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絮凝—强磁选回收易泥化褐铁矿的试验研究
2012-04-28
采用絮凝—强磁选回收易泥化褐铁矿,在铁精矿品位保持不变的前提下,可大幅度提高金属回收率。研究结果表明,与直接强磁选相比,絮凝—强磁选工艺可将某矿含大量易泥化褐铁矿铁矿石的金属回收率提高10~ 15 个百分点。根据试验,指出提高絮凝—强磁作业分选效率的关键在于正确把握分散、絮凝过程。
Series No. 324  金 属 矿 山 总 第 324 期   2003年 第 6 期 June 2003 METAL MINE 絮 凝 — 强 磁 选 回 收 易 泥 化 褐 铁 矿 的 试 验 研 究 陈雯 长 沙 矿 冶 研 究 院 ) ( 摘 要 采 用 絮 凝 — 强 磁 选 回 收 易 泥 化 褐 铁 矿 ,在 铁 精 矿 品 位 保 持 不 变 的 前 提 下 ,可 大 幅 度 提 高 金 属 回 收 率 。 研 究 结 果 表 明 ,与 直 接 强 磁 选 相 比 ,絮 凝 — 强 磁 选 工 艺 可 将 某 矿 含 大 量 易 泥 化 褐 铁 矿 铁 矿 石 的 金 属 回 收 率 提 高 10 ~ 15 个 百 分 点 。 根 据 试 验 ,指 出 提 高 絮 凝 — 强 磁 作 业 分 选 效 率 的 关 键 在 于 正 确 把 握 分 散 、絮 凝 过 程 。 关 键 词 褐 铁 矿 泥 化 絮 凝 强 磁 选 回 收 率 Experimental Research of Recovering Easy2to2slime Limonite by Flocculation - High Intensity Magnetic Separation Technology Chen Wen Changsha Institute of Mining and Metallurgical Research) ( Abstract   Using flocculation - high intensity magnetic separation technology to recover easy2to2slime limonite can greatly raise the metal recovery ,with the grade of iron concentrate unchanged. The research results show an in crease of 10 15 percent points of metal recovery in recovering an iron ore containing a large amount of easy2to2slime limonite by this ~ technology ,compared to direct high intensity magnetic separation. Based on the test ,it is pointed out that the key to raise the separation efficiency of this technology lies in correct control of the dispersion and flocculation process. Keywords   Limonite ,Sliming ,Flocculation ,High intensity magnetic separation ,Recovery WWW.KY114.CN 1 矿 石 性 质 表 2 铁 物 相 分 析 % 试 验 所 用 矿 样 取 自 某 铁 矿 ,其 化 学 多 元 素 分 析 铁 相 磁 性 铁 赤 褐 铁 碳 酸 铁 硫 化 铁 硅 酸 铁 合 计 烧 前 TFe 2. 