第 21 卷 第 2 期 矿 冶 工 程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol. 21 № 2 June 2001 2001 年 6 月 ① 高 合 金 钢 磨 屑 电 选 试 验 研 究 曹 志 群 , 龚 文 勇 , 张 华 ( 长 沙 矿 冶 研 究 院 ,湖 南 长 沙 410012) 摘 要 : 分 析 了 高 合 金 钢 磨 屑 的 化 学 组 成 和 物 质 组 成 ,研 究 了 其 电 选 工 艺 参 数 ,并 进 行 了 流 程 试 验 ,得 出 了 最 佳 分 选 参 数 及 合 理 的 试 验 流 程 。 通 过 一 粗 一 精 一 扫 的 流 程 试 验 ,最 终 可 得 到 产 率 为 70165 % ,铁 品 位 为 78122 % ,铁 回 收 率 为 98160 %的 导 体 产 品 。 结 果 表 明 ,电 选 工 艺 可 以 非 常 有 效 地 实 现 高 合 金 钢 磨 屑 冶 炼 之 前 的 分 选 预 处 理 。 关 键 词 : 电 选 ; 高 合 金 钢 ; 磨 屑 　 高 合 金 钢 在 机 加 工 的 过 程 中 打 磨 下 来 的 磨 屑 ,含 - 0118 + 01074 mm 粒 级 占 48168 % , 其 铁 品 位 为 58167 %; - 01074 mm 粒 级 占 43177 % , 其 铁 品 位 为 73139 %。 铁 量 高 (一 般 w (Fe) ≈ 60 %) ,是 冶 炼 合 金 钢 的 重 要 资 源 之 一 。 但 磨 屑 中 含 有 其 它 杂 质 ,如 砂 轮 渣 、木 屑 等 。 由 于 铁 与 杂 质 在 电 性 质 上 存 在 显 著 差 异 ,可 以 通 过 电 选 实 现 两 者 的 有 效 分 离 。 1. 2 试 样 性 质 经 电 子 探 针 分 析 ,可 知 磨 屑 主 要 由 Fe、Cr、V、Ca、 Al 、O、W、Mo 等 元 素 组 成 ,其 分 析 结 果 见 表 2。 1 试 样 制 备 与 性 质 研 究 由 于 机 加 工 是 一 种 简 单 的 物 理 过 程 ,因 此 高 合 金 表 2 电 子 探 针 分 析 结 果 (质 量 分 数 Π%) 钢 磨 屑 中 的 高 合 金 钢 与 其 它 组 分 之 间 原 则 上 仅 为 简 单 的 机 械 混 合 ,无 需 经 过 磨 矿 。 然 而 ,由 于 高 合 金 钢 磨 屑 在 加 工 过 程 中 被 油 严 重 污 染 ,其 表 面 为 油 所 包 裹 ,颗 粒 之 间 粘 附 十 分 紧 密 ;此 外 ,由 于 长 时 间 的 堆 积 ,其 中 还 夹 杂 有 部 分 结 块 的 磨 屑 ,属 铁 的 氧 化 物 。 因 此 ,在 选 别 之 前 ,必 须 对 试 样 进 行 去 油 和 分 散 预 处 理 。 Fe 3. 33 Cr V Ca Al O W Mo 6 2. 68 0. 91 0. 87 2. 41 20. 59 5. 13 1. 18 从 表 2 中 可 以 看 出 :原 料 中 除 铁 以 外 的 其 它 金 属 合 量 ) 含 量 为 13118 % ,倘 若 将 这 一 含 量 换 算 成 纯 度 ( 1 . 1 试 样 的 预 处 理 为 100 %的 合 金 高 合 金 钢 中 其 它 金 属 的 含 量 ,则 计 算 如 下 : 去 油 处 理 :选 用 苛 性 钠 去 污 ,将 其 加 入 到 加 热 了 的 磨 屑 水 溶 液 里 ,搅 拌 、漂 洗 ,至 磨 屑 呈 单 颗 粒 均 匀 分 散 。 加 热 干 燥 :对 经 过 去 油 后 的 试 样 进 行 加 热 干 燥 。 筛 分 分 级 :将 干 燥 后 的 试 样 进 行 筛 分 ,其 筛 析 结 果 如 表 1。 (63133 + 13118) :13118 = 100 : x 由 式 (1) 可 得 x = 17123 % ,即 为 高 合 金 钢 中 铁 以 (1) 　 外 的 其 它 金 属 含 量 ,那 么 其 中 铁 的 含 量 为 82177 %。 