吉林硅藻土磁選除鐵工藝研究

馬圣堯，周岳遠(yuǎn)，李小靜

吉林硅藻土磁選除鐵工藝研究

馬圣堯，周岳遠(yuǎn)，李小靜

（長(zhǎng)沙礦冶研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410012）

針對(duì)吉林臨江硅藻土含F(xiàn)e2O3較高的問(wèn)題，本文采用磁選工藝對(duì)硅藻土進(jìn)行除鐵。在最佳條件下，F(xiàn)e2O3含量為2.02%的硅藻土，除鐵后得到Fe2O3含量低于0.9%的硅藻土。

硅藻土；磁選；高梯度；除鐵

Abstract: Aimed at the view of high Fe2O3content in Jilin diatomite, this paper used magnetic separation technology for ironremoval of diatomite. In the best condition,the diatomite with Fe2O3content of 2.02% was produced to the diatomite with Fe2O3content of less than 0.9% after iron-removal.

Key words: diatomite; magnetic separation; high gradient; iron-removal

我國(guó)硅藻土資源豐富，主要集中在華東及東北地區(qū)，其中規(guī)模較大、工作做得較多的有吉林、浙江、云南、山東、四川等省，分布雖廣，但優(yōu)質(zhì)土僅集中于吉林長(zhǎng)白地區(qū)，其他礦床大多數(shù)為3、4級(jí)土，由于雜質(zhì)含量高，不能直接深加工利用[1]。

吉林省東部臨江地區(qū)的硅藻土資源以質(zhì)量?jī)?yōu)良、儲(chǔ)量巨大、開采條件極佳聞名于世，現(xiàn)已成為我國(guó)硅藻土礦石的重要產(chǎn)地。Fe2O3是硅藻土中的主要有害雜質(zhì)，臨江硅藻土礦中絕大多數(shù)礦體Fe2O3含量普遍偏高，導(dǎo)致原礦無(wú)法有效利用，只能作尾礦廢棄，不僅浪費(fèi)了寶貴的資源，又使礦山的廢棄物大量堆積，影響了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，探索經(jīng)濟(jì)有效的除鐵工藝，合理利用高鐵硅藻土，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

本文主要是通過(guò)磁選對(duì)硅藻土進(jìn)行除鐵，在不影響硅藻土原礦結(jié)構(gòu)的情況下，制定了磁選工藝。

1 礦石性質(zhì)

臨江地區(qū)硅藻土礦物主要由硅藻、粘土礦物及碎屑礦物等組成。礦石主要礦物成分為硅藻蛋白石，呈微晶狀膠質(zhì)硅。硅藻間含有的粘土礦物有蒙脫石、伊利石、高嶺石和少量的綠泥石等；同時(shí)含有少量碎屑礦物有石英和鈉長(zhǎng)石、拉長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、黑云母等。

硅藻土礦石化學(xué)成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等組成，原礦組分(%)為：SiO257.67、Al2O311.40、Fe2O32.02、MgO 1.90、CaO 0.85，按照廠家要求希望將Fe2O3的含量降到1%左右，比便進(jìn)行下一步的加工利用。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)樣品

原礦樣品由吉林臨江北峰提供，粒度已經(jīng)磨到-200目90%，原礦經(jīng)化驗(yàn)分析Fe2O3的含量為2.02%。

2.2 分選設(shè)備

2.2.1 分選設(shè)備

分選設(shè)備共3種：①CRIMMφ200×300的電磁高梯度磁選機(jī)(背景場(chǎng)強(qiáng)1.4T)；②CRIMMφ200× 400的永磁高梯度磁選機(jī)(背景場(chǎng)強(qiáng)為0.8T)；③φ500的電磁平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)(分選場(chǎng)強(qiáng)為1.8T)。

2.2.2 設(shè)備分選原理

CRIMM系列電磁高梯度磁選機(jī)是在銷裝螺線管線圈內(nèi)，放置裝有一定數(shù)量導(dǎo)磁不銹鋼毛(或鋼板網(wǎng))的分選罐，線圈勵(lì)磁后，使導(dǎo)磁不銹鋼毛磁化，其表面產(chǎn)生高度不均勻的磁場(chǎng)，即高梯度的磁化磁場(chǎng)，順磁性物料通過(guò)分選罐中的鋼毛時(shí)，將受到一個(gè)與外加磁場(chǎng)和磁場(chǎng)梯度的乘積成比例的磁場(chǎng)力，吸附在鋼毛表面，而非磁性物直接通過(guò)磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)非磁性物閥門和管道，流入非磁性產(chǎn)品槽中。當(dāng)鋼毛捕收的弱磁性物達(dá)到一定程度時(shí)(由工藝要求決定)，停止給礦。斷開勵(lì)磁電源、沖洗磁性物，磁性物經(jīng)過(guò)磁性物閥門和管道，流入磁性產(chǎn)品槽中。然后進(jìn)行第二次作業(yè)，如此循環(huán)，周而復(fù)始。其外觀和主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