29 58. 64 0. 28 0. 038 0. 93 62. 18 3. 68 94. 31 0. 45 0. 06 1. 50 100. 00 3. 68 97. 99 98. 44 98. 50 100. 00 结 果 和 铁 物 相 分 析 结 果 分 别 见 表 1 和 表 2。 可 见 该 矿 石 为 低 硫 、低 磷 的 富 铁 矿 石 ,铁 绝 大 部 分 (94 %以 上 ) 分 布 在 赤 、褐 铁 矿 中 。 A 分 布 率 样 累 计 分 布 率 烧 前 TFe 分 布 率 0. 21 57. 53 0. 27 0. 021 1. 19 59. 22 0. 35 97. 15 0. 46 0. 03 2. 01 100. 00 0. 35 97. 50 97. 96 97. 99 100. 00 B 表 1 原 矿 多 元 素 分 析 % 样 累 计 分 布 率 烧 前 TFe 分 布 率 试 样 A 样 B 样 C 样 试 样 A 样 B 样 C 样 试 样 A 样 B 样 C 样 TFe FeO 0. 58 0. 44 0. 27 P Fe2O3 88. 47 84. 11 89. 70 S SiO2 3. 54 5. 24 3. 06 As Al2O3 1. 83 2. 54 1. 42 K2O CaO 0. 29 0. 27 0. 32 Na2O 0. 023 0. 008 0. 011 Ig 0. 32 61. 54 0. 21 0. 026 0. 92 63. 02 0. 51 97. 66 0. 33 0. 04 1. 46 100. 00 0. 51 98. 35 98. 50 98. 54 100. 00 C 62. 18 59. 22 63. 02 MgO 样 累 计 分 布 率 由 矿 物 组 成 (见 表 3) 可 知 ,矿 石 中 铁 矿 物 含 量 高 达 90 %以 上 ,但 其 中 针 、褐 铁 矿 占 了 近 一 半 甚 至 一 大 半 ,使 矿 石 极 易 泥 化 。 而 工 艺 矿 物 学 研 究 则 表 明 ,仅 占 矿 物 总 量 不 到 10 %的 高 岭 石 、石 英 等 脉 石 矿 物 以 微 细 粒 (2~ 10μ m) 分 散 存 在 于 赤 铁 矿 、针 褐 铁 矿 的 细 小 孔 隙 及 粒 间 ,几 乎 没 有 单 独 存 在 的 。 因 此 ,难 以 将 这 种 矿 石 的 精 矿 品 位 提 得 很 高 ,只 能 在 保 证 铁 精 矿 品 位 达 到 直 接 还 原 要 求 的 条 件 下 ,尽 可 能 0. 056 0. 210 0. 074 MnO 0. 057 0. 052 0. 053 0. 042 0. 002 8 0. 027 0. 024 < 0. 001 0. 021 0. 030 < 0. 001 0. 010 + TiO2 C H2O 0. 610 0. 095 0. 160 0. 060 0. 120 0. 055 0. 06 0. 10 0. 05 4. 65 6. 24 4. 84 4. 89 6. 72 4. 88 陈 雯 ,长 沙 矿 冶 研 究 院 ,高 级 工 程 师 ,410012 湖 南 省 长 沙 市 麓 山 南 路 1 号 。 幅 32 幅   陈 雯 :絮 凝 — 强 磁 选 回 收 易 泥 化 褐 铁 矿 的 试 验 研 究 2003 年 第 6 期 提 高 铁 回 收 率 。 本 次 试 验 所 采 用 的 絮 凝 — 强 磁 选 正 度 。 试 验 表 明 ,加 入 絮 凝 剂 后 ,以 慢 速 搅 拌 、药 剂 作 用 时 间 10~ 15 s 为 最 佳 。 是 本 着 这 一 原 则 在 探 索 试 验 的 基 础 上 提 出 的 。 