SLon磁选机在淮北煤系高岭土除铁中的应用.pdf

第2 7 卷第5 期非金属矿 v 。1 ．2 7N o ．5 2 0 0 4 年9 月N o n M e t a l l i cM i n e S S e p 。2 0 0 4 S L o n 磁选机在淮北煤系高岭土除铁中的应用 熊大和 赣州立环磁电设备高技术有限责任公司，赣州3 4 1 0 0 0 摘要安徽淮北金岩高岭土公司采用s I m ．1 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机作为煤系高岭土除铁设备。建成一条年生产一万吨煅烧高岭 土的生产线．煅烧高岭土最终产品白度达到9 3 ％，粒度一2 Ⅱm 为9 0 ％。 A b s t r a c tI nt h e1 a s tt w oy e a r s ，A n h u iH u a i b e iJ i n y a nK a o l i nC o m p a n yb u i l tu pac a l c i n e dk a o l i np r o d u c t i o n1 i n ew i t ht h ec a p a c i t y0 f1 0 k t ／ao ] f f ；n a lp r D d u c t ，j nw h j c haS I 。o n 一1 5 0 0v e r t i c a J r i n gp u l s a t i n gh j g h g r a d j e n tm a g n e t j cs e p a r a t o rw a sa p p 】；e da sj r o nr e m o v j n ge q u ；p m e n t 。T h ef j n a 】k a o J i n p r o d u c tr e a c h e dt h ew h i t e n e s s0 f9 3 ％a n dt h eg r a i ns i z eo f 一2 肛m9 0 ％． 关健词s L o n 立环脉动高梯度磁选机煤系高岭土除铁提纯 K e yw o r d s S I 。o nv e n i c a l ．r i n gp u l s a t i n gh i g h - g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o rc o a l - ∞“e sk a o l i ni r o n r e r r l o v a l p u r i f i c a t i o n 自二十世纪八十年代以来，随着高岭土开发技 术的发展和我国工业对高岭土需求量的增大，煤系 高岭土的开发利用越来越受到重视。实践证明，经 过深加工后的煤系高岭土白度高、质量好，其开发和 应用前景将越来越广阔。 2 0 0 1 年初，我们与安徽淮北金岩高岭土公司开 始共同研究煤系高岭土的除铁提纯问题。至2 0 0 3 年底，该公司建成了一座年产1 万吨优质煤系高岭 土的生产线，其中除铁工序采用S L o n ．1 5 0 0 立环脉 动高梯度磁选机，使S L o n 立环脉动高梯度磁选机 在高岭土除铁工业应用中首次获得成功。 1 脉动高梯度磁选探索试验 1 ．1 试料性质试样为淮北金岩高岭土公司提供 的煤系高岭土粉料，其有害杂质铁的来源主要是赋 存在原矿中的微粒磁铁矿、褐铁矿以及加工过程中 混入的机械铁。共三个试样，其粒度组成和F e 2 0 扑 T i 0 2 含量，见表1 。 表1 淮北煤系高岭土粉料粒度和杂质含量 试样编号粒度／目F e 2 0 3 ／％T i 0 2 ／％ 11 0 01 ．7 60 ．5 7 2一2 0 01 ．0 70 ．5 9 33 0 0O ．6 9O ．6 3 1 ．2 试验设备探索试验在s L o n 一1 0 0 周期式脉动 高梯度磁选机上进行。该机的主要结构，见图1 。 S L o n _ 1 0 0 周期式脉动高梯度磁选机的下部装 有一脉动机构，由偏心连杆机构产生的交变力F 推 动橡胶鼓膜往复运动，使分选腔内的矿浆产生脉动。 用导磁不锈钢制成的钢板网或圆棒作磁介质。激磁 线圈通以直流电，在分选区产生感应磁场。工作时， 先在分选腔内灌满水，使脉动能量传递到分选腔，然 图1周期式脉动高梯度磁选机结构图 1 ．给矿盒；2 ．