曹南杰 李雨涵 李 磊 胡 俊 王朋杰
(贛州金環(huán)磁選科技裝備股份有限公司)
攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司下屬企業(yè)興茂公司選礦綜合廠成立于1988年,主要從事攀枝花密地選礦廠尾礦庫中磁鐵礦和鈦鐵礦的回收工作。為提高鈦的綜合回收能力,有效利用尾礦中的鈦資源,2021年前興茂公司選礦綜合廠先后投入3臺SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī)用于處理現(xiàn)場全部尾礦,從中回收鈦,鈦精礦TiO2品位達(dá)47%以上[1-2]。
SLon系列大型高梯度磁選機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1,它主要由脈動機(jī)構(gòu)、激磁線圈、鐵鎧、轉(zhuǎn)環(huán)和各種礦斗組成。SLon系列大型高梯度磁選機(jī)通過大型電磁磁系結(jié)構(gòu)設(shè)計和分選環(huán)設(shè)計,研發(fā)出分體框架式電磁磁系,這一方面減小了部件的體積和質(zhì)量,另一方面解決了大型脈動高梯度磁選機(jī)加工、安裝、運(yùn)輸和維護(hù)難的問題。
SLon系列大型高梯度磁選機(jī)的工作原理:設(shè)備通電勵磁后,磁系腔體內(nèi)產(chǎn)生磁場并作順時針旋轉(zhuǎn),從給礦斗給入的礦漿沿上鐵軛縫隙流經(jīng)轉(zhuǎn)環(huán),當(dāng)轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)至磁系腔體時,礦漿中的磁性顆粒吸附在磁介質(zhì)棒表面并隨轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動,被轉(zhuǎn)至頂部無磁場區(qū)的磁性顆粒被沖洗水沖入精礦斗;非磁性顆粒則穿過磁介質(zhì)堆,沿下鐵軛縫隙流入非磁性礦斗。不能穿過介質(zhì)盒的粗顆粒一般停留在轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)圓周,當(dāng)介質(zhì)盒被轉(zhuǎn)環(huán)帶到頂部時,粗顆粒剛好位于介質(zhì)盒的下部,很容易被精礦沖洗水沖入精礦斗中,可有效避免粗粒造成的堵塞。同時在脈動流體力作用下,礦粒群在分選過程中始終保持松散狀態(tài),從而可有效地消除非磁性顆粒的機(jī)械夾雜,顯著提高磁性精礦的品位。
大型高梯度磁選機(jī)處理量大,單位電耗低,節(jié)能降耗性能顯著,節(jié)省空間,非常適合用于貧礦石的粗選拋廢及尾礦回收。如SLon-4000型大型高梯度磁選機(jī)干礦處理量為350~550 t/h,單位電耗僅0.43 kWh/t。SLon系列磁選機(jī)的單位礦石電耗見圖2(背景磁感應(yīng)強(qiáng)度均為1.0 T)。
從圖2可以看出,設(shè)備規(guī)格型號越大,處理單位礦石的能耗越低:SLon-1000型高梯度磁選機(jī)處理單位礦石的電耗為3.69 kWh/t,而SLon-4000型高梯度磁選機(jī)僅為0.43 kWh/t,后者比前者節(jié)能88.34%,比目前工業(yè)上大量使用的SLon-2500型高梯度磁選機(jī)節(jié)能41.12%。
各大型高梯度磁選機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表1,此外轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速均為2.5~3.5 r/min,給礦粒度均為-1.3 mm,給礦濃度均為10%~40%,額定背景磁感應(yīng)強(qiáng)度均為1 T,最高背景磁感應(yīng)強(qiáng)度均為1.1 T,脈動沖程均為0~26 mm,脈動沖次均為0~300次/min,供水壓力均為0.2~0.4 MPa。
興茂公司年處理量達(dá)700萬t,TiO2品位6.5%左右,-200目占60%,礦漿濃度為40%左右,鈦回收主要通過建在尾礦庫附近的綜合選礦廠完成,主要生產(chǎn)流程為螺旋溜槽重選—強(qiáng)磁選—浮選流程。因螺旋溜槽的選別效果很差,重選精礦TiO2品位較給礦僅高1個百分點左右,且精礦產(chǎn)率很低,因此,現(xiàn)場鈦回收效果很不理想。
從密地選鈦總尾礦中回收鈦鐵礦試驗采用SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī),運(yùn)行參數(shù)試驗采用1次粗選流程,試驗固定沖程為18 mm、沖次為200次/min,精礦卸礦水全開。
2.1.1 背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗
背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗固定轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速3 r/min,給礦濃度為28%,卸礦水量約270 m3/h,試驗結(jié)果見表2。
從表2可以看出,隨著背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的升高,精礦產(chǎn)率、回收率升高,精礦和尾礦品位降低。當(dāng)背景磁感應(yīng)強(qiáng)度由0.76 T升到1.00 T時,精礦品位由13.15%降到10.57%,尾礦品位由3.87%降到3.24%,回收率則由40.15%升到56.87%。綜合考慮,確定SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī)的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.88 T。
2.1.2 轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速試驗
轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速試驗固定背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.88 T,給礦濃度為28%,卸礦水量約270 m3/h,試驗結(jié)果見表3。
從表3可以看出,隨著轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速的升高,精礦產(chǎn)率和回收率升高,精礦品位和尾礦品位降低。轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速由1.5 r/min升到3.5 r/min時,精礦品位由13.60%降到12.51%,尾礦品位由3.84%降到3.23%,回收率由46.93%升到62.84%。綜合考慮,確定SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī)的轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速為3 r/min。
為了解SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī)的工業(yè)選別情況,對其進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用考查。
在現(xiàn)場給礦TiO2品位6.41%的情況下,強(qiáng)磁選—浮選鈦精礦TiO2品位達(dá)47.02%。年新增鈦精礦20萬t以上,每臺SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī)年節(jié)電200萬kWh,相當(dāng)于節(jié)煤620 t,減少CO2排放1 612 t,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能降耗效果顯著。
為提高鈦的綜合回收能力,有效利用尾礦中的鈦資源,截止到2021年底,興茂公司先后引進(jìn)了3臺大型SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī),建成了全部尾礦選鈦系統(tǒng),選出的鈦精礦TiO2品位達(dá)47%以上。
(1)SLon系列大型脈動高梯度磁選機(jī)處理量大,單位電耗低,節(jié)能降耗性能顯著,節(jié)省空間,非常適合用于貧礦石的粗選拋廢及尾礦回收。
(2)SLon-4000型脈動高梯度磁選機(jī)在密地選鈦廠總尾礦再回收鈦中的成功應(yīng)用,為解決我國微細(xì)粒級鈦鐵礦選礦技術(shù)難題,大幅度提高鈦鐵礦的回收率、降低選鈦生產(chǎn)成本發(fā)揮了重要的作用。