表 3 矿 石 矿 物 组 成 及 含 量 % (3) 强 磁 选 条 件 。 对 强 磁 选 的 场 强 、给 矿 方 式 、 齿 板 结 构 、齿 板 间 隙 、中 矿 冲 洗 水 量 等 分 选 条 件 进 行 了 试 验 ,其 中 中 矿 冲 洗 水 量 对 试 验 结 果 影 响 最 大 ,应 严 格 控 制 。 赤 铁 矿 含 假 象 赤 铁 矿 ) 褐 铁 矿 针 、 高 岭 石 、 石 英 等 矿 样 磁 铁 矿 ( A 样 B 样 C 样 31. 0 32. 1 50. 6 66. 2 57. 6 43. 0 1. 0 0. 6 0. 9 1. 8 9. 7 5. 5 2. 4 絮 凝 — 强 磁 选 试 验 结 果 在 详 细 条 件 试 验 的 基 础 上 ,采 用 最 佳 试 验 条 件 , 进 行 了 絮 凝 — 强 磁 选 试 验 ,同 时 还 平 行 进 行 了 直 接 2 试 验 2 . 1 试 验 方 案 由 原 矿 性 质 可 知 ,脉 石 矿 物 尽 管 只 占 矿 物 总 量 强 磁 选 试 验 以 便 对 比 。 试 验 结 果 见 表 4。 表 4 直 接 磁 选 与 絮 凝 磁 选 试 验 结 果 对 比 % 的 不 到 10 % ,但 多 以 微 细 粒 (2~ 10μ m) 分 散 镶 嵌 于 赤 铁 矿 和 针 、褐 铁 矿 的 细 小 孔 隙 及 粒 间 ,很 少 以 单 体 存 在 ,而 是 形 成 铁 矿 物 与 脉 石 矿 物 的 混 合 体 ,且 其 中 脉 石 矿 物 相 对 较 少 ,如 果 采 用 反 浮 选 的 方 法 来 降 杂 , 脉 石 矿 物 捕 收 剂 真 正 能 接 触 到 的 脉 石 矿 物 就 更 少 , 将 导 致 浮 选 尾 矿 品 位 不 低 、精 矿 品 位 不 高 ;同 时 矿 石 中 大 量 的 针 铁 矿 、褐 铁 矿 极 易 泥 化 ,更 将 恶 化 浮 选 过 程 。 探 索 试 验 结 果 也 证 明 了 这 种 矿 石 不 宜 采 用 浮 选 工 艺 流 程 。 试 样 试 验 条 件 精 矿 产 率 精 矿 品 位 铁 回 收 率 絮 凝 磁 选 直 接 磁 选 絮 凝 磁 选 直 接 磁 选 絮 凝 磁 选 直 接 磁 选 64. 69 52. 26 64. 02 49. 21 67. 93 56. 62 67. 98 67. 56 66. 70 66. 77 67. 46 67. 50 69. 18 56. 35 69. 26 53. 53 70. 70 59. 73 A 样 B 样 C 样   表 4 结 果 说 明 :在 铁 精 矿 品 位 相 近 的 情 况 下 ,絮 凝 磁 选 比 直 接 磁 选 的 铁 回 收 率 提 高 10. 97~ 15. 73 个 百 分 点 ,效 果 非 常 显 著 。 这 主 要 是 因 为 原 本 在 强 磁 选 作 业 中 流 失 的 细 粒 铁 精 矿 因 絮 凝 作 用 而 结 团 , 有 效 粒 度 增 大 ,受 到 更 大 的 磁 力 而 得 到 回 收 的 缘 故 。 另 一 方 面 ,工 艺 矿 物 学 研 究 结 果 表 明 ,微 细 粒 脉 石 分 布 得 越 多 、铁 品 位 越 低 的 铁 矿 物 ,其 比 磁 化 系 数 越 小 ,反 之 ,微 细 粒 杂 质 越 少 、铁 品 位 越 高 的 铁 矿 物 , WWW.KY114.CN 3 讨 论 其 比 磁 化 系 数 也 越 大 。 因 此 ,采 用 强 磁 选 方 法 回 收 较 高 质 量 的 铁 精 矿 是 合 理 的 。 在 探 索 试 验 中 ,发 现 有 相 当 一 部 分 来 源 于 褐 铁 矿 的 细 粒 铁 精 矿 (主 要 是 ( 1) 回 收 率 得 以 大 幅 度 提 高 的 原 因 。 