干式强磁分选参数对低品位粉矿分选的影响.pdf

2 4 有色金属 选矿部分2 0 0 5 年第3 期 干式强磁分选参数对低品位粉矿分选的影响 张桂芳L 2 ，张宗华2 ，李先祥2 1 。清华大学，北京1 0 0 0 8 4 ；2 ．昆明理工大学，昆明6 5 0 0 9 3 摘要通过对会东满银沟、冶炼厂综合粉矿的性质进行研究，提出了分选综合粉矿的方案，对 o ．2 8 m m 各粗粒级 粉矿进行干式强磁分选，对一0 ．2 8 r a m 拟采用湿式强磁选。本文对影响干式强磁分选的主要因素磁场强度和极距进行了 试验研究。研究结果表明，随着粒度组成的变化，磁选时所需要的最佳场强是不同的，随着粒度增大，所需的磁场强度增 大；随着粒度组成的变化，磁选时所需要的最佳极距是不同的；随着粒度增大，磁选时所需的极距也增大。 关键词干式；强磁分选；粉矿；参数 中图分类号T D 9 5 2文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 5 0 3 - 0 0 2 4 0 4 矿产资源的开发利用是人类社会发展的前提和 动力，大力开展矿产资源的综合利用，可以使矿山企 业节约资源、降低成本、改善环境、提高经济效益和 社会效益。铁矿是四J i I 省会东县有一定的优势的矿 种，已探明大型矿床1 处，中型矿床3 处，小型矿床 8 处，发现矿点4 6 处，矿化点2 5 处，尚有铁锰矿点1 处，累计探明储量1 2 7 9 0 万t 。由于长期开采加工规 格矿，该地方现已留下数十万吨品位不高的粉矿，占 地面积大，资源大量积压，对环境产生较为严重的污 染。所以必须经过选矿加工成合格铁精矿，才能变废 为宝，减少粉矿对环境的污染。 分选弱磁性矿物的最早的工业型磁选机是干式 的，如盘式、感应辊式、对辊式强磁选机，广泛用于锰 表1 T a b1 矿、海滨砂矿、黑钨矿、锡钨矿、锡矿、玻璃砂、钛铁矿 和磷酸盐矿等，多用盘式磁选机干式分选粗粒赤铁 矿至今未见报道。本试验用盘式磁选机对 0 ．2 8 m m 各粒级试样进行了干式强磁分选系统的试验，试料 为会东满银沟、冶炼厂规格矿加工中产生的低品位 粉矿按l l 配成混合样，按不同的粒级进行试验，取 得了较好指标。 l 粉矿性质 1 ．1 化学多元素分析 试样是从满银沟、冶炼厂两地规格矿加工剩下 的粉矿中采取。为了查清试样的物质成分，首先必须 弄清试样的化学成分，为此对该矿进行化学分析，结 果见表1 ， 化学分析结果／％ A n a l y s e so fs a m p l e s ’c h e m i s t r yc o m p o n e n t ／％ 元素 生曼呈 垒璺 Q垒塑鲤里垒丝塑坚璺 5 1 ．4 70 ．0 1 70 ．I o o1 5 ．5 70 ．5 6O ．0 0 30 ．5 40 ．4 74 ．1 20 ．3 0 5 1 ．4 70 ．0 0 5 90 ．0 5 81 5 ．9 60 ．2 70 ．0 0 0 6 10 ．3 30 ．4 84 ．4 90 ．2 1 满银沟概量 冶炼厂概量 1 ．2 铁物相分析 本试样是一个成分简单的铁矿石，为了更好有 量及占有率，为此进行铁物相分析，铁物相分析结果 如表2 所示。 的放矢地回收铁矿石，必须查清铁矿物的种类、铁含 表2 铁物相分析结果／％ T a b2P h a s ec o m p o s i t i o no fF e ，％ 收稿日期2 0 0 4 1 1 - 2 4 作者简介；张桂芳 1 9 6 5 一 ，女，河南焦作人，副教授，博士后，主要研究方向为矿物材料加工。 万方数据 2 0 0 5 年第3 期张桂芳等干式强磁分选参数对低品位粉矿分选的影响 2 5 1 ．3 矿物组成特性 该矿样组成矿石的矿物比较复杂，矿石矿物以 赤铁矿为主，次为褐铁矿、菱铁矿、极少量黄铁矿及 少量硅酸铁，脉石矿物以石英为主，含斜长石、白云 石、绢云母、绿泥石等，脉石矿物多呈晶屑，部分为岩 屑被赤铁矿、褐铁矿等矿物胶结，矿石中的岩屑以石 英砂岩、粉砂岩为主，次为长石石英岩、粉砂岩、千枚 岩、白云岩、大理石等。赤铁矿与脉石矿物关系复杂， 并有硅酸盐及含铁石英砂岩存在，赤铁矿大部分呈 结晶磷片状、叶片状，且粒度细小。 1 ．4 主要矿物的物性测定 为了找出试样中有用矿物与脉石矿物的物性差 异，对主要矿物的密度、硬度、比磁化系数、介电常 数、比导电度、导电性能等进行测试，测试结果见表 3 所示。 表3 主要矿物的物性测定结果 T a b3M e a s u r eo fm a i nm i n e r a l sc h a r a c t e r ；；豸＼逆竺 密度莫氏硬度比磁化系数／1 0 - 7 m 3 ．k g - 1 介电常数比导电度导电性 赤铁矿 5 ．