CRIMM系列永磁高梯度磁選機(jī)磁極對(duì)中間配置了能控制一定液面的不銹鋼分選箱，分選箱中裝滿分選介質(zhì)堆，當(dāng)分選箱進(jìn)入磁體后，將給礦調(diào)漿后給入介質(zhì)堆中。在水槽液位的阻力作用下，礦漿呈離散態(tài)勻速等降通過(guò)位于分選磁場(chǎng)中的介質(zhì)堆，非磁性顆粒因不受磁力作用而進(jìn)入下部非磁性產(chǎn)品排出(圖2所示)。磁性顆粒則由于受磁力作用而吸附于介質(zhì)表面，當(dāng)分選箱介質(zhì)堆內(nèi)吸滿磁性顆粒后，給漿閥將自動(dòng)關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)氣缸將分選箱推出磁場(chǎng)區(qū)，脫離磁場(chǎng)后，在上部沖洗水射流噴淋清洗的作用下磁性顆粒脫離分選介質(zhì)堆，排入磁性產(chǎn)品料槽；沖洗干凈的介質(zhì)堆隨即由氣缸再拉回磁場(chǎng)區(qū)，重復(fù)以上的分選作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了磁性顆粒與非磁性顆粒的分離[3]。

2.3 試驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)試驗(yàn)樣品情況，共安排了六組試驗(yàn)，分述如下：

試驗(yàn)1：從硅藻土原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經(jīng)過(guò)一次電磁高梯度磁選機(jī)分選，得到精礦和尾礦(見圖3)。

試驗(yàn)2：從原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度10%，經(jīng)過(guò)一次分選介質(zhì)為鋼網(wǎng)的電磁高梯度磁選機(jī)，再將精礦經(jīng)過(guò)一次分選介質(zhì)為4#鋼毛的電磁高梯度磁選機(jī)，得到精礦和尾礦(見圖4)。

試驗(yàn)3：從原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經(jīng)過(guò)一次分選介質(zhì)為鋼網(wǎng)的電磁高梯度磁選機(jī)，再將精礦經(jīng)過(guò)一次分選介質(zhì)為4#鋼毛的電磁高梯度磁選機(jī)，得到精礦和尾礦。試驗(yàn)流程圖同試驗(yàn)2。

試驗(yàn)4：從原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%并加分散劑，經(jīng)過(guò)一次分選介質(zhì)為鋼網(wǎng)的電磁高梯度磁選機(jī)，再將精礦經(jīng)過(guò)一次分選介質(zhì)為4#鋼毛的電磁高梯度磁選機(jī)，得到精礦和尾礦。試驗(yàn)流程圖同試驗(yàn)2。

試驗(yàn)5：從硅藻土原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經(jīng)過(guò)兩次電磁平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)分選，得到精礦和尾礦(見圖5)。

試驗(yàn)6：從硅藻土原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經(jīng)過(guò)兩次永磁和一次電磁高梯度磁選機(jī)分選，得到精礦和永磁尾礦，電磁尾礦(見圖6)。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果如下頁(yè)表所列。

圖6 試驗(yàn)6工藝流程

3 試驗(yàn)結(jié)果分析與相關(guān)建議

(1) 原礦樣品含鐵較高(Fe2O3含量2.02%)，一次選別的精礦原礦的Fe2O3含量1.41%，因此應(yīng)采用多段磁選才能達(dá)到較好效果，且原礦密度較低，粘度較高，加水較難化開。

(2) 通過(guò)這六組試驗(yàn)可以看出，除鐵效果最好的濃度為10%的二次電磁高梯度，精礦Fe2O3含量0.86%，除鐵率達(dá)到67.0%。

(3) 另外對(duì)濃度和是否加分散劑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果做了比較試驗(yàn)，由試驗(yàn)2、3和4可以看出，濃度大小和是否加分散劑對(duì)試驗(yàn)的選別效果影響較小。

(4) 此次試驗(yàn)也只是單機(jī)上進(jìn)行的簡(jiǎn)單探索試驗(yàn)，說(shuō)明磁選對(duì)于硅藻土的除鐵有一定效果。如需達(dá)到更好的分選效果，建議做系統(tǒng)的選礦工藝試驗(yàn)。

吉林臨江北峰硅藻土磁選除鐵的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

[1]張鳳君.硅藻土的加工與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[2]陳景偉,張修吉.臨朐硅藻土除鐵工藝研究[J].礦產(chǎn)綜合利用, 2005(4):18-21.

[3]李小靜,周岳遠(yuǎn),曹傳輝,等.CRIMM型雙箱往復(fù)式永磁高梯度磁選機(jī)研制及應(yīng)用[J].非金屬礦,2008(1):47-48.

Technology Research of Magnetic Separation on Iron-removal of Jilin Diatomite

MA Sheng-yao, ZHOU Yue-yuan, LI Xiao-jing
(Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy, Changsha 410012, China)

P619.265;TD924

A

1007-9386(2012)03-0013-03

2011-12-21