抓 住 矿 石 特 点 ,在 强 磁 选 作 业 前 预 先 采 用 絮 凝 工 艺 ,是 试 验 取 得 成 功 的 主 要 原 因 。 不 能 有 效 回 收 - 30μ m 的 细 粒 铁 矿 物 ,是 强 磁 选 工 艺 的 最 大 弱 点 ,而 试 验 矿 样 又 均 因 含 有 大 量 针 、褐 铁 矿 而 极 易 泥 化 。 试 验 正 是 根 据 矿 石 的 特 点 ,采 用 分 散 — 絮 凝 的 方 法 ,将 泥 化 的 铁 矿 物 絮 凝 成 团 ,增 大 其 分 选 粒 度 ,弥 补 了 强 磁 选 的 弱 点 ,使 最 易 在 强 磁 选 作 业 中 流 失 的 微 细 粒 铁 矿 物 得 到 较 充 分 的 回 收 ,从 而 大 幅 度 提 高 了 铁 回 收 率 。 从 试 验 结 果 来 看 ,矿 样 中 针 、褐 铁 矿 含 量 相 对 多 时 ,回 收 率 提 高 的 幅 度 也 相 对 较 大 ,这 也 证 明 了 絮 凝 手 段 对 这 类 矿 石 的 有 效 性 。 - 30μ m 微 细 粒 ) 在 磁 选 中 流 失 了 ,因 此 ,考 虑 将 矿 浆 充 分 分 散 后 ,加 入 铁 矿 物 的 絮 凝 剂 ,使 细 粒 铁 矿 物 的 粒 度 增 大 ,再 进 行 强 磁 选 ,使 细 粒 铁 矿 物 得 到 较 充 分 的 回 收 ,从 而 提 高 铁 回 收 率 。 综 上 所 述 ,确 定 试 验 按 絮 凝 — 强 磁 选 方 案 进 行 。 2 . 2 试 验 设 备 及 药 剂 1) 试 验 设 备 。 XMB 型 <200 mm 总 240 mm 棒 磨 机 ,Shp 仿 琼 斯 强 磁 选 机 ,增 力 搅 拌 器 等 。 2) 试 验 药 剂 。 NaOH ,Na2 SiO3 , SD、SR 系 列 絮 凝 剂 (自 制 ) 。 . 3 条 件 试 验 1) 分 散 剂 添 加 方 式 。 由 于 褐 铁 矿 在 试 样 中 所 ( ( ( 2) 分 散 — 絮 凝 效 果 的 把 握 。 试 验 中 发 现 ,分 2 ( 散 剂 和 絮 凝 剂 的 用 量 对 絮 凝 效 果 的 好 坏 有 一 定 影 响 ,但 药 剂 的 作 用 方 式 和 时 间 对 选 别 指 标 的 影 响 才 是 最 主 要 的 。 分 散 剂 必 须 加 入 磨 机 或 强 烈 搅 拌 5~ 10 min ;而 絮 凝 剂 只 需 慢 速 搅 拌 10~ 15 s。 搅 拌 强 度 、时 间 对 絮 凝 效 果 有 很 大 影 响 ,因 此 在 实 际 操 作 中 要 严 格 把 握 。 占 比 例 很 大 ,在 磨 矿 中 将 产 生 大 量 矿 泥 ,因 此 进 行 絮 凝 前 必 须 将 矿 泥 充 分 分 散 。 条 件 试 验 结 果 表 明 ,分 散 剂 以 加 入 磨 机 为 最 好 ,也 可 以 加 入 磨 好 的 矿 浆 中 强 烈 搅 拌 5~ 10 min。 ( 2) 絮 凝 剂 搅 拌 强 度 和 作 用 时 间 。 在 充 分 分 散 的 矿 浆 中 加 入 絮 凝 剂 使 细 粒 铁 矿 物 絮 凝 而 增 大 粒 (3) 磁 选 工 艺 条 件 的 影 响 。 磁 选 工 艺 条 件 (如 幅 33 幅 总 第 324 期 金 属 矿 山 2003 年 第 6 期 给 矿 浓 度 、场 强 、冲 洗 水 等 ) 对 絮 凝 强 磁 选 作 业 有 一 定 影 响 ,冲 洗 水 量 的 影 响 尤 其 突 出 。 这 主 要 是 因 为 冲 洗 水 的 大 小 对 靠 絮 凝 作 用 团 聚 在 一 起 的 铁 矿 物 的 絮 凝 粒 度 有 较 大 影 响 ,而 这 些 团 聚 在 一 起 的 铁 矿 物 所 受 的 磁 力 ,在 矿 粒 的 磁 化 率 、磁 选 机 的 场 强 、梯 度 一 定 的 条 件 下 ,主 要 取 决 于 体 积 的 大 小 即 粒 度 的 大 小 。 