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磁选柱在矿山磁选尾矿和硫铁矿烧渣处理中的应用
2011-08-04
介绍了磁选柱的结构、分选原理、分选过程及其在处理矿山磁选尾矿和硫铁矿烧渣方 面的应用。用磁选柱精选磁铁矿尾矿,得到的精矿品位大于66 %; 用磁选柱精选硫铁矿烧渣, 得到的精矿品位大于65 % ,硫的质量分数降至0. 84 %。
化 工 环 保   2003 年 8 月 ENVIRONM EN TAL PRO TECTION O F C H EMICAL INDUSTR Y 第 23 卷 第 4 期 磁 选 柱 在 矿 山 磁 选 尾 矿 和 硫 铁 矿 烧 渣 处 理 中 的 应 用 赵 通 林 ,陈 广 振 ,周 凌 嘉 ( 鞍 山 科 技 大 学 化 工 学 院 , 辽 宁 鞍 山 114002) [ 摘 要 ] 介 绍 了 磁 选 柱 的 结 构 、分 选 原 理 、分 选 过 程 及 其 在 处 理 矿 山 磁 选 尾 矿 和 硫 铁 矿 烧 渣 方 面 的 应 用 。 用 磁 选 柱 精 选 磁 铁 矿 尾 矿 ,得 到 的 精 矿 品 位 大 于 66 %; 用 磁 选 柱 精 选 硫 铁 矿 烧 渣 , 得 到 的 精 矿 品 位 大 于 65 % ,硫 的 质 量 分 数 降 至 0. 84 %。 [ [ 关 键 词 ] 磁 选 柱 ;磁 选 ;尾 矿 ;硫 铁 矿 烧 渣 ;固 废 处 理 中 图 分 类 号 ] X751 [文 献 标 识 码 ] A [文 章 编 号 ] 100621878(2003) 0420221204   磁 选 柱 是 一 种 低 弱 磁 场 的 磁 重 选 别 设 备 ,可 用 来 对 强 大 的 上 升 水 流 动 力 作 用 下 被 冲 带 至 溢 流 堰 溢 出 ,成 为 以 连 生 体 和 单 体 脉 石 为 主 的 尾 矿 (实 际 是 中 矿 ) 。 提 高 磁 铁 矿 精 矿 质 量 ,降 低 其 杂 质 含 量 ,一 般 可 使 低 品 位 磁 铁 矿 精 矿 品 位 由 60 %~ 64 %提 高 到 65 %~ 68 % ,或 由 65 %~ 66 %提 高 到 67 %~ 69 %;使 磁 铁 矿 精 矿 中 SiO2 的 质 量 分 数 由 9 %~ 15 %降 至 6 %~ 8 % , 或 由 5 %~ 7 %降 至 3 %以 下 ,并 且 可 为 企 业 创 造 可 观 的 经 济 效 益 。 目 前 ,该 设 备 已 被 十 几 家 磁 铁 矿 选 矿 厂 采 用 。 为 考 察 磁 选 柱 在 处 理 矿 山 磁 选 尾 矿 和 其 他 工 业 废 料 中 的 积 极 作 用 ,通 过 小 型 试 验 结 果 及 工 业 生 产 实 践 证 明 ,效 果 较 好 。 1 磁 选 柱 结 构 、分 选 原 理 与 过 程 1 1 . 1 结 构 磁 选 柱 的 结 构 见 图 1。 . 2 分 选 原 理 与 过 程 磁 选 柱 主 体 部 分 由 给 矿 斗 及 给 矿 管 ,上 、下 分 选 筒 及 套 在 上 、下 分 选 筒 外 的 多 个 励 磁 线 圈 构 成 。 多 个 线 圈 由 电 控 柜 自 上 而 下 地 断 续 供 给 直 流 电 励 磁 , 产 生 由 上 而 下 脉 动 的 磁 场 力 。 由 设 在 上 、下 分 选 筒 之 间 及 给 矿 管 下 的 返 水 盘 和 底 部 中 心 给 水 管 供 水 , 产 生 旋 转 上 升 水 流 ,结 果 在 垂 直 方 向 产 生 方 向 截 然 相 反 的 两 种 分 选 力 ,即 断 续 向 下 的 磁 场 力 及 连 续 向 上 的 水 流 动 力 。 图 1 磁 选 柱 的 结 构 1 . 