查 阅 高 合 金 钢 化 学 成 分 标 准 ( YB12 - 77) 可 知 ,高 合 金 钢 中 除 铁 外 其 它 金 属 的 含 量 最 高 可 达 25 %以 上 ,最 低 也 不 小 于 17 % ,这 和 电 子 探 针 的 结 果 基 本 相 吻 合 。 也 就 是 说 ,高 合 金 钢 磨 屑 的 分 选 ,即 使 将 杂 质 100 %的 去 除 ,其 铁 的 品 位 最 高 也 只 能 达 到 82177 %左 右 。 表 1试 样 的 筛 析 结 果 粒 级 Πmm γ Π% 3. 79 ∑γ Π% 3. 79 w (TFe)Π% 29. 83 + 2 - 2 + 0. 18 0. 18 + 0. 074 0. 074 3. 76 7. 55 40. 32 取 - 0118 mm 有 代 表 性 的 试 样 200 g 送 镜 检 ,所 用 仪 器 为 偏 反 光 显 微 镜 ,镜 检 结 果 如 下 :物 质 组 成 为 铁 屑 、铁 锈 和 磨 屑 ,主 要 为 铁 屑 。 铁 屑 为 粒 状 、片 状 ,部 分 沿 边 缘 或 表 面 氧 化 成 铁 锈 ,有 些 已 全 部 氧 化 ,铁 锈 中 大 都 有 铁 屑 的 残 余 。 两 者 粒 度 分 布 较 广 ,间 于 01002～ 011 mm ,片 状 宽 一 般 为 0102～ 0105 mm ,长 0105～ 0115 - 48. 68 43. 77 77. 36 100. 00 58. 67 - 73. 39 从 表 1 中 可 以 看 出 ,随 着 粒 度 的 细 化 ,其 金 属 含 量 呈 上 升 趋 势 。 试 样 中 - 0118 mm 粒 级 占 92145 % ,其 中 ① 收 稿 日 期 : 2001201208 第 一 作 者 女 工 学 硕 士 4 6 矿 冶 工 程 第 21 卷 mm。 磨 屑 主 要 为 圆 粒 状 ,绝 大 部 分 为 单 体 ,个 别 磨 屑 96199 %。 由 于 该 粒 级 的 原 料 品 位 已 达 73139 % ,换 算 成 金 属 纯 度 (合 量 ) 为 88167 % ,已 可 满 足 实 际 的 冶 炼 要 求 ,因 此 不 再 进 行 流 程 试 验 。 ③ - 01074 mm 粒 级 分 选 所 得 导 体 产 品 的 铁 品 位 偏 高 ,可 能 是 由 于 在 去 油 清 洗 的 过 程 中 ,脱 去 了 细 泥 和 比 重 较 轻 的 砂 轮 屑 ,使 铁 富 集 了 的 缘 故 。 中 嵌 布 有 铁 屑 或 铁 锈 。 2 电 选 试 验 影 响 电 选 作 业 的 主 要 因 素 有 :电 压 、圆 筒 转 速 、物 料 温 度 、分 矿 板 位 置 、给 料 速 度 等 ,其 中 前 两 者 的 影 响 [ 1～ 2] ,因 此 ,在 本 试 验 中 仅 就 电 压 与 圆 筒 转 是 最 显 著 的 速 两 因 素 进 行 了 研 究 。 . 1 条 件 试 验 条 件 试 验 流 程 如 图 1 ,试 验 结 果 如 表 3。 2. 2 流 程 试 验 条 件 试 验 结 果 可 知 : - 0118 + 01074 mm 粒 级 电 选 所 得 49118 %的 中 间 产 品 和 非 导 体 产 品 ,由 于 其 铁 含 量 较 高 ,有 进 一 步 回 收 的 可 能 ,因 此 ,有 必 要 对 其 进 行 再 选 。 试 验 流 程 如 图 2 ,试 验 结 果 见 表 4。 2 图 1电 选 条 件 试 验 流 程 表 3电 选 条 件 试 验 结 果 试 验 条 件 电 压 Π 转 速 Π γ Π % w (Fe)Π % βΠ % 试 验 编 号 产 品 名 称 - 1 ) kV (r分min 导 体 产 品 中 间 产 品 非 导 体 产 品 原 料 导 体 产 品 中 间 产 品 非 导 体 产 品 原 料 导 体 产 品 中 间 产 品 非 导 体 产 品 原 料 导 体 产 品 中 间 产 品 非 导 体 产 品 原 料 63. 19 23. 87 12. 94 100. 00 50. 82 26. 37 22. 81 100. 00 64. 11 30. 58 5. 31 72. 