钛磁铁矿中的应用 9 9 参考文献 [ 1 ] i J 其尤，陈波，张裕书，等．攀西地区钒钛磁铁矿资源特点 与综合回收利用现状E J ] ．矿产综合利用，2 0 1 l 6 6 - 7 ． [ 2 ] 李国平，尚红亮，王芝伟，等．新型磨前干式预选工艺在攀 西某钒钛磁铁矿的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 8 2 5 7 - 6 0 ． [ 3 ] 刘熙光，邱克辉，张其春，等．关于钒钛磁铁矿综合利用可 持续发展问题的探讨[ J ] ．中国矿业，2 0 0 1 4 2 3 2 5 ． [ 4 ] 付冠文．浅析钒钛磁铁矿矿区表外矿综合利用的实践 [ J 1 ．中国矿业，2 0 1 0 8 6 2 6 5 ． [ 5 ] 张克仁，苏波．攀西钒钛磁铁矿石矿物工艺特征及其 粗粒抛尾选矿工艺[ J 1 ．中国地质科学院院报，1 9 8 6 1 5 2 4 6 2 6 0 ． [ 6 ] 廖祥文，张裕书，陈达，等．攀西低品位钒钛磁铁矿选矿试 验研究[ J 1 ．金属矿山，2 0 1 6 1 0 7 7 8 1 ． [ 7 1 武斌，曹俊兴，唐玉强，等．红格地区钒钛磁铁矿地质特 征及地球物理找矿的探讨[ J ] ．地质与勘探，2 0 1 2 1 1 4 0 一1 4 7 ． [ 8 ] 李国平，赵海亮，尚红亮，等．B G R I M M 新型磁选设备在 攀西钒钛磁铁矿重的应用[ J 1 ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 增刊1 8 5 8 8 ． [ 9 ] 杨耀辉，惠博，廖祥文，等．红格低品位难选橄辉岩型钒钛 磁铁矿石选矿试验[ J ] ．金属矿山，2 0 1 6 1 0 7 7 8 1 ． [ 1 0 ] 王芝伟．B K 系列永磁筒式磁选机研究及应用进展 [ c ] ／／中国矿业科技文汇2 0 1 5 ，2 0 1 5 4 - 5 ． [ 1 1 ] 刘永振．近几年我国磁选设备的研制和应用[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，2 0 1 1 增刊 2 4 3 3 ． [ 1 2 ] 储荣春，王宗林，黎燕华，等．Y C M C 型永磁脉冲磁场磁 选机的研制与应用[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 增刊1 3 8 4 3 8 6 ． [ 1 3 ] 刘永振，王晓明．近几年我国永磁磁选设备的技术发展 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 增刊1 6 8 7 3 ． [ 1 4 ] 王顺，王兆连，刘风亮，等．J C T N 提精降渣磁选机及应 用实践[ C ] ／／中国矿业科技文汇2 0 1 5 ，2 0 1 5 5 0 4 5 0 8 ． [ 1 5 1 赵海亮，尚红亮．一种新型开放式旋转磁场磁系分析与 仿真[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 4 6 3 6 7 ． 上接第8 8 页 [ 1 0 ] 宋涛，蒋开喜，周俊武，等．气升式环流反应器内气泡分 布的数值模拟[ J 1 ．矿冶，2 0 1 5 ，2 4 1 6 1 6 6 ． [ 1 1 ] D E S H M U K HN A ，P A T I LS S ，J O S H IJ B ．G a s I n d u c t i o nC h a r a c t e r i s t i c so fH o l l o w S e l f - I n d u c i n g I m p e l l e r [ J 1 ．C h e m i c a lE n g i n e e r i n gR e s e a r c ha n dD e s i g n ， 2 0 0 6 ，8 4 1 2 4 1 3 2 ． [ 1 2 ] A C H O U R IR ，D H A O U A D IH ，M H I R IH ，B O U R N O T P ．N u m e r i c a la n de x p e r i m e n t a li n v e s t i g a t i o no ft h es e l f - i n d u c i n gt u r b i n ea e r a t i o nc a p a c i t y [ J ] ．E n e r g yC o n v e r s i o n a n dM a n a g e m e n t ，2 0 1 4 ，8 3 1 8 8 1 9 6 ． [ 1 3 1A C H O U R IR ，H A M Z AS B ，D H A O U A D IH ，e ta 1 ． V o l u m e t r i cm a s st r a n s f e rc o e f f i c i e n ta n dh y d r o d y n a m i c s t u d y o fan e w s e l f i n d u c i n gt u r b i n e [ J ] ．E n e r g y C o n v e r s i o na n dM a n a g e m e n t2 0 1 3 ，7 1 6 9 7 5 ． [ 1 4 ] A C H O U R IR ，M O K N II ，M H I R IH ．A3 DC F D s i m u l a t i o no fas e l fi n d u c i n gP i t c h e dB l a d eT u r b i n e D o w n f l o w [ J ] ．E n e r g yC o n v e r s i o na n dM a n a g e m e n t ， 2 0 1 2 ，6 4 6 3 3 6 4 1 ． r 1 5 ] F O N T EC P ，P I N H OB S ，M O R E A UV S ，e ta 1 ． P r e d i c t i o no ft h eI n d u c e dG a sF l o wR a t e f r o maS e l f - I n d u c i n gI m p e l l e r [ J ] ． C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ＆ T e c h n o l o g y ，2 0 1 4 ，3 7 5 7 1 5 7 9 ． [ 1 6 ] H A s s A NF A Y E D ，S A A DR A G A B ．C F DA n a l y s i so f T w o P h a s eF l o wi nW E M C O - 3 0 0 m 3S u p e r c e l lrC ] ． S M E ／C M AA n n u a lM e e t i n g E x h i b i tF e b r u a r y ，2 0 1 3 ． 万方数据