给 矿 斗 及 给 矿 管 ; 2. 给 矿 斗 支 架 及 上 部 给 水 管 ; . 溢 流 槽 ; 4. 封 顶 套 ; 5. 上 分 选 筒 及 电 磁 系 和 外 套 ; . 主 给 水 管 (切 向 ) ; 7. 支 撑 法 兰 ; . 下 分 选 筒 及 电 磁 系 和 外 套 ; 9. 底 锥 及 下 部 给 水 管 ; 0. 精 矿 排 矿 管 ; 11. 磁 选 柱 电 源 ; 12. 调 节 阀 3 6 8 1 待 选 矿 浆 由 给 矿 斗 经 给 矿 管 给 至 磁 选 柱 的 中 上 部 ,继 续 向 下 、时 大 时 小 、时 有 时 无 的 磁 场 力 使 磁 性 矿 粒 经 历 多 次 磁 聚 合 ——— 分 散 过 程 向 下 运 动 , 最 后 由 底 部 精 矿 排 矿 管 排 出 ,成 为 高 品 位 磁 铁 矿 精 矿 ;夹 杂 在 磁 链 或 磁 团 中 的 连 生 体 、单 体 脉 石 和 矿 泥 在 相 [ [ 收 稿 日 期 ] 2002208210; [修 订 日 期 ] 2002209228 作 者 简 介 ] 赵 通 林 (1970 — ) ,男 ,黑 龙 江 省 兰 西 县 人 ,鞍 山 科 技 大 学 化 工 学 院 环 境 工 程 教 研 室 讲 师 ,硕 士 ,主 要 从 事 环 境 工 程 、矿 物 工 程 研 究 。 分 222 分 化 工 环 保 2003 年 第 23 卷 结 厂 尾 矿 再 选 厂 、南 芬 选 矿 厂 综 合 厂 尾 矿 再 选 厂 。 东 鞍 山 烧 结 厂 磁 选 尾 矿 再 选 厂 处 理 的 是 鞍 钢 烧 结 总 厂 的 焙 烧 磁 选 尾 矿 经 过 第 一 级 回 收 后 的 尾 矿 , 2 用 磁 选 柱 精 选 磁 选 尾 矿 由 于 磁 铁 矿 选 矿 厂 磁 选 尾 矿 中 造 成 金 属 流 失 的 其 工 艺 流 程 见 图 3。 一 部 分 是 粗 、中 粒 磁 铁 矿 与 脉 石 的 贫 连 生 体 ,一 部 分 是 细 粒 及 微 细 粒 单 体 磁 铁 矿 ,所 以 一 般 在 尾 矿 出 口 处 集 中 设 置 尾 矿 回 收 机 回 收 流 失 的 磁 铁 矿 。 尾 矿 回 收 机 回 收 的 产 品 为 低 品 位 中 间 产 品 (尾 矿 ) ,对 其 处 理 方 式 一 般 是 将 其 返 回 原 流 程 再 磨 再 选 ,或 者 单 独 再 磨 再 选 。 对 这 部 分 中 间 产 品 进 行 再 磨 后 ,采 用 磁 选 柱 精 选 可 以 获 得 高 品 位 精 矿 ,有 的 甚 至 可 以 不 经 再 磨 处 理 ,直 接 用 磁 选 柱 精 选 也 能 产 出 高 品 位 的 磁 铁 矿 精 矿 。 2 . 1 用 磁 选 柱 精 选 再 磨 后 的 尾 矿 鞍 钢 烧 结 总 厂 尾 矿 二 泵 站 尾 矿 再 选 厂 采 用 磁 选   柱 作 尾 矿 的 最 后 一 段 选 别 , 其 工 艺 流 程 见 图 2。 最 终 精 矿 品 位 在 未 经 磁 选 柱 处 理 之 前 为 60 %~ 63 % , 采 用 磁 选 柱 精 选 后 精 矿 品 位 达 到 65 %以 上 。 图 3 东 鞍 山 烧 结 厂 尾 矿 再 选 工 艺 流 程 该 工 艺 最 大 的 特 点 是 ,回 收 的 粗 精 矿 不 经 球 磨 机 再 磨 ,直 接 用 磁 选 柱 进 行 精 选 , 获 得 了 合 格 的 精 矿 。 磁 选 柱 处 理 的 粗 精 矿 入 选 品 位 为 40 %~ 50 % , 磁 选 柱 处 理 后 的 精 矿 品 位 为 62 %~ 64 % ,精 矿 对 粗 精 矿 的 产 率 为 55 %~ 65 % ,而 原 流 程 用 螺 旋 溜 槽 精 选 ,精 矿 品 位 仅 为 55 %~ 57 % , 螺 旋 溜 槽 精 矿 对 粗 精 矿 的 产 率 不 足 20 %。 