磁选在稀土矿提钪中应用试验研究.pdf

1 0 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第6 期 磁选在稀土矿提钪中应用试验研究 张桂芳1 吕增建z 1 ．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 ；2 ．焦作大学基础科学系，河南焦作4 5 0 0 0 3 摘要对稀土矿进行7 主要矿物含钪量及物性参数测定．嚣土矿中金属矿物在磁性上有明显的差异，根据稀 土矿性质，利用弱磁选工艺将磁铁矿、钛磁铁矿分选成优质铁精矿．利用高梯度磁选分j 圭} } 含钪高的钍铁矿、榍石矿 物。采用磁选方法粗选钪精矿工艺条件为弱磁场磁选时磁场强度为6 4 9 6 k A ／m 、给矿浓度为2 5 ％，上升漂洗水量的 大小为2 5 0 0 m l ／m i n ；高梯度磁选时聚磁介质为1 号与3 号钢板网配合、激磁电流为4 0 0 一4 5 0 A 、漂洗水量太小为5 0 0 0 6 0 0 0 r a l ／r a i n 。 关键词古钪稀土矿；提钒；磁进 中图分类号T D 9 2 4 ．1文献标识码文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 0 7 0 6 - 0 0 1 0 - 0 4 磁选是一种简单而有效的物料处理方法。自 1 9 世纪末开始，人们已经证明了用多种磁选机从弱 磁性物料中分离强磁性物料的可能催w 】。磁分离技 术在选矿领域占有重要的一席之地，成为物料分离 的主要方法之一。要将磁性不同的混合物分离，必须 选择合适的条件，才能充分利用其磁性差异，达到有 选择分离的目的。 1 研究方法 1 ．1 试样性质 试样是云南盈江含钪稀土矿．对该试样进行了单 矿物分选，并用分选的单矿物进行含钪量的测定，测 定结果见表1 ，主要矿物的物性参数测定结果见表2 。 从表1 可以看出，该矿是～含钽铌的稀土矿 床，其中潜在经济价值最高的是钪，原矿含钪 1 7 ．O g ／t ，因此应考虑重点回收钪，综合回收钽、铌及 其它稀土矿物。 从表2 可以看出，试样中金属矿物与脉石矿物 在密度方面有较大差异，可望采用重选的方法抛弃 绝大多数脉石矿物；金属矿物在磁性上有明显的差 异，可以采用磁选的方法回收。 表2主要矿物的物性参数测定结果 T a b2R e s u l t so fp r o p e r t yp a m m e t e r so fm a i nm i n e r a l 汰密度硬度1比0。磁／化cm系3-数g-。；导电性整流性 ，。} 量矿 55 475 81导体会整流 ．0 ．5 0 ．2 5 m m 4 ．75 5 4 2 6 75 82 ．5 14 3 ．8 导体全整流 r 苎2 琶1 8 77 3 0 0 平均o 1 导件全整流 仙5 十0 ．2 5 m s 5 ．1 558 7 7 3 0 0 平均 2 ．8 04 4 1 导件全整流 磁铁矿 n 5 02 5 m m 5 ．0 15 ．7 5 8 7 0 0 平均 2 ．7 84 8 1 导体全整流 石英2 ．76 ．7 00 ．2 11 ．7 145 1 非导体负整流 长石 26 16 ．0 4- 0 ．2 42 ．0 162 3 非导体全整流 黑云母2 ．8 53 ．0 4 45 2 ．0 57 ．3 非导体i E 整流 榍石 33 25 1 44 9 ．1 745 254 0 非导体负整流 透闪石3 ．1 75 ．7 8 1 0 ．7 37 56 ．0 1 非导体负整流 白云石27 823 02 5 07 ．174 非导体正整流 表1 试样中主要矿物含钪量的测定结果／ g t 。1 T a b1R e s u l t so fS cc o n t e n to fm a i nm i n e r a l ／ g ‘t - 1 1 ．