机 的 这 一 不 足 ,扩 大 其 应 用 范 围 。 (2) 絮 凝 — 强 磁 选 工 艺 对 易 泥 化 、 - 30 μ m 铁 矿 物 含 量 较 多 的 矿 样 有 很 明 显 的 效 果 。 对 针 、褐 铁 矿 含 量 较 大 的 铁 矿 石 ,与 直 接 磁 选 相 比 ,絮 凝 — 强 磁 工 艺 可 较 充 分 地 回 收 在 磨 矿 过 程 中 泥 化 的 细 粒 铁 矿 物 ,使 铁 回 收 率 得 以 大 幅 度 提 高 。 (3) 分 散 剂 、絮 凝 剂 的 作 用 方 式 是 决 定 絮 凝 效 果 的 重 要 因 素 。 4 结 语 (1) 不 能 有 效 回 收 - 30μ m 铁 矿 物 是 强 磁 选 机 (4) 冲 洗 水 对 絮 凝 — 强 磁 选 别 指 标 有 很 大 的 影 响 ,应 严 格 掌 握 。 的 最 大 弱 点 。 采 用 分 散 — 絮 凝 工 艺 使 微 细 粒 级 铁 矿 物 团 聚 ,形 成 絮 凝 粒 度 后 再 磁 选 ,可 有 效 弥 补 强 磁 选 (收 稿 日 期 2003203228) ( 上 接 第 20 页 ) 变 化 不 大 。 关 的 配 位 离 子 和 配 位 体 产 生 影 响 。 辐 射 能 量 的 介 入 会 对 晶 格 有 一 定 程 度 的 调 整 ,这 种 调 整 增 强 了 各 离 子 间 的 结 合 强 度 ,使 矿 物 的 硬 度 变 大 。 辐 照 处 理 后 , (3) 电 子 束 辐 照 在 矿 物 颗 粒 中 形 成 的 辐 射 缺 陷 和 损 伤 以 及 电 击 穿 现 象 是 提 高 矿 物 可 磨 性 的 主 要 原 因 ;小 剂 量 辐 照 引 起 的 矿 物 晶 格 调 整 有 可 能 使 矿 物 的 硬 度 提 高 ,表 现 为 辐 照 后 某 些 矿 物 粗 粒 级 产 率 有 小 幅 增 高 现 象 。 [ 1、2 ] 矿 物 的 脆 性 也 变 大 。 另 一 方 面 ,电 子 束 辐 照 在 矿 物 颗 粒 体 中 产 生 高 于 矿 物 耐 电 性 的 区 域 电 压 ,导 致 矿 物 材 料 的 电 击 穿 ,电 击 穿 的 产 生 在 材 料 内 部 产 参 考 文 献 [ 3~ 7 ] 生 树 枝 状 的 沟 道 和 显 微 裂 隙 学 强 度 降 低 。 对 均 质 石 英 样 品 的 研 究 表 明 电 子 束 辐 照 可 使 石 英 的 弯 曲 强 度 降 低 到 5. 93 总 ,使 矿 物 材 料 的 力 [ 8~ 10 ] , 1 吴 瑞 华 ,等 1 辐 照 处 理 对 碧 玺 物 理 性 质 的 影 响 1 岩 石 矿 物 学 , 998 ,17 (4) :371~ 377 吕 新 ,等 1 天 然 宝 石 —— 汉 :中 国 地 质 大 学 出 版 社 ,1995 1 WWW.KY 2 3 4 5 6 1 1 彪 4 . C — 人 工 改 善 N 及 检 测 的 原 理 与 方 法 1 武 7 1 1 0 Pa ,大 大 低 于 未 辐 照 前 的 ( 1. 38 ~ 1. 48) 总 9 0 Pa。 本 试 验 中 不 同 矿 物 磨 矿 细 度 对 辐 照 的 响 应 王 怀 法 ,卢 寿 慈 ,等 1 电 子 束 辐 照 在 矿 物 加 工 中 应 用 的 研 究 现 状 不 同 ,间 接 证 明 了 电 子 束 辐 照 对 不 同 矿 物 力 学 强 度 的 影 响 是 有 较 大 差 别 的 。 