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水力旋流器富集高炉灰中的微细粒 锌矿物的研究与实践
2019-05-20
高炉灰中含有炭、锌铁氧化物等多种有用成分,其中的锌氧化物主要赋存在 -20μm 粒级。为了了解水力旋流器富集高炉灰中锌矿物的效果,进行了实验室试验,并对生产现场的应用 情况进行了考察。结果表明,高炉灰水力旋流器分级分选试验的锌富集比可达 2~2.5;工业生产 实践中,高炉灰经水力旋流器处理,在入料锌品位波动非常大的情况下,锌的富集比仍稳定在 2~ 2.5,最终沉砂锌品位降至入料的约 1/3,高锌产品产率为 30% ~35%。因此,在高炉灰回收再利用 工艺中,水力旋流器对分级提锌具有高效性
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 水力旋流器富集高炉灰中的微细粒 锌矿物的研究与实践 王ꢀ 伟ꢀ 孙ꢀ 伟ꢀ 王ꢀ 建ꢀ 刘佃彪ꢀ 王丽娟 ( 威海市海王旋流器有限公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 高炉灰中含有炭、锌铁氧化物等多种有用成分,其中的锌氧化物主要赋存在-20 μm 粒级。 为了了解水力旋流器富集高炉灰中锌矿物的效果,进行了实验室试验,并对生产现场的应用 情况进行了考察。 结果表明,高炉灰水力旋流器分级分选试验的锌富集比可达 2 ~ 2. 5;工业生产 实践中,高炉灰经水力旋流器处理,在入料锌品位波动非常大的情况下,锌的富集比仍稳定在 2 ~ 2 . 5,最终沉砂锌品位降至入料的约 1 / 3,高锌产品产率为 30% ~ 35% 。 因此,在高炉灰回收再利用 工艺中,水力旋流器对分级提锌具有高效性。 关键词ꢀ 水力旋流器ꢀ 高炉灰ꢀ 提锌ꢀ 分级分选ꢀ 再利用 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674ꢁ6082. 2019. 04. 073 ꢀ ꢀ 高炉灰是钢铁企业排放的主要固体废弃物之 一,具有质轻、粒微的特点,主要含有炭和锌铁氧化 [ 1] 物 。 随着中国钢铁产量逐年增长,产出的高炉灰 也不断增加。 为了节约资源、保护环境,近年来各国 就高炉灰的回收再利用开展了大量的研究工作。 目 前,国内工业上主要利用重选或浮选方法回收其中 的有用成分,高铁产品回用于钢厂(但含锌不能太 高),锌品位在 6% 以上的高锌产品进入回转窑炼 锌。 鉴于高炉灰中的含锌矿物主要赋存于-20 μm 粒级,水力旋流器可将这部分细颗粒高效分离出来。 因此,水力旋流器在高炉灰的综合利用方面具有重 要的应用价值。 1 ꢀ 水力旋流器的工作原理 图 1ꢀ 常规旋流器结构示意 水力旋流器是利用离心力场高效分离两相流体 [ 4] 。 管排出 的设备,广泛用于分级、浓缩、脱水、脱泥、分选和洗 常规旋流器内部离心力场下固体颗粒能够达到 几十甚至上百倍重力加速度。 因此,在强大的离心 力场下能够达到重力沉降所不能比拟的高效浓缩作 用。 [ 2ꢁ3] 涤等作业 。 如图 1 所示,物料在压力作用下经给料口沿切 线或者渐开线方向( 取决于进料体采用的入料形 式)进入旋流器本体,在离心力场作用下,密度相对 较高的固体颗粒随外旋流向下运动,粒度较粗、浓度 较高的沉砂从沉砂口排出,细颗粒和大部分液体随 内旋流向上运动,粒度较细、浓度较低的溢流从溢流 2 2 ꢀ 水力旋流器高效提锌 . 1ꢀ 水力旋流器高效提锌工艺 将水力旋流器应用于高炉灰的综合利用工艺 中,处理高炉灰原料或经处理后的含锌高炉灰物料, 将物料中-20 μm 颗粒分离出来。 具体工艺流程如 图 2 所 示, 首 先 用 水 对 物 料 进 行 造 浆, 浓 度 为 15% ~ 20% 的料浆泵送至水力旋流器分级,溢流 ꢀ ꢀ 王ꢀ 伟(1991—),男,助理工程师,264200 山东省威海市环翠区 羊亭镇惠河路 95 号。 2 40 ꢀ ꢀ 王ꢀ 伟ꢀ 孙ꢀ 伟等:水力旋流器富集高炉灰中的微细粒锌矿物的研究与实践ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 即为高锌产品,沉砂进入后续加工工序。 