2 34 ．12 1 2 52 ．2 3 导体 菱铁矿 3 ．8 74 ．0 1 57 ．3 42 ．5 6 导体 褐铁矿 4 ．2 43 ．23 ．17 ．8 73 ．0 6导体 黄铁矿 5 ．0 26 ．1 31 4 1 0 。93 ．52 ．7 8导体 石英 2 ．6 46 ．52 ．5 1 0 - o4 ．86 ．8 7非导体 白云石 2 ．8 23 ．5 22 5 x 1 0 。96 ．92 ．9 5非导体 方解石 2 ．6 72 ．9 23 ．8 x 1 0 48 - 33 ．9 0非导体 绢云母 2 ．8 12 ．4 52 5 1 0 9 7 ．61 ．0 6 非导体 1 ．5 磁性分析 为了弄清矿石在不同磁场时分离出来的磁性矿 物种类及含量，为磁选设备的选择提供依据，为此也 进行磁性分析试验，见表4 ，试验试料为满银沟和冶 炼厂综合试料磨到一7 4 1 山m9 5 ％。 表4磁性分析试验结果／％ T a b4 R e s u l t so fm a g n e t i ca n a l y s e s 2 试验方案研究 对粉矿性质研究可知，铁矿物在密度上与脉石 矿物相差甚大，说明可望采用重选的方法分选出铁 精矿，由于黄铁矿的密度大，黄铁矿会进铁精矿，对 降硫有影响，但是由于该试料含硫很低，选矿中不需 过分考虑除硫的问题；除密度外最大的差异是磁性， 比磁化系数最大的是赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿，可以 通过磁选把三者富集成铁精矿，除去黄铁矿和主要 脉石矿物；同时亦可看出在电性上有很大差异，脉石 矿物均为非导体，赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、黄铁矿均 为导体，电选可以较容易地除去脉石矿物，使赤铁 矿、菱铁矿、褐铁矿富集成合格铁精矿，但与重选存 在同样的问题，微量黄铁矿会进入铁精矿，由于原矿 中含硫甚低，并不会影响精矿的质量。三个方法中由 于电选机处理量小，并对入选矿石粒度要求严格，所 以不考虑电选的工艺。 该粉矿为加工规格矿时破碎筛分所剩的粉矿， 因为该地区缺水，尾矿如是矿浆无法设尾矿库堆放， 所以较宜干选。本试验将粗粒级 0 ．2 8 m m 粒级 用 干式磁选，满银沟矿样 O ．2 8 m m 粒级产率8 3 ．0 6 ％， 金属分布率为8 3 ．6 7 ％，冶炼厂矿样 0 ．2 8 m m 产率 8 1 ．5 4 ％，金属率为8 2 ．2 8 ％。一0 ．2 8 m m 拟采用湿式强 磁选，可以运到有条件建厂的地方集中处理。 影响盘式磁选机分选的因素很多，如料层厚度、 激磁电流 磁场强度 、极距 工作间隙 、感应磁极圆 盘运行的速度、振动槽 或皮带 的速度等，很多因 素在磁选机制作中根据被选物料的性质来定。本次 试验就分选中影响最根本的因素激磁电流 磁场强 度 、极距进行系统试验，以找出各粒级最合适的场 强及最恰当的极距。 3 综合粉矿分选试验 3 ．1 干式强磁选试验 本试验矿石性质及产品要求决定必须使用强磁 场干式磁选机，这就要对现有的几种分选细粒的强 磁选机进行改造。从设备投资、生产成本和机器性能 综合考虑，选用盘式磁选机为宜，为此用盘式磁选机 万方数据 2 6 有色金属 选矿部分2 0 0 5 年第3 期 对 0 ．2 8 m m 各粒级试样进行了系统的试验。 3 ．1 ．1 磁场强度试验 零” 旃m 擎m 圄” 幡” 骠。 粉矿 磁场强度 激磁电流 是影响磁选的主要因素之 一，试验结果见图1 ，试验流程如图2 。 罨 蔷 囊 磁场强度／7 ．9 5 7 8 x 1 0 Z A m 4 图I 磁场强度试验结果 F i g 1R e s u l t so nt h et e s to fm a g n e t i ci n t e n s i t y 精矿再磨再选 图2 分级磁选流程 F i g2 F l o w s h e e to fg r a d em a g n e t i cs e p a r a t i o n 磁场强度试验说明，随着粒度组成的变化，磁选 时所需要的最佳场强是不同的。试验说明，随着粒度 增大，回收该矿粒所需要的磁力增加，因而所需的磁 场强度增大，从一0 ．5 0 ．2 8 m m 粒级增到一8 6 m m 粒级 时，磁场强度由9 0 0 0 7 9 ．5 7 8 M m 增大到1 5 0 0 0 x 7 9 ．5 7 8 A ‰。回收各粒级的最佳场强也是不同的。一8 6 m m 及一6 4 m m 粒级的最佳场强是1 5 0 0 0 7 9 ．5 7 8 M m ；一4 2 m m 粒级的最佳场强为1 4 0 0 0 7 9 ．