南 芬 选 矿 厂 综 合 厂 尾 矿 再 选 厂 处 理 的 是 经 过 数 次 回 收 机 回 收 后 的 尾 矿 。 该 厂 磁 选 粗 精 矿 经 再 磨 磁 选 后 ,精 矿 品 位 仅 为 50 %左 右 。 鞍 山 科 技 大 学 高 效 分 选 设 备 研 发 中 心 对 其 最 终 精 矿 和 粗 精 矿 (球 磨 给 矿 ) 分 别 进 行 了 磁 选 柱 精 选 试 验 ,试 验 结 果 分 别 见 表 1 和 表 2。 根 据 试 验 结 果 ,东 鞍 山 烧 结 厂 最 终 采 用 了 回 收 机 精 矿 不 经 再 磨 的“ 磁 选 — 细 筛 — 磁 选 柱 磁 选 ”处 理 工 艺 流 程 ,最 终 精 矿 品 位 达 到 66. 94 % ,使 生 产 成 本 大 大 降 低 。 图 2 磁 选 柱 精 选 尾 矿 工 艺 流 程 2 . 2 用 磁 选 柱 精 选 未 经 再 磨 的 尾 矿 经 过 一 次 或 几 次 回 收 后 的 尾 矿 ,不 需 经 过 球 磨 3   用 磁 选 柱 精 选 硫 铁 矿 烧 渣 机 再 磨 处 理 ,直 接 用 磁 选 柱 精 选 也 可 以 获 得 高 品 位 的 磁 铁 矿 精 矿 。 采 用 这 种 工 艺 的 选 矿 厂 有 东 鞍 山 烧 磁 选 柱 是 近 年 来 我 教 研 室 开 发 研 制 的 高 效 新 型   第 4 期 赵 通 林 等 . 磁 选 柱 在 矿 山 磁 选 尾 矿 和 硫 铁 矿 烧 渣 处 理 中 的 应 用 分 223 分 磁 选 设 备 ,为 用 磁 选 方 法 处 理 硫 铁 矿 烧 渣 提 供 了 一 种 高 效 设 备 。 用 磁 选 柱 处 理 硫 铁 矿 烧 渣 ,可 以 获 得 品 位 大 于 65 %的 合 格 磁 铁 矿 精 矿 。 试 验 ,并 收 到 了 较 好 的 效 果 。 原 硫 铁 矿 烧 渣 (原 样 ) 铁 品 位 为 50 %左 右 ,硫 质 量 分 数 为 1. 48 % ,其 筛 析 结 果 见 表 3。 原 样 中 + 70 目 的 烧 渣 为 13. 9 % , - 200 目 的 烧 渣 为 47. 12 % , 其 中 的 铁 矿 物 磁 性 较 强 ,属 强 磁 性 铁 矿 物 ——— 磁 铁 矿 。 朝 鲜 兴 南 硫 铁 矿 烧 渣 经 数 十 年 堆 存 ,现 已 达 上 千 万 吨 ,急 待 寻 求 能 够 变 废 为 宝 的 方 案 。 鞍 山 科 技 大 学 高 效 分 选 设 备 研 发 中 心 对 其 进 行 了 实 验 室 选 矿 表 1 最 终 精 矿 经 磁 选 柱 精 选 后 的 结 果 品 位 , % 回 收 率 , % 67. 08   项 目 产 率 , % 工 艺 条 件 精 矿 56. 06 77. 45 H 为 9. 12 kA/ m 尾 矿 43. 94 24. 92 48. 55 22. 55 V 为 3. 03 cm/ s t 为 2. 5 s 给 矿 (粗 精 矿 ) 100. 00 100. 00   注 : H 表 示 磁 场 强 度 , V 表 示 上 升 水 流 速 度 , t 表 示 磁 场 脉 动 周 期 ,下 同 。 表 2 粗 精 矿 经 磁 选 柱 精 选 后 的 结 果   项 目 产 率 , % 品 位 , % 回 收 率 , % 工 艺 条 件 H 为 9. 12 kA/ 精 矿 尾 矿 49. 84 66. 94 88. 04 m 50. 16 9. 04 11. 96 V 为 3. 03 cm/ s 给 矿 (粗 精 矿 ) 100. 