磁极头；3 ．磁轭；4 一激磁线圈；5 ．磁介质；6 ．脉动机构；7 ．接 矿斗；8 ．阀门 后从给矿盒给入矿浆，调节下部阀门，可控制矿浆的 流速和液位高度。分选腔内的磁性矿物和非磁性矿 物，在磁力、脉动流体力、重力的综合力场作用下得 到分离，磁性矿粒被吸附在磁介质表面上，非磁性矿 粒随矿浆从下部排走。当橡胶鼓膜在脉动机构的驱 动下作往复运动时，脉动流体力使矿粒群在分选过 程中始终保持松散状态，从而可有效地消除非磁性 颗粒的机械夹杂，明显地提高磁性产品品位或非磁 性产品的产率。周期式脉动高梯度磁选机为阶段性 给矿，给矿完毕后，切断激磁电流，然后用清水将磁 性物冲洗出来，即完成一个周期的磁选。 1 ．3 探索试验采用S L o n ．1 0 0 周期式脉动高梯度 磁选机 背景磁感强度分别为1 ．0 5 T 和1 ．5 3 T 对 表1 所列3 种试料进行除铁试验，结果见表2 。 从表2 可见，淮北煤系高岭土粉碎至一1 0 0 目、 一2 0 0 或一3 0 0 目后，用S L o n ．1 0 0 周期式脉动高梯 度磁选机一次选别，均可获得F e 2 0 ，低于0 ．5 ％的 指标，二次选别精矿中F e 2 0 3 的含量与一次选别基 本未变，说明第二次选别作用不大。从该表还可见， 一4 4 万方数据 第2 7 卷第5 期非金属矿 2 0 0 4 年9 月 T i 0 2 的去除率较低，这可能是试样所含的T i 0 2 以 金红石为主所致，但金红石的存在基本上不影响高 岭土煅烧后的白度。 表2 煤系高岭土高梯度磁选除铁指标 背景磁感试料精矿 精矿品位／％ 除铁率 除铁率 选别流程 强度／T编号 产率／％ F e 2 0 3T i 0 2 ％％ 19 1 ．0 0O ．4 30 ．5 57 7 ．7 71 2 ．1 9 一次选别29 3 ．6 7O ．4 10 ．5 86 4 ．1 l7 ．9 2 39 5 ．O O0 ．4 0O ．5 7 4 4 ．9 31 4 ．0 5 1 ．0 5 l8 3 ．3 30 ．4 0O ．5 38 1 ．0 6 2 2 ．5 2 一粗一精29 0 ．0 0O ．4 6O ．5 46 1 ．3 1 1 7 ．6 3 39 1 ．0 0 0 ．4 00 ．5 24 7 ．2 5 2 4 ．8 9 18 6 ．O OO ．4 30 ．5 47 8 ．9 91 8 ．5 3 一次选别 29 3 ．3 30 ．4 6O ．5 8 5 9 ．8 88 ．2 5 39 4 ．3 30 ．3 60 ．5 55 0 ．7 81 7 ．6 5 1 ．5 3 17 6 ．0 00 ．4 30 ．5 78 1 ．4 3 2 4 ．0 0 一粗一精 28 6 ．1 70 ．4 1 O ．5 86 6 ．9 8 1 5 ．2 9 39 1 ．3 3 O ．4 2O ．5 94 4 ．4 11 4 ．4 5 注精矿．即非磁性严品。 试验所获精矿经煅烧后，可获得白度为9 3 ％的 优质高岭土产品。该产品经进一步磨细后，可作为 优质造纸涂料。 2 半工业试验 2 0 0 1 年1 0 月，我们在淮北金岩高岭土公司的 生产现场，采用了一台S L o n 一1 0 0 0 立环脉动高梯度 表3S L 0 n 一1 0 0 0 磁选机半工业试验结果 给矿 精矿尾矿 处理量 浓度F e 2 0 3 产率 F 8 2 0 3F e 2 0 3除铁率 t ／h％ ％ ％ ％％％ 9 3 ．0 5O ．4 8 3 ．6 53 6 ．1 9 9 1 ．4 9O ．4 63 ．2 83 9 。8 8 9 3 ．1 50 ．5 23 ．1 53 0 ．8 0 9 1 ．3 4O ．4 92 ．9 13 6 ．0 6 1 ．63 0O ．7 0 9 3 ．2 70 ．5 23 ．1 93 0 ．7 1 9 3 ．1 20 ．5 62 ．5 9 2 5 ．5 0 9 0 ．2 3O ．4 72 ．8 23 9 ．4 2 9 0 ．7 6O ．4 72 ．9 63 9 ．0 6 平均9 2 ．0 50 ．4 93 ．0 73 5 ．5 7 8 8 ．3 7O ．4 03 ．1 55 0 ．9 l 8 9 ．2 9O ．4 l3 ．3 04 9 ．1 5 9 0 ．0 20 ．4 l3 ．5 24 8 ．7 4 1 ．23 00 ．7 2 9 3 ．