从 试 验 结 果 展 示 的 规 律 中 也 不 难 看 出 ,对 于 导 电 性 差 的 矿 物 (石 英 等 ) ,辐 照 前 后 磨 矿 细 度 的 变 化 较 大 ,而 对 于 导 电 性 较 好 的 矿 物 与 进 展 1 中 国 矿 业 ,2000 ,9 (4) :53~ 57 王 怀 法 ,崔 淑 风 ,唐 卫 东 ,张 绍 先 1 无 机 颗 粒 材 料 的 辐 射 改 性 1 中 国 粉 体 技 术 ,2000 ,6 :235~ 238 阿 布 拉 勉 E A 著 ,赵 渭 江 ,等 译 1 工 业 电 子 加 速 器 及 其 在 辐 射 加 工 中 的 应 用 1 北 京 :原 子 能 出 版 社 ,1996 ( 磁 铁 矿 精 矿 ) ,辐 照 前 后 磨 矿 细 度 变 化 不 显 著 ,这 可 昌 图 里 亚 B A1 选 矿 工 业 应 用 加 速 电 子 能 的 科 学 基 础 及 其 发 展 前 景 1 国 外 金 属 矿 山 ,1996(5) :33~ 38 能 是 电 子 束 辐 照 在 导 电 性 较 差 的 矿 物 中 产 生 电 击 穿 的 结 果 。 7   Kovalyov A T. Generation of Electic Fields in Inhomogeneous Min2 erals by Electron Beam Irradiation. Journal of Mining Science , 3 结 论 1) 电 子 束 辐 照 对 矿 物 磨 细 度 的 影 响 因 矿 物 种 类 不 同 有 很 大 的 差 异 。 对 纯 矿 物 而 言 ,辐 照 在 一 定 1 997 ,33 (3) :269~ 274 ( 8 Bochkarev G R ,et al1Prospects of Electron Accelerators Used for Realizing Effective Low2cost Technologies of Mineral Processing , Proceedings of the Ⅹ Ⅹ IMPC , 1997 :231~ 243 条 件 下 可 以 提 高 矿 物 的 磨 细 度 。 对 于 所 研 究 矿 物 , 在 试 验 范 围 内 ,磁 铁 矿 精 矿 的 最 佳 条 件 为 束 流 100. 0 μ A ,剂 量 4. 0 k Gy ; 石 英 的 最 佳 条 件 为 束 流 100. 0 μ A、剂 量 4. 4 k Gy ,或 束 流 3 mA、剂 量 700 k Gy ;对 方 解 石 的 影 响 不 是 十 分 显 著 。 9   Bochkarev G R , Rostovtsev V I , Veigel’t Yu P ,Mazurov Yu T. Certain Theoretical Aspects of Intensification of Ore Dressing Pro2 cesses. Journal of Mining Science , 1994 ,30 (2) :205~ 210 1 0   Bochkarev G R , Veigel’t Yu P , Mikhailov A M ,et al1 Factors Responsible for Reduction of Mineral Strength as a Result of Elec2 tron Irradiation1Journal of Mining Science ,1996 , 32(3) :219~ 223 ( 2) 多 组 分 的 大 冶 铁 矿 石 在 辐 照 处 理 后 ,主 要 表 现 为 磨 矿 产 品 中 的 粗 粒 级 产 率 减 小 ,细 粒 级 部 分 ( 收 稿 日 期 2003201224) 幅 34 幅
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