海钢尾矿强磁——离心分离再选试验研究.pdf

S e r i e s No ． 3 6 4 Oc t o b e r 2 0 0 6 金 属 矿 山 MET AL MI N E 总 第 3 6 4期 2 0 0 6 年第 1 0期 综合 利 用 海钢尾矿强磁一离心分离再选试验研 究 陈 禄政 任南琪 熊大和 1 ． 哈尔滨工业大学； 2 ． 赣州金环磁选设备有限公司 摘要海钢选矿厂总尾矿含铁 3 0 ％左右， 约 8 3 ％的铁分布于 一1 9 m粒级中， 采用单一磁选工艺处理难以 获得品位合格的铁精矿， 采用磁一浮联合工艺则回收成本较高且易产生环境问题。为此 ， 采用强磁一离心分离工 艺对该尾矿进行再选试验 ， 获得了精矿含铁 64． 3 9 ％、 铁回收率 3 6 ． 2 7 ％的好指标。该工艺具有流程简单、 成本低 、 环境友好的特点， 若用于工业生产， 海钢每年可从尾矿中回收约 1 7 万 t 铁精矿。使该工艺工业化的关键在于开发 机械性能可靠 、 分离效率高、 可连续作业的离心分离设备， 目前能满足这些要求的工业型离心机已研制完成 ， 即将 在海钢开展工业试验。 关键 词尾 矿再选微细粒铁 矿物 强磁选离心分 离 Te s t Re s e a r c h o n Re c o n c e n t r a t i o n o f Ha i n a n S t e e l s Ta i l i n g s b y Hi g h I n t e n s i t y M a g n e t i c S e p a r a t i o n - Ce n t r i f u g a l S e p a r a t o r C h e n L u z h e n g Re n Na n q i Xi o n g Da h e 1 ． H a r b i n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ； 2 ．G a n z h o u J i n h u a n Ma g n e t i c S e p a r a t i o n E q u ip m e n t C o ． ， d Ab s t r a c t T h e fi n a l t a i l i n g s o f Ha n n a n S t e e l I r o n C o n c e n t r a t o r c o n t a i n s a b o u t 3 0 ％ i r o n，wi t h 8 3 ％ i r o n d i s t ri b u t i n g i n 一1 9 um s i z e f r a c t i o n I t i s d i f f i c u l t t o o b t a i n g r a d e - q u ali fi e d i r o n c o n c e n t r a t e i f t h e t a i l i n g s a r e t r e a t e d b y s i n g l e ma g n e t i c s e p a r a t i o n w h i l e t h e a p p l i c a t i o n o f ma gne t i c s e p a r a t i o n a n d fl o t a t i o n - c o mb i n e d p r o c e s s w o u l d l e a d t o a h i g h r e c o v e r y c o s t a n d b e e a s y t o c a u s e e n v i r o n me n t p r o b l e m．