SLon－4000磁選機回收攀鋼鈦尾礦中鈦的工業(yè)試驗

黃會春 何桂春 王洪彬 胡 俊

(1.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司;2.江西理工大學資源與環(huán)境工程學院;3.攀鋼集團礦業(yè)有限公司設(shè)計研究院)

隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，需要更多更好的礦產(chǎn)品作為工業(yè)原料［1］。礦產(chǎn)資源日益貧化和復雜難選礦增多的現(xiàn)實，要求選礦設(shè)備向大型化、自動化、高效率和低成本方向發(fā)展，以適應大規(guī)?，F(xiàn)代選礦工業(yè)的發(fā)展［2］。SLon－4000脈動高梯度磁選機正是在這種需求背景下開發(fā)出來的，它是贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司最新研制的最大型號脈動高梯度磁選機，具有處理量大、性能穩(wěn)定、操作維護方便、能耗低和占地面積小等優(yōu)點。本文介紹該設(shè)備的特點及其對攀鋼選鈦尾礦中的鈦進行再回收的工業(yè)試驗結(jié)果。

1 SLon－4000高梯度磁選機簡介

1.1 主要技術(shù)參數(shù)

SLon－4000脈動高梯度磁選機仍主要由脈動機構(gòu)、激磁線圈、鐵軛、轉(zhuǎn)環(huán)、各種礦斗和水斗組成［3］，其外觀見圖1，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

1.2 主要特點

圖1 SLon－4000磁選機外觀

表1 SLon－4000磁選機主要技術(shù)參數(shù)

(1)處理量大，性能穩(wěn)定。SLon－4000脈動高梯度磁選機處理能力可達到550 t/h，是目前國內(nèi)處理能力最大的高梯度磁選機。該設(shè)備通過優(yōu)化磁系設(shè)計、減少漏磁、降低電阻和提高電效率等技術(shù)措施，具有良好的激磁性能。采用低電壓大電流激磁，有利于提高激磁線圈的安全可靠性;該激磁線圈為空心銅管繞制，水內(nèi)冷散熱，冷卻水直接貼著銅管內(nèi)壁流動，因此散熱效率高。此外，由于冷卻水的流速較高，微細泥沙不易沉淀，可以保證激磁線圈長期穩(wěn)定工作。

(2)能耗低。SLon脈動高梯度磁選機的大型化有利于降低處理每噸礦石的電耗。不同型號SLon脈動高梯度磁選機的電耗對比如圖2所示?？梢?，設(shè)備型號越大，其電耗越低。如SLon－1000磁選機的單位電耗為5.07 kWh/t，而SLon－4000磁選機的單位電耗僅為 0.44 kWh/t，后者比前者節(jié)能91.32%;又如目前工業(yè)上大量使用的SLon－2000磁選機的單位電耗為1.10 kWh/t，SLon－4000磁選機與與其相比節(jié)能60%。

圖2 各型號SLon磁選機的電耗

(3)占地面積小。單臺SLon－4000脈動高梯度磁選機的處理能力相當于8臺SLon－2000脈動高梯度磁選機的處理能力，但其占地面積與4臺SLon－2000脈動高梯度磁選機的占地面積相當，可節(jié)省用地50%。

(4)操作維護方便。SLon－4000脈動高梯度磁選機的整流變壓器由水冷改為風冷，避免了因水結(jié)垢而引起的變壓器發(fā)熱問題;采用全數(shù)字可控硅調(diào)壓，方便了激磁電流的調(diào)節(jié);風冷型控制柜的晶閘管安裝空間更大，結(jié)構(gòu)也更簡單，維護十分方便。

2 工業(yè)試驗

2.1 給礦

攀鋼某尾礦綜合回收選礦廠主要從攀鋼選鈦廠尾礦中再回收鐵和鈦，其中選鈦采用螺旋溜槽粗選—SLon－1500脈動高梯度磁選機和浮選精選工藝流程。由于螺旋溜槽對細粒鈦鐵礦的回收能力很差，導致粗選和全流程的鈦回收率分別只有10%和3%左右，鈦精礦(TiO2品位47%)年產(chǎn)量僅2萬t左右。隨著攀鋼選鈦廠選鈦技術(shù)水平的提高，其排出尾礦的TiO2含量逐漸下降，該綜合回收選礦廠如果不進行技術(shù)改造，鈦精礦產(chǎn)量將進一步減少。為了提高對鈦的綜合回收能力，該廠與贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司合作，于2011年11月進行了采用SLon－4000脈動高梯度磁選機代替螺旋溜槽的工業(yè)試驗。

試驗中SLon－4000脈動高梯度磁選機給礦(攀鋼選鈦廠尾礦)的TiO2品位在5.3% ～6.7%的范圍內(nèi)波動，其粒度分析結(jié)果見表2。

從表2可以看出，給礦中－400目粒級的產(chǎn)率達到37.64%，且52.31%的TiO2分布在該粒級。所以，要提高鈦回收率，重點是加強細粒級鈦鐵礦的回收。

2.2 條件試驗

根據(jù)給礦性質(zhì)，采用 3 mm棒介質(zhì)，固定沖程為20 mm，著重對背景磁感應強度、沖次和處理量進行了條件試驗。

表2 給礦粒度分析結(jié)果

2.2.1 背景磁感應強度試驗

暫定沖次為200次/min、控制干礦處理量在450 t/h左右(給礦濃度約33%)，考察背景磁感應強度對分選指標的影響，同時測定各背景磁感應強度下的激磁功率，試驗結(jié)果見表3。