图 2ꢀ 水力旋流器高效提锌工艺流程 图 3ꢀ 水力旋流器现场应用 2 . 2ꢀ 水力旋流器高效提锌室内试验 为验证水力旋流器对高炉灰分级提锌的效果, 首先进行了室内小型试验,试验原料为河北某钢厂 产出的经过处理的高炉灰,4 个样品分别为高炉灰 原矿、瓦斯矿、浮选尾矿 1 和浮选尾矿 2。 将各样分 别配制 成 浓 度 为 17. 5% 左 右 的 料 浆, 利 用 海 王 FX75 型旋流器进行分级分选试验,旋流器的运行压 力固定为 0. 25 MPa,试验结果如表 1 所示。 表 1ꢀ 水力旋流器试验结果 图 4ꢀ 现场应用工艺设备联系示意 表 2ꢀ 水力旋流器现场应用结果 入料锌 一次分级锌品位/ % 二次分级锌品位 / % 溢流综合 批 次 品位/ % 锌品位/ % 沉砂 溢流 9. 04 6. 61 14. 40 溢流 5. 85 4. 72 8. 98 沉砂 1. 21 0. 98 1. 72 1 2 3 3. 64 2. 86 5. 92 2. 46 1. 95 3. 66 7. 99 6. 27 物料 产品 入料 溢流 底流 入料 溢流 底流 入料 溢流 底流 入料 溢流 底流 -20 μm 产率/ % 33. 22 锌品位/ % 2. 76 6. 72 1. 38 1. 84 4. 43 1. 23 2. 07 5. 01 1. 62 4. 60 9. 44 2. 24 12. 65 高炉灰原矿 90. 74 ꢀ ꢀ 通过表 2 可以看出,工业生产中,尽管入料锌品 9. 01 位波动较大,但锌富集比均达 2 ~ 2. 5,且最终沉砂 锌品位降至入料的约 1 / 3。 进一步的分析表明,对 应的高锌产品产率为 30% ~ 35% 。 表明水力旋流 器对高炉灰中含锌成分有明显的分离、富集效果。 18. 58 瓦斯矿 91. 51 7. 94 23. 82 浮选尾矿 1 浮选尾矿 2 90. 10 4 ꢀ 结ꢀ 论 1)高炉灰中锌氧化物主要赋存在-20 μm 粒 14. 26 ( ( 54. 49 级。 92. 93 2)试验研究表明,高炉灰经水力旋流器处理, 30. 09 锌的富集比可达 2 ~ 2. 5。 3)工业生产表明,高炉灰经水力旋流器处理, ꢀ ꢀ 从表 1 可以看出,使用 FX75 旋流器进行分级 ( 分选,旋流器溢流-20 μm 产率提高至 90% 以上。 进一步的分析表明,锌富集比达 2. 05 ~ 2. 43,一次 旋流器分级即达到理想的分离效果;对应的旋流器 溢流产率均在 30% 左右。 在入料锌品位波动非常大的情况下,锌的富集比仍 稳定在 2 ~ 2. 5,最终沉砂锌品位降至入料的约 1 / 3, 高锌产品产率为 30% ~ 35% 。 因此,在高炉灰回收 再利用工艺中,水力旋流器对分级提锌具有高效性。 若要进一步提高溢流锌品位、降低底流锌品位, 可分别对溢流和底流进行再分级。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 3 ꢀ 现场应用 图 3 为河北某钢厂高炉灰水力旋流器分选再利 [ 1]ꢀ 徐ꢀ 辉,苑兴庭,王晓鸣,等. 高炉喷吹除尘灰的研究[ J]. 钢 铁,2008(9):88ꢁ91. 用的现场。 现场采用 2 级旋流器处理工艺(图 4), 料浆经一级泵送至一级水力旋流器,底流经料箱、二 级泵送至二级水力旋流器,二级水力旋流器底流进 入后续工艺,一、二级水力旋流器的溢流混合为高锌 产品。 设备型号为 FX100 型水力旋流器,料浆浓度 为 17. 5% 左右,水力旋流器运行压力均为 0. 22 MPa 左右,试验结果如表 2 所示。 [2]ꢀ 张万忠,刘大华. 结构参数对水力旋流器分离性能的影响[J]. 矿山机械,2011(6):98ꢁ102. [ 3]ꢀ 陈子凯,董天龙. 海王 FX 旋流器用于选矿厂的生产实践研究 J]. 云南冶金,2016(6):29ꢁ32. 4]ꢀ 庞学诗. 水力旋流器技术与应用[M]. 北京:中国石化出版社, 011. [ [ 2 ( 收稿日期 2019ꢁ02ꢁ02ꢀ 责任编辑ꢀ 罗主平) 2 41
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