T h e r e f o r e，h i g h i n t e n s i t y ma gn e t i c s e p a r a t i o n - c e n t rif u g al s e p ara t o r p r o c e s s w a s u s e d i n t h e t e s t o f t h e t a i l i n g s r e c o n c e n t r a t i o n，w h i c h a c h i e v e d g o o d me t all u r g i c a l p e r f o r ma n c e s ，wi t h t h e i r o n c o n c e n t r a t e gra d i n g 6 4 ． 3 9 ％ a n d h a v i n g a n i ron r e c o v e ry o f 3 6． 2 7 ％ ．T h e p roc e s s i s c h a r a c t e ri z e d b y s i mp l e fl o ws h e e t ，l o w c o s t a n d b e i n g f rie n d l y t o e n v i r o n me n t ．I f u s e d i n c o mme r c i a l p r o d u c t i o n．i t wi l l ma k e i t p o s s i b l e t o r e c o v e r 0 ． 1 7 Mt i r o n c o n c e n t r a t e f r o m t h e t a i l i n g s ．T h e k e y t o i n d u s t riali z e t h e p r o c e s s i s t o d e v e l o p a c e n t rif u g al s e p a r a t o r wi t h r e l i a b l e me c h a n i c a l p e r - f o rm a n e e，h i s h s e p a r a t i o n e f fi c i e n c y a n d c o n t i n u o u s o p e r a t i o n ．At p r e s e n t ，a n i n d u s t r i al t y p e c e n t ri f u g al s e p a r a t o r t h a t c a n me e t t h e s e r e q u i r e me n t s h a s b e e n d e v e l o p e d a n d i s t o p u t o n c o mme r c i a l t e s t s o o n ． Ke y wo r d s Re c o n c e n t r a t i o n o f t a i l i n g s ，Ul t r a fi n e i r o n mi n e r als ，Hi g h i n t e n s i t y ma g n e t i c s e p a r a t i o n ，Ce n t rif u g al s e p - a r a t i o n 海南钢铁公司选矿厂是国内大型选厂之一， 所 处理矿石 中含微细粒难选赤铁矿 。迄今 为止 ， 该选 厂只能回收矿石中的中粗粒及部分细粒铁矿物， 绝 大部分微细粒铁矿物无法得到回收而流失于尾矿 中。由于缺乏有效的再回收设备及技术 ， 选厂将产 量约 1 0 0万 t／ a 、 含铁约 3 0 ％的总尾矿絮凝浓缩减 容后远距离输送至尾矿库。目前尾矿库已贮存尾矿 数千万吨， 平均含铁 3 5 ％左右， 侵 占了大量的土地， 流失了大量的有价铁金属资源。 对海钢选厂经磁选后 的总尾矿进行的粒度分析 和单一磁选试验结果表明 尾矿中约 8 3 ％的铁分布 于 一1 9 m微细粒级 中， 再采用单一磁选方法难 以 使再选精矿铁品位合格， 且回收率也不理想。若采 用磁一浮联合工艺， 则回收成本较高， 且易造成二次 环境污染。