1 6O ．4 93 ．8 53 6 ．6 0 9 2 ．4 8O ．4 44 ．1 64 3 ．4 8 9 1 ．5 30 ．4 33 ．8 54 5 ．3 4 平均 9 0 ．8 10 ．4 33 ．6 44 5 ．7 7 * 背景磁感强度。1 ．0 T ；尾矿．即磁性产品。 磁选机进行高岭土除铁的半工业试验。处理一2 0 0 目的煤系高岭土粉料，所获选矿指标见表3 。 从表3 可见。S L o n ．1 0 0 0 立环脉动高梯度磁选 机的处理量对高岭土除铁效果有一定的影响，处理 量较低时，除铁效果较好。该机在处理量为1 ．2 t ／h 时，高岭土精矿F e 2 0 3 含量为0 ．4 3 ％，达到了 F e 2 0 3 ％ 0 ．5 ％的要求，与小型探索试验指标基本 一致。 3S L o n - 1 5 0 0 磁选机在工业中的应用 在小型试验和半工业试验成功之后，年产1 万 吨精粉的第一期工程已于2 0 0 2 年至2 0 0 3 年建成。 淮北金岩高岭土公司决定投资建设一条年产2 万吨 煅烧高岭土精粉的工厂，该生产线中采用了1 台 S L o n ．1 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机作为除铁设备。 3 ．1 用于高岭土除铁的S L o n ．1 5 0 0 立环脉动高梯 度磁选机简介 S L o n 立环脉动高梯度磁选机是一 种连续的高效强磁选设备，其转环立式旋转，反冲精 矿，并配有脉动机构，具有富集比大、分选效率高、磁 介质不堵塞，对给矿粒度、浓度和品位的波动适应性 强、工作可靠、操作维护方便的优点。该机在冶金矿 山已广泛应用于氧化铁矿、钛铁矿的选矿中，在非金 属矿如石英、长石、霞石矿等的除铁方面也得到较为 广泛的应用。但是，S L o n 立环脉动高梯度磁选机在 工业生产中应用于高岭土除铁还是第一次。高岭土 中的矿物嵌布粒度极细，高岭土除铁是各种非金属矿 除铁最难的一种，因此，对除铁设备有非常高的要求。 针对淮北煤系高岭土的特性。我们对S L o n 一 1 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机作了如下专项改进① 分选转环采用变频调速，以便在生产上根据不同的 给矿量和矿浆体积，将转环转速控制在最佳状态；② 采用较细的导磁不锈钢网作为磁介质，使微细粒级 铁矿物能有效地从非磁性产品中分离；③非磁性产 图2用于高岭土除铁的S L o n ．1 5 0 0 立环脉动高梯 度磁选机 1 ．脉动机构；2 ．激磁线圈；3 ．铁轭；4 ．转环；5 ．给矿斗；6 ．漂洗水斗；7 一精 矿冲洗水装置；8 ．精矿斗；9 ．中矿斗；1 0 ．尾矿斗；1 1 ．液位斗；1 2 ．转环 驱动机构；1 3 ．机枭F ．蛤矿；w ．清水；c 精矿；M ．中矿；T ．尾矿 一4 5 万方数据 第2 7 卷第5 期非金属矿2 0 0 4 年9 月 品的排料部分及阀门全部采用不锈钢制造，尽可能 避免二次铁锈污染；④磁性产品的冲洗水采用双管 路，其中一路为循环水，以节约生产用水；另一路为 清洁水，使磁介质冲洗干净后进入下一个作业循环。 改进后的S L o n 一1 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机的机械 结构和工作原理，见图2 。 S L o n 立环脉动高梯度磁选机的工作原理转环 内装有导磁不锈钢棒或钢板网磁介质 也可根据需 要充填导磁不锈钢毛等磁介质 。选矿时，转环作顺 时针旋转，矿浆从给矿斗给入，沿上铁轭缝隙流经转 环，转环内的磁介质在磁场中被磁化，磁介质表面形 成高梯度磁场，矿浆中磁性颗粒被吸附在磁介质表 面，随转环转动被带至顶部无磁场区，用冲洗水冲入 精矿斗中，非磁性颗粒沿下铁轭缝隙流入尾矿斗中 排走。 脉动机构驱动橡胶鼓膜作往复运动，使分选室 的矿浆作上下往复运动，脉动流体力使矿粒群在分 选过程中始终保持松散状态，从而有效地消除非磁 高岭土精矿成品 白度9 3 ％ 性颗粒的机械夹杂，提高非磁性产品的产率。此外， 矿浆脉动对防止磁介质的堵塞也大有益处。 3 ．2 煤系高岭土加工生产线简介2 0 0 2 年至2 0 0 3 年，淮北金岩高岭土公司建成了一条年产l 万吨煅烧 煤系高岭土精粉的生产线，其工艺流程如图3 所示。