5 7 8 A ／m ； 而一2 l m m 粒级为1 3 0 0 0 7 9 ．5 7 8M m ；一1 0 ．5 m m 粒 级最适宜的场强为1 0 0 0 0 x 7 9 ．5 7 8 A ／m ；一0 ．5 0 ．2 8 m m 粒级最适宜的场强为9 0 0 0 7 9 ．5 7 8 A ／m 。当然这个最 适宜场强与极距是密切相关的。 选矿试验说明，如要求精矿品位在5 6 ％以上，以 满银沟、冶炼厂混合矿给矿计算，磁选精矿品位为 5 6 ．5 4 ％，回收率为7 1 ．7 5 ％，如按人选矿石来计算，精 矿品位为5 6 ．5 3 ％，回收率为8 5 ．7 7 ％。由此可以看 出，该试验是成功的。 如要求精矿品位在5 8 ％以上，以给矿计算，其精 矿品位为5 8 ．2 8 ％，精矿回收率为4 9 ．4 8 ％。如按入选 矿石计算，精矿品位为5 8 ．3 0 ％，回收率5 9 ．4 8 ％，试 验说明该产品方案与精矿品位为5 6 ％以上方案相 比，精矿品位提高1 ．7 4 ％和1 ．7 7 ％，而回收率则下降 2 2 ．2 7 ％和2 6 ．2 9 ％。说明精矿品位为5 8 ％方案是不可 取的。 提高回收率的方案是把粗粒级于选尾矿破碎后 分级再干选，或把 0 ．2 8 r a m 粒级磨细后进行湿式磁 选，这都可以在一定程度上提高回收率。 3 ．1 ．2 磁选机的极距试验 磁选机的极距是影响磁选的重要因素。极距的 改变就不是像磁场强度那样简单，当电流一定时，改 变极距的大小，不仅改变了磁场强度的大小，同时也 使磁场梯度产生变化，因盘式磁选机极距的大小与 改变激磁电流的大小不完全相同，减小极距会使磁 场磁力急剧增加。可以从理论上说明，极距的变化使 磁场磁力呈立方变化。极距大小取决于被处理物料 的粒度大小与作业要求，处理粗粒极距大，处理细粒 级别时极距小；精选时把极距调大些，减小两极间磁 场分布的非均匀程度和加大磁性矿粒到盘齿间的距 离，以增加分离的选择性，提高磁性产品的品位，但 用时要增大激磁电流以补偿由于加大极距而降低的 磁场强度；扫选时尽量把工作间隙调到最小的程度 以提高回收率。为此进行系统的极距试验，以确定满 银沟、冶炼厂粉矿选别时，各粒级最佳极距，试验流 程如图2 ，试验结果见图3 。 极距试验说明，随着粒度组成的变化，磁选时所 需要的最佳极距是不同的。试验说明随着粒度增大， 磁选时所需的极距也增大，从一0 ．5 0 ．2 8 r a m 和一8 6 m m 粒级，最佳极距由4 m m 增大到1 4 m m 。 万方数据 2 0 0 5 年第3 期张桂芳等干式强磁分选参数对低品位粉矿分选的影响 2 7 蓑1 蓄 羹 345 6 7 8 91 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 134567 8 91 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 极距，m m极距，m m 图3 磁选机的极距试验结果 F i g3 R e s u l t so np o l a rd i s t a n c eo fm a g n e t i cs e p a r a t i o n 回收各粒级矿石最佳极距是不同的，试验说明时，尾矿的品位为3 5 ．4 1 ％，回收率为1 4 ．2 3 ％。 在磁场强度为1 5 0 0 0 x 7 9 ．5 7 8 A ／m 时回收一8 6 m m 粒从极距试验结果看出，要求品位 5 6 ％时，以人选矿石 级最佳极距为1 4 m m ；回收一6 4 m m 粒级最佳极距为计算的尾矿品位和回收率时，尾矿的品位为3 3 ．2 4 ％及 l O m m ；在磁场强度1 4 0 0 0 x 7 9 ．5 7 8 M m 时，回收一4 回收率1 3 ．6 7 ％。以上可以看出，分选中存在尾矿品位 2 m m 粒级的最佳极距为8 r a m ；在场强为1 3 0 0 0 x偏高，为寻求降低尾矿品位，提高回收率的可能性，将 7 9 ．7 5 8 M m 时，回收一2 l m m 粒级的最佳极距为入选的混合尾矿破碎、分级再选，试验流程图 5 m m ；在场强为1 0 0 0 0 x 7 9 ．5 7 8 M m 时，回收一1 略。 0 ．5 r a m 粒级的最佳极距为4 m m ；在场强为9 0 0 0 x 7 9 ．5 7 8 A ／m 时，回收- 0 ．5 0 ．2 8 m m 粒级的最佳极距为 4 m m o 极距试验说明，满银沟、冶炼厂混合矿样如要求 精矿品位为5 8 ％以上时的方案与要求精矿品位 5 6 ％方案相比，虽然品位提高1 ．5 0 ％与2 ．2 1 ％，但回 收率降低了1 7 ．1 5 ％与2 1 ．9 6 ％；说明要求精矿品位 大于5 8 ％是不可取的方案。 