67 47. 05 11. 74 58. 67 78. 95 60. 76 11. 07 58. 67 80. 28 63. 88 44. 97 73. 39 76. 33 67. 61 55. 39 73. 39 78. 27 19. 14 2. 59 图 2 - 0118 + 01074 mm 粒 级 的 试 验 流 程 MX — 1 MX — 2 MX — 3 MX — 4 36 39 30 36 100 80 表 4 - 0118 + 01074 mm 磨 屑 电 选 流 程 试 验 结 果 试 验 条 件 100. 00 68. 39 27. 31 4. 30 γ Π % w (Fe)Π % βΠ 试 验 编 号 产 品 名 称 电 压 Π 转 速 Π kV (r分min % - 1 ) 导 体 产 品 Ⅰ 50. 82 中 间 产 品 Ⅰ 26. 37 78. 95 56. 10 4. 96 71. 59 26. 39 2. 02 MX — 5 39 39 39 80 80 80 100. 00 70. 13 26. 62 3. 25 非 导 体 产 品 Ⅰ 22. 81 原 料 100. 00 导 体 产 品 Ⅱ 16. 42 中 间 产 品 Ⅱ 2. 22 非 导 体 产 品 Ⅱ 7. 73 56. 05 79. 77 59. 59 4. 83 100. 00 23. 36 2. 36 150 80 MX — 6 MX — 7 100. 00 78. 22 13. 26 8. 52 100. 00 81. 35 12. 22 6. 43 0. 67 原 料 100. 00 56. 10 100. 00 导 体 产 品 Ⅲ 中 间 产 品 Ⅲ 1. 19 60. 60 1. 29 100. 00 100. 00 非 导 体 产 品 Ⅲ 21. 62 原 料 22. 81 1. 90 4. 96 0. 73 2. 02 MX — 1、MX — 2 试 验 所 用 试 样 为 - 0118 + 01074 mm 粒 级 磨 屑 ;MX — 3、 MX — 4 试 验 所 用 试 样 为 - 01074 mm 粒 级 磨 屑 。 MX — 5 试 验 为 原 料 粗 选 结 果 ; MX — 6 试 验 为 中 间 产 品 Ⅰ 再 选 结 果 ; MX — 7 试 验 为 非 导 体 产 品 Ⅰ 再 选 结 果 。 从 表 3 中 可 知 : ① 对 于 - 0118 + 01074 mm 粒 级 , 单 流 程 作 业 在 最 佳 条 件 下 的 导 体 产 品 产 率 为 从 流 程 试 验 的 结 果 看 ,通 过 一 粗 一 精 一 扫 的 流 程 试 验 ,最 终 可 得 产 率 为 70165 % ,铁 品 位 为 78122 % ,铁 收 率 为 98160 %的 导 体 产 品 (导 体 产 品 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ + 中 间 产 品 Ⅱ 、Ⅲ ) ,此 时 导 体 产 品 的 金 属 纯 度 (合 量 ) 高 达 5 0182 % ,铁 品 位 为 78195 % , 即 金 属 纯 度 (合 量 ) 达 5138 % ,其 铁 的 回 收 率 为 68139 %。 但 在 该 条 件 下 ,为 9 了 降 低 中 间 产 品 及 非 导 体 产 品 品 位 ,有 必 要 对 它 们 进 行 再 选 ,试 验 结 果 见“ 212 流 程 试 验 ”。 ② 对 于 - 01074 mm 粒 级 ,单 流 程 作 业 在 最 佳 条 件 下 的 导 体 产 品 产 率 为 64111 % ,铁 品 位 为 80128 % ,即 金 属 纯 度 (合 量 ) 为 9 4150 % ,而 非 导 体 产 品 (非 导 体 产 品 Ⅱ 、 Ⅲ ) 的 品 位 为 167 % ,其 对 应 的 金 属 纯 度 (合 量 ) 仅 为 3132 % ,完 全 可 2 以 满 足 回 炉 冶 炼 的 要 求 。 第 2 期 曹 志 群 等 : 高 合 金 钢 磨 屑 电 选 试 验 研 究 47 mm 粒 级 的 分 选 效 果 也 比 较 明 显 , 但 不 如 - 0118 + 1074 mm 粒 级 的 指 标 。 