为此， 采用强磁一离心分离工艺对该尾 矿进行了再选试验， 经 S L o n 立环脉动高梯度强磁选 机粗选、 离心机精选 ， 获得了再选精矿产率1 7 ． 1 5 ％、 铁品位 6 4 ． 3 9 ％ 、 铁 回收率 3 6 ． 2 7 ％的优 良指标 。 陈禄政 1 9 7 9 一 ， 男 ， 哈尔滨工业大学市政环境学院， 博士研究生 1 5 0 0 9 0黑龙江省哈尔滨市南岗区海河路2 0 2号。 75 维普资讯 总第3 6 4期 金 鬣 母 2 0 0 6年第 1 0期 1 尾矿性质 1 尾矿的矿物组成。尾矿中脉石矿物主要为 石英、 白云母 ， 金属矿物主要为赤铁矿。表 1列出了 尾矿的矿物组成情况。 表 1 尾矿的矿物组成 2 尾矿中铁矿物的嵌布特征。在显微镜下可 以看到尾矿中的赤铁矿、 磁铁矿等铁矿物大部分呈 微细粒单体， 少量与脉石矿物连生或被中粗粒脉石 包裹。结合粒度分析结果 表2 及显微镜下观察可 知 7 4 I x m及 7 4～3 7 I x m粒级分 别 占全粒级 的 3 ． 5 7 ％和 5 ． 6 1 ％， 铁分 布率 分别 为 1 ． 9 4 ％ 和 3 ． 3 6 ％， 铁含量均低于 2 0 ％， 铁矿物大部分以连生 或包裹形式与脉石共生； 3 7～ 1 9 Ix m粒级产率为 1 3 ． 2 7 ％， 铁分布率为 1 2 ． 0 9 ％， 含铁量为2 7 ． 7 1 ％， 铁矿物解离度很高； 绝大部分铁分布于 一 1 9 m粒 级中， 该粒级产率、 铁含量和铁分布率分别达到 7 7 ． 5 5 ％、 3 2 ． 4 2 ％和 8 2 ． 6 1 ％， 铁矿物基本解离完 全 表 2 尾矿粒度分析结果 ％ 2 强磁选试验 因尾矿粒度微细， 泥化现象严重， 因此考虑先用 S L o n立环脉动高梯度强磁选机抛去 其中的大部分 细泥， 并使含铁矿物得到初步富集。 2 ． 1 2 mm棒介质强磁选试验 首先采用得到广泛 应用 的 2 m m棒介 质 ， 在 S L o n 一 1 0 0立环脉动高梯度强磁选机上进行了不同 磁感应强度下的强磁选试验 ， 结果见表 3 。 由表 3 可知 随着磁感应强度升高， 铁精矿品位 逐渐降低， 在磁感应强度超过 1 ． 0 T后， 精矿品位下 降幅度较大， 但尾矿含铁变化甚微； 铁回收率在磁感 应强度由 0 ． 9 T升 至 1 ． 0 T时有较大提高 ， 此后变 化趋缓。因此 ， 磁感应强度以 1 ． 0 T较为适宜 ， 此时 强磁精矿铁品位 5 3 ． 1 9 ％， 铁回收率 4 7 ． 7 0 ％， 尾矿 ． 76 ． 含铁 2 1 ． 8 8 ％ 。 表 3 2 n l l n棒介质强磁选试验结果 ％ 精矿 2 7 ． 2 8 5 3 ． 1 9 4 7 ． 7 0 尾矿 7 2 ． 7 2 2 1 ． 8 8 5 2 ． 3 0 给矿 1 0 0 ． 0 0 3 0 ． 4 2 1 0 0 ． 0 0 2 ． 2 1 m m棒介质强磁选试验 考虑到原尾矿中绝大部分铁矿物呈微细粒级分 布于 一1 9 m粒级中， 如此微细的铁矿物颗粒需要 很强的磁力才能克服其它阻力的作用而得到充分回 收， 因此又采用 西1 m m棒介质在不同磁感应强度 下进行 了强磁选试 验。强磁选设备仍采用 S L o n一 1 0 0 立环脉动高梯度强磁选机， 试验结果列于表4 。 表 4 1 l n l n棒介质强磁选试验结果 ％ 精矿 3 3 ． 1 2 5 2 ． 2 3 5 6 ． 8 1 尾矿 6 6 ． 8 8 1 9 ． 6 6 4 3 ． 1 9 给矿 1 0 0 ． 0 0 3 0 ． 4 5 1 0 0 ． 0 0 采用 西1 mm棒介质时 的试验指标变化规律与 采用 2 m m棒介质时相似， 即精矿铁品位随着磁 感应强度升高而降低且在高磁感应强度时降低幅度 增大 ， 尾矿含铁在磁感应强度达 到一定程度后变化 甚微， 铁回收率随磁感应强度升高而增大且在磁感 应强度达到一定程度后增加幅度很小 。 