， 该煤系高岭土加工流程为原矿经破碎、磨矿至 一2 0 0 目占1 0 0 ％，经调浆至浓度3 0 ％进入一台 S L o n - 1 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机除铁，其背景磁 感强度为1 ．0 T ，使非磁性产品F e 2 0 3 ％含量 0 ． 5 ％。非磁性产品用旋流器脱水，脱水后用立式搅拌 磨研磨至一2 肚m 占9 0 ％，然后用煅烧炉煅烧，高岭 土中的有机物质经煅烧后被剔除。煅烧后的高岭土 白度达到9 3 ％，粒度一2 肚m 占9 0 ％，可作为造纸用 的优质涂料。经一年的生产运转，该生产线产品质 量稳定，各项指标达到设计要求。 4 结论 1 ．安徽淮北金岩高岭土公司采用S L o n ．1 5 0 0 立环脉动高梯度磁选机作为煤系高岭土的除铁设 备，在原料含F e 2 0 3 为0 ．7 ％左右时，一次性除铁达 到F e 2 0 3 0 ．5 ％。最终煅烧产品的白度达到9 3 9 6 ， 可作为优质的造纸涂料。 2 ．高岭土除铁技术难度较大，S L o n 立环脉动 高梯度磁选机在高岭土除铁提纯工业应用中首次获 得成功，标志着我国高岭土除铁技术达到一个新的 高度。 图3淮北煤系高岭土加工流程收稿日期2 0 0 4 。0 7 一1 4 上接第1 6 页 破坏断面云母粉颗粒的分布以及云 母颗粒与水泥基体的粘接情况。增韧剂Y M 8 0 是 片状结构，在油井水泥中极易分散，水泥浆的流动性 能好，便于泵送，在油井水泥石中分布均匀 如图5 左中的深颜色颗粒 ；增韧剂Y M 8 0 与水泥颗粒粘 接的表面积比纤维状增韧材料大，所以与水泥水化 产物粘接相当牢固 图5 右 ，不易从水泥石基体中 被拔出，故掺有增韧剂Y M 8 0 的油井水泥石抗折强 度增长明显。 试件受外力作用时，若Y M 8 0 的表面平行于外 力作用方向时。破坏发生在反应的界面层，Y M 8 0 从 基体中被拔出 图5 右 ；当Y M 8 0 表面垂直于外力 作用方向时，Y M 8 0 沿 0 0 1 方向完全解理，这种破 坏对水泥石的强度极为不利。 3 结论 在8 0 ℃4 8 h 实验条件下，掺Y M 8 0 油井水泥 浆的工程性能满足固井施工的要求，并且油井水泥 石的力学性能更为优越。 掺不同粒径白云母粉的油井水泥浆体，其性能 有很大差异。白云母粉粒径过小或过大，都影响了 油井水泥石力学性能的提高。 增韧剂Y M 8 0 与油井水泥减阻剂、降滤失剂和 膨胀剂等外加剂的配伍性良好，满足固井施工的要 求，为保证井下水泥环长期力学性能的稳定提供了 新材料的支持。 参考文献 l励争，苏先基．水泥石动态断裂韧性的实验研究【J ] ．力学与实践． 1 9 9 9 ．2 1 1 4 1 ～4 4 2A P IS P E C ．1 0 ．1 9 9 6 ．S p e c i f i c a t i o nf o rm a t e r i a l sa n dt e s t i n gf o ro i l w e l lc e m e n t s s ] 3 张峰。娥晓．油井水泥增韧剂B F 的室内研究【J ] 钻井液与完井 液．2 0 0 3 ．2 0 1 8 ～1 0 收稿日期2 0 0 4 0 6 ．2 9 4 6 万方数据 SLon磁选机在淮北煤系高岭土除铁中的应用SLon磁选机在淮北煤系高岭土除铁中的应用 作者熊大和 作者单位赣州立环磁电设备高技术有限责任公司,赣州,341000 刊名 非金属矿 英文刊名NON-METALLIC MINES 年，卷期2004，275 被引用次数0次 相似文献1条相似文献1条 1.期刊论文 熊大和 SLon磁选机在淮北煤系高岭土提纯中的研究与应用 -金属矿山2004,““z1 在我国煤系高岭土占高岭土总储量的98,目前绝大部分是以煤矸石的形式排除,只有极少部分得到利用.近年安徽淮北金岩高岭土公司采用SLon- 1500立环脉动高梯度磁选机作为煤系高岭土除铁设备建成1条年生产1万t煅烧高岭土的生产线,最终煅烧高岭土产品达到白度93,粒度为90-2μm,实现了 将煤矸石变为每吨价值几千元的优质造纸涂料. 本文链接 授权使用武汉理工大学whlgdx，授权号14ca3a0a-c680-434d-a7ab-9e0a014f67c6 下载时间2010年10月9日