从 物 质 组 成 鉴 定 报 告 上 可 以 3 结 论 0 1 ) 高 压 电 选 机 对 于 磨 屑 样 有 非 常 明 显 的 分 选 效 看 出 , - 01074 mm 粒 级 中 铁 屑 大 都 不 同 程 度 地 氧 化 为 铁 锈 ,以 片 状 为 主 的 铁 屑 粒 度 微 细 ,主 要 分 布 于 01005 ～ 01015 mm 之 间 ,因 此 ,这 种 物 料 粒 度 及 其 氧 化 程 度 , 给 大 多 数 选 矿 方 法 都 会 带 来 困 难 。 果 ,分 选 后 可 以 获 得 金 属 纯 度 (合 量 ) 在 95 %左 右 的 有 用 产 品 。 2 ) 分 粒 级 入 选 较 全 粒 级 来 说 ,有 较 好 的 分 选 效 果 。 01074 mm 是 一 个 比 较 合 适 的 分 级 点 ,此 时 - 0118 01074 mm 粒 级 和 - 01074 mm 粒 级 的 产 率 各 约 占 0 %。 - 0118 + 01074 mm 粒 级 的 物 料 ,利 用 两 段 选 别 , 可 以 获 取 产 率 70165 % 、铁 品 位 78122 %、铁 收 率 8160 %的 导 体 产 品 ,其 金 属 纯 度 (合 量 ) 高 达 94150 % , 此 时 非 导 体 产 品 铁 品 位 为 2167 % ,其 对 应 的 金 属 纯 度 合 量 ) 为 3132 % ,完 全 可 以 满 足 冶 炼 的 要 求 ; - 01074 3) 对 于 存 在 油 性 物 质 污 染 的 磨 屑 ,必 须 进 行 分 散 和 表 面 清 洁 处 理 ,去 除 表 面 的 油 性 污 染 物 ,以 保 证 物 料 有 较 好 的 分 散 性 和 真 实 的 表 面 电 性 。 采 用 苛 性 钠 湿 法 清 洗 是 一 种 相 对 廉 价 和 可 靠 的 方 法 。 + 5 9 参 考 文 献 [ [ 1] 　 刘 树 贻 . 磁 电 选 矿 学 . 长 沙 : 中 南 工 业 大 学 出 版 社 ,1994 2] 　 许 时 . 矿 石 可 选 性 研 究 . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 ,1989 ( A Study on Electrical Separation of High2alloy2steel Scraps CAO Zhi2qun , GONG Wen2yong , ZHANG Hua ( Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy , Changsha 410012 , Hunan , China) Abstract : Based on making an in2depth analysis of the component of high2alloy2steel scraps , an investigation is carried out on its operation parameters of electric separation of high2alloy2steel scraps and a test is performed for its separating flowsheet , achieving variables and a favourable process flowsheet for obtaining optimum separating results. It is concluded that it is possi2 ble to achieve very effective pretreatment of high2alloy2steel scraps using the electric separation technology prior to smelting op2 eration. Key word: electrical separation ; high2alloy2steel ; scraps