总体而言， 采用 1 m m棒介质时的精矿品位 与采用 西2 m m棒介质时相近但更为稳定， 而精矿 产率、 铁回收率均比采用 西2 m m棒介质时高得多， 同时尾矿品位降低较大， 因此采用 1 m m棒介质 维普资讯 陈禄政等 海钢尾矿强磁一 离心分 离再选试验研究 2 0 0 6年第 1 0期 有明显的优越性， 这与原尾矿中铁矿物的粒度分布 特征密切相关 。 根据表 4试验结果 ， 用 1 mm棒介质进行强磁 粗选， 磁感应强度应取 0 ． 9 T ， 其相应的分选指标 为 精矿铁品位5 2 ． 2 3 ％、 铁回收率 5 6 ． 8 1 ％、 尾矿含 铁 1 9 ． 6 6 ％。 3 离心机精选试验 以上试验结果表明 原尾矿经过强磁 1次粗选 ， 能够抛弃产率达 6 7 ％的绝大部分细泥， 并使铁矿物 在很大程度上得到富集， 但所获精矿尚不能作为商 品出售。为此， 将原尾矿经 S L o n一1 0 0立环脉动高 梯度强磁选机 1 m m棒介质， 0 ． 9 T磁感应强度 选别后， 采用 4 0 0 X 3 0 0 离心机对强磁选精矿进行 了精选试验。不同转速下的离心机精选试验结果见 表 5 表 5 离心机精选试验结果 ％ 从表 5 可见 强磁粗选精矿在 3个不同的转速 下离心精选， 所得精矿铁品位均超过了 6 0 ％； 当离 一 15、 机转速为 3 8 5 r ／ m i n时， 获得 了精矿作业产率 5 2 ． 3 1 ％、 精 矿铁 品位 达 6 4 ． 3 9 ％、 作 业 回收率 6 4 ． 5 3 ％ 、 尾 矿含铁 3 8 ． 8 3 ％的最好 指标 。因此 ， 确 定离心机转速为 3 8 5 r ／ m in 。 4 强磁粗选一离心精选流程试验 将原尾矿在采用 1 m m棒介质的 S L o n一1 0 0 立环脉动高梯度强磁选机上以0 ． 9 T 磁感应强度进 行 1 次粗选， 强磁精矿用 4 0 0 X 3 0 0离心机在 3 8 5 r ／ m i n 转速下进行 1 次精选 图 1 ， 结果见表6 。 鱼矿一 。_。。。。_● 强磁粕选 精 矿 尾矿 图 1 强磁一离心分离试验流程 表 6 强磁粗选一离心精选流程试验结果 ％ 表 6 表明 采用强磁一离心分离联合流程处理 海钢总尾矿， 可获得产率 1 7 ． 1 5 ％、 铁品位6 4 ． 3 9 ％、 铁回收率3 6 ． 2 6 ％的再选精矿， 该铁精矿完全可作 为商品销售。按海钢年排 1 0 0万 t 总尾矿计， 每年 可从中回收铁精矿约 1 7万 t ， 其经济效益十分可观。 S结论 1 海钢选厂在排总尾矿含铁约 3 0 ％， 粒度微 细， 一 1 9 m粒级产率达 7 7 ％以上、 8 3 ％左右的铁 分布于其中， 采用单一磁选工艺难以获得品位合格 的铁精矿， 采用磁一浮联合工艺则回收成本较高且 易产生环境 问题。 2 采用强磁一离心分离联合工艺， 可从海钢 尾矿中获得产率 1 7 ． 1 5 ％、 铁品位 64． 3 9 ％、 铁回收 率 3 6 ． 2 7 ％的合格铁精矿。其中脉动高梯度强磁粗 选可大量脱除原尾矿中的矿泥并使铁矿物得到较大 程度的富集 ， 同时具有对微细粒铁矿物回收能力强 且指标稳定的特点； 离心机精选则是保证精矿铁品 位合格的有效手段 。 3 强磁一离心分离联合工艺流程简单、 成本 低、 环境友好。按此工艺， 海钢每年可从尾矿中回收 约 1 7万 t 铁精矿， 经济效益显著。 4 离心机精选的尾矿含泥量较大且产率和含 铁均较高， 可考虑将其浓缩脱泥后再次离心分选。 5 要使强磁一离心分离工艺工业化， 关键在 于开发机械性能可靠、 分离效率高、 可连续作业的离 心分离设备。目前笔者与赣州金环磁选设备有限公 司合作 研制 的可连 续给料 连续排 料 的工 业型 1 6 0 0 X 9 0 0 离心机 已经完成 ， 并在 东鞍 山选厂 尾矿再选的工业试验 中取得 了较好 的阶段性指标 ， 设备运转也很稳定， 不久即将对海钢尾矿进行工业 试验。 收 稿 日期2 0 0 6 - 0 8 ． 1 5 维普资讯