00 37. 90 100. 00 t 为 2. 5 s 8 7. 6 % ,给 矿 品 位 为 50 %的 条 件 下 , 经 一 次 磁 选 柱 表 3 原 样 筛 析 结 果 精 选 可 产 出 产 率 为 45 %以 上 、品 位 为 65. 65 %的 精 矿 ;精 选 两 次 可 产 出 产 率 为 39 % ~ 46 %、品 位 为 烧 渣 粒 度 / 目 40 40   + 70 产 率 , % 6. 95 品 位 , % 39. 73 45. 89 55. 61 59. 11 56. 45 51. 31 36. 48 49. 32 铁 分 布 率 , % 5. 60 6 5. 8 %~ 67. 14 %的 精 矿 , 硫 质 量 分 数 从 1. 48 %降 + 至 0. 84 %。 因 为 朝 鲜 兴 南 硫 铁 矿 烧 渣 是 焙 烧 产 物 , - 6. 95 6. 47 所 以 属 易 磨 物 料 。 - 70   + 100 11. 48 12. 95 - 100   + 150 22. 36 150   + 200 5. 14 200   + 260 24. 77 26. 80 4 结 语 - - 5. 88 25. 77 a) 磁 选 柱 是 一 种 电 磁 式 低 弱 磁 场 磁 重 选 矿 设 - 260 22. 35 16. 53 备 ,可 使 磁 性 矿 物 颗 粒 进 行 多 次 磁 聚 合 和 分 散 过 程 ; 通 过 高 速 旋 转 上 升 的 水 流 产 生 的 动 力 ,可 将 夹 杂 在 磁 链 或 磁 团 中 的 连 生 体 、单 体 脉 石 和 矿 泥 充 分 分 离 , 最 终 获 得 高 品 位 精 矿 。 合 计 100. 00 100. 00 由 表 3 可 以 看 出 ,原 烧 渣 各 粒 级 品 位 规 律 总 体 上 是 粗 粒 级 和 细 粒 级 品 位 低 ,中 间 粒 级 品 位 高 ,解 离 度 不 高 ;中 间 粒 级 品 位 波 动 在 45 %~ 59 %之 间 。 因 此 ,从 铁 品 位 和 降 低 杂 质 含 量 两 方 面 考 虑 ,硫 铁 矿 烧 渣 应 先 经 磨 矿 处 理 ,然 后 再 用 磁 选 柱 进 行 精 选 。 不 同 磨 矿 条 件 下 磁 选 柱 精 选 硫 铁 矿 烧 渣 的 试 验 结 果 见 表 4。 b) 磁 选 柱 除 了 可 用 于 低 品 位 磁 铁 矿 精 矿 或 中 矿 的 精 选 作 业 外 ,还 可 以 用 于 磁 铁 矿 尾 矿 再 磨 再 选 过 程 中 的 精 选 作 业 ,同 样 可 以 产 出 高 品 位 (67. 08 %) 的 磁 铁 矿 精 矿 ,甚 至 在 不 设 再 磨 作 业 的 情 况 下 也 可 以 产 出 高 品 位 (66. 94 %) 磁 铁 矿 精 矿 。 c) 在 磨 矿 (硫 铁 矿 烧 渣 ) 细 度 为 - 200 目 、质 量 分 数 为 76. 4 %~ 87. 6 %、给 矿 品 位 为 50 %的 条 件 下 ,用 磁 选 柱 进 行 精 选 处 理 ,既 可 以 使 其 铁 的 品 位 达 试 验 结 果 表 明 ,朝 鲜 兴 南 硫 铁 矿 烧 渣 在 磨 矿 细 度 (烧 渣 粒 度 ) 为 - 200 目 、质 量 分 数 为 76. 4 %~ 分 224 分 化 工 环 保 2003 年 第 23 卷 到 合 格 要 求 (大 于 65 %) ,又 可 以 使 其 硫 质 量 分 数 降 低 43. 24 %。 表 4 不 同 磨 矿 条 件 下 磁 选 柱 精 选 硫 铁 矿 烧 渣 试 验 结 果 烧 渣 3 质 量 分 数 , 产 率 , 品 位 , 回 收 率 , 硫 质 量 分 数 , 产 物 工 艺 条 件 % % % % % 精 矿 尾 矿 给 矿 45. 