表3 背景磁感應強度試驗結(jié)果

由表3可知:隨背景磁感應強度提高，鈦粗精礦的TiO2回收率和激磁功率上升，而鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位下降。當背景磁感應強度由0.709 T提高到0.997 T時，鈦粗精礦的TiO2回收率和激磁功率分別由40.15%和57.60 kW上升到56.87%和79.22 kW，鈦粗精礦和尾礦的 TiO2品位分別由13.15%和3.87%下降至10.57%和3.24%;但背景磁感應強度由0.876 T提高到0.997 T時，尾礦TiO2品位和鈦粗精礦TiO2回收率變化不大。因此，確定背景磁感應強度為0.876 T。

2.2.2 脈動沖次試驗

固定背景磁感應強度為0.876 T，控制干礦處理量在450 t/h左右(給礦濃度約33%)，考察脈動沖次對分選指標的影響，試驗結(jié)果見表4。

表4 脈動沖次試驗結(jié)果

由表4可知:隨脈動沖次提高，鈦粗精礦的TiO2回收率下降，而鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位上升。當脈動沖次由200次/min提高到350次/min時，鈦粗精礦的TiO2回收率由62.84%降低至51.18%，鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位分別由12.51%和3.23%上升至13.35%和3.69%。綜合考慮各指標，確定脈動沖次為250次/min。

2.2.3 處理量試驗

固定背景磁感應強度為0876 T、脈動沖次250次/min，考察干礦處理量(給礦濃度約33%)對分選指標的影響，試驗結(jié)果見表5。

表5 處理量試驗結(jié)果

由表5可知:隨干礦處理量提高，鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位上升，而鈦粗精礦的TiO2回收率下降。當干礦處理量由230 t/h提高至550 t/h時，鈦粗精礦和尾礦的TiO2分別由12.04%和3.29%上升至13.78%和4.26%，鈦粗精礦的TiO2回收率由64.82%下降至52.22%。兼顧各項指標，干礦處理量應控制在460 t/h左右。

2.3 連續(xù)運行試驗結(jié)果

選定操作條件后，進行了72 h的連續(xù)運行試驗，所得綜合結(jié)果見表6。

表6 72 h連續(xù)運行綜合指標 %

表6表明，在給礦TiO2品位為6.20%條件下，經(jīng)SLon－4000磁選機1次選別，即可獲得產(chǎn)率為29.02%、TiO2品位為 13.22%、TiO2回收率為61.88%的鈦粗精礦，TiO2回收率比原來采用螺旋溜槽時提高了50個百分點以上。

對連續(xù)運行試驗各產(chǎn)品進行篩析，結(jié)果見表7。

表7 連續(xù)運行試驗產(chǎn)品篩析結(jié)果

從表7可以得知:給礦、鈦粗精礦和尾礦中+100目粒級的TiO2品位較低，TiO2品位提高幅度較大的粒級為－400目粒級。鈦粗精礦中+200目粒級的產(chǎn)率為44.22%、TiO2品位為9.85%、TiO2回收率為70.32%，+400目粒級的產(chǎn)率65.92%、TiO2品位為10.83%、TiO2回收率為70.45%，－400目粒級的產(chǎn)率為34.08%、TiO2品位為17.33%、TiO2回收率為59.51%。以上結(jié)果說明，SLon－4000脈動高磁度磁選機對細粒鈦鐵礦回收效果較理想。

需要指出的是，受現(xiàn)場條件限制，試驗時SLon－4000磁選機的精礦沖洗水量和水壓較小;此外，考慮到給礦中有少部分粒度較粗的顆粒，為防止介質(zhì)堵塞，SLon－4000磁選機安裝的是 3 mm棒介質(zhì)。這些都對選別指標有不利影響。若增大精礦沖洗水量和水壓并安裝較細棒介質(zhì)，鈦粗精礦回收率應該還會進一步提高。

3 結(jié)論

(1)新研發(fā)的SLon－4000脈動高梯度磁選機具有處理量大、性能穩(wěn)定、操作維護方便、能耗低和占地面積小的優(yōu)點。

(2)SLon－4000脈動高梯度磁選機對攀鋼選鈦尾礦中的鈦鐵礦回收效果明顯，在給礦TiO2品位為6.20%的條件下，通過1次選別可以獲得產(chǎn)率為29.02%、TiO2品位為 13.22%、TiO2回收率為61.88%的鈦粗精礦，TiO2回收率比采用螺旋溜槽時提高了50個百分點以上。產(chǎn)品篩析結(jié)果表明，SLon－4000脈動高梯度磁選機對－400目粒級鈦鐵礦具有較好的回收能力。

［1］ Chen Luzheng，Xiong Dahe，Huang Huichun．Pulsating high-gradient magnetic separation of fine hematite from tailings［J］.Minerals＆ Metallurgical Processing，2009，26(3):163-168．

［2］ 熊大和，劉建平．SLon脈動與振動高梯度磁選機新進展［J］.金屬礦山，2006(7):4-7，47．

［3］ 熊大和．SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機分選紅礦的研究和應用［J］.金屬礦山，2005(8):24-29．