3 ．2 尾矿破碎分级入选试验 现在要进一步回收尾矿中的有用部分，对尾矿 要进行了解。从磁场强度试验结果可以看出，要求精 矿品位 5 6 ％，以入选矿石计算尾矿品位及回收率 4结语 采用干式强磁分选会东综合粉矿试验说明， 粗粒矿的干选采用盘式磁选机，不同粒级分选时所 需的磁场强度是不同的，随着粒度增大，需要的最佳 场强也提高，满、冶混合矿以入选矿石计算可以得到 品位为5 6 ．5 3 ％、回收率为8 5 。7 7 ％铁精矿。极距是影 响盘式磁选机的主要因素之一，往往是极距的影响 大于磁场强度的影响。人选矿石粒度不同，所需的最 佳极距是不同的，以入选矿石计算，可以得到精矿品 位5 6 ．5 8 ％、回收率8 6 ．3 2 ％的铁精矿。该试验工艺流 程简单，建厂条件要求低，加工成本低，可以预计该 项目可以带来较好的经济效益。 E F F E C T So NP A R A M 凰T E R So FD R Y T Y P E ⅢG H Ⅳ【A G N E T I CS E P A R A T I o N T oL O WG R A D EP o Ⅵ咂RM 姗R A L Z H A N GG u i - f a n f ，一，Z H A N GZ o n g - h u a e ，L IX i a n - x i a n g s 仃．T s i n g h u aU n i v e r s i t y , B e i j i n g10 0 0 8 4 , C h i n a ；2 ．K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 , C h i n a A B S T R A C T P r o g r a m sw e r ep u tf o r w a r da c c o r d i n gt ot h es t u d yo nt h en a t u r eo fs y n t h e t i c a lp o w d e rm i n e r a la tH u i d o n g 0 ．2 8 m mg r a n u l a r i t yw a ss e p a r a t e db yd r yh i g hm a g n e t i cs e p a r a t i o n ，a n d - 0 ．2 8 m mg r a n u l a r i t yw a ss e p a r a t e db y w e th i g hm a g n e t i cs e p a r a t i o n ．M a i nf a c t o r so fm a g n e t i ci n t e n s i t ya n dp o l a rd i s t a n c ei n f l u e n c i n gt h ed r yh i S h m a g n e t i cs e p a r a t i o nw e r es t u d i e di n t h i sp a p e r ．T h er e s u l t ss h o wt h a t T h eb e s tm a g n e t i ci n t e n s i t yf o rm a g n e t i c s e p a r a t i o ni s d i f f e r e n ta l o n gw i t ht h ec o m p o s i t i o no ft h er a n u l a r i t y ．M a g n e t i ci n t e n s i t ys t r e n g t h e n sw i t ht h e e n l a r g i n go ft h eg r a n u l a r i t y ．T h eb e s tp o l a rd i s t a n c ef o rm a g n e t i cs e p a r a t i o ni sd i f f e r e n ta l o n gw i t ht h ev a r i a t i o n o ft h eg r a n u l a r i t y ．P o l a rd i s t a n c ee x t e n d sw i t ht h ee n l a r g i n go ft h eg r a n u l a r i t y ． K E Y W O R D S d r y t y p e ；h i g hm a g n e t i cs e p a r a t i o n ；p o w d e rm i n e r a l ；p a r a m e t e r 万方数据