44 54. 56 65. 65 38. 55 50. 86 58. 65 41. 35 H 为 14. 2 kA/ m V 为 2. 3 cm/ s 7 7 6. 4 6. 4 100. 00 100. 00 精 矿 精 选 尾 粗 选 尾 给 矿 41. 18 5. 15 53. 67 66. 08 59. 27 36. 72 49. 97 54. 45 6. 11 39. 44 1. 09 H1 为 14. 2 kA/ m V 为 2. 3 cm/ s       H2 为 7. 6 kA/ m 100. 00 100. 00 H1 为 13. 4 kA/ m V1 为 1. 89 cm/ s H2 为 7. 6 kA/ m V2 为 2. 1 cm/ s 精 矿 精 选 尾 粗 选 尾 给 矿 46. 00 4. 99 49. 01 65. 80 50. 71 35. 08 49. 99 60. 55 5. 06 34. 39 0. 84 0. 84 8 1. 6 7. 6 100. 00 100. 00 精 矿 精 选 尾 粗 选 尾 给 矿 39. 41 7. 25 53. 34 67. 14 57. 99 37. 14 50. 47 52. 43 8. 32 39. 25 H1 为 13. 4 kA/ m V 为 2. 1 cm/ s 8 : H2 为 7. 6 kA/ m 100. 00 100. 00   注 H1 表 示 粗 选 磁 场 强 度 ; H2 表 示 精 选 磁 场 强 度 ; V1 表 示 粗 选 上 升 水 流 速 度 ; V2 表 示 精 选 上 升 水 流 速 度 。 3 烧 渣 粒 度 为 - 200 目 含 量 。 Application of Column Magnetic Separator in Treatment of Magnetite Ore Magnetic Separation Tailings and Pyrites Slag Zhao Tonglin , Chen Guangzhen , Zhon L ingjia ( College of Chemical Engineering ,Anshan University of Science and Technology ,Liaoning Anshan 114002 ,China) Abstract :The structure of column ma gnetic separator ,its separation p rinciple and p rocess ,and its applica2 tion in treating magnetite tailings and p yrites slag are described. Column ma gnetic separator can p roduce concentrate containing 66 % Fe f rom ma gnetite tailings ; 65 % Fe f rom p yrites slag and 0. 84 % S. crease t he grade of concentrated tails to 66 % and t hat of concentrated sla g to 65 %. Key words :column magnetic separator ; magnetic separation ; tailings ;p yrites slag ; solid waste trealment
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