2 磁电选矿试验方案 根据盈江稀土矿的性质，采用不同的选矿工艺 流程，对不同条件下的主要影响因素进行了分析和 研究，通过试验得到适宜的工艺条件，得出品位 1 4 8 9 ／t 的钪精矿。在本论文中重点讨论选矿提钪过 程中磁选工艺。在提钪试验中，利用弱磁选工艺将磁 基金项目云南省学科带头人后备人才基金 2 0 0 6 P Y 0 1 - 0 5 箨薯品羿i 2 张0 0 桂7 芳- 0 5 - 1 9 2 6 5 6 一 ，女．河南焦作人，博士，教授。 铁矿、钛磁铁矿，分选成优质铁精矿，利用高梯度磁 选分选出含钪高的钛铁矿、榍石矿物；利用榍石与钛 铁矿电性的差异，可以把榍石与钛铁矿分离，得到含 钪高的优质钪精矿。 根据工艺矿物学研究，该矿的主要含钪矿物是 钛铁矿、榍石，它们都属弱磁性矿物，可以采用强磁 万方数据 2 0 0 7 年第6 期张桂芳等磁选在稀土矿提钪中应用试验研究1 1 场磁选机把它们从摇床精矿中分选出来，以达到进 一步富集的作用．为此进行了弱磁场磁选和高梯度 磁选试验，影响磁选的因素很多，本试验在弱磁场磁 选中主要进行了磁场强度、给矿量、给矿浓度、吹散 漂洗水量等影响因素的试验．在高梯度磁选试验中 主要进行了激磁电流 场强 、聚磁介质、冲洗水量等 几个因素的试验研究。 2 研究结果与讨论 2 ．1 弱磁场磁选条件研究 弱磁场磁选是用来分选强磁性矿物的工艺，矿 样中含有一定数量的磁铁矿、钛磁铁矿，采用弱磁场 磁选，选出磁铁矿、钛磁铁矿作铁精矿，同时也除去 强磁性矿物，为高梯度磁选创造条件，影响弱磁场磁 选的因素有磁场强度、给矿浓度、上升漂洗水量的大 小等，为寻找弱磁场磁选的最佳条件进行了系统试 验，试验结果见表3 、表4 及表5 。 磁场强度试验表明，随着磁场强度的增大，铁精 矿产率增大，铁品位随之降低，而铁精矿中含T a O ，、 N b 2 0 ，也随之增大，但是钽铌的损失率很低，不足以 影响钽铌矿的回收；当磁场强度由6 4 k A ／m 增大到 9 6 k M m 时，铁精矿品位由6 5 ．1 2 ％下降到6 2 ．5 4 ％，而 回收率由3 0 ．4 6 ％增大到4 5 ．6 3 ％，钽、铌的损失率由 O ．7 4 ％与0 ．2 9 ％增大到2 ．2 8 ％和0 ．5 2 ％；但是当磁场 强度再增加到1 1 2 k A ／m 时，铁精矿品位则急剧下降 到5 6 ．9 2 ％，而钽铌损失率也增大到5 ．7 4 ％和1 ．9 9 ％． 这时的铁精矿则成为不合格的产品．由此可以认为 磁场强度在6 4 ～9 6 k M m 是合适的．可以视不同品位 表3磁场强度试验结果 T a b3R e s u l t so fm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t h 万方数据 1 2 有色奎属 选矿部分2 0 0 7 年第6 期 铁精矿价格来决定磁场强度。 给矿浓度试验结果表明，随着给矿浓度提高，精 矿产率增加，精矿品位下降不多，所以回收率增大。 当浓度由2 0 ％提高到2 5 ％时。精矿产率由5 ．1 5 ％增 大到6 ．1 6 ％，精矿回收率由3 3 ．5 0 ％增大到3 5 ．8 5 ％， 如再增大给矿浓度，精矿产率、回收率变化不大，而 精矿品位急剧下降；试验说明合适的给矿浓度是 2 5 ％。 吹散漂洗水量试验表明，吹散漂洗水是从磁选 机低箱给的上升水流，它可以把底部矿粒吹上来，有 利于磁选机磁极捕收，以提高回收率，但是在第三、 第四磁极间加漂洗水又有利于把夹杂在磁性矿粒中 的脉石矿物清洗出来，以提高精矿品位。试验结果表 明，随着吹散漂洗水量的增大，精矿产率减小，精矿 品位提高，当吹散漂洗水量由2 0 0 0 m l ／m i n 提高到 2 5 0 0 m l ／m i n 时，精矿产率由6 ．1 5 ％下降到6 ．1 4 ％， 而精矿品位则由6 3 ．7 8 ％增大到6 4 ．8 1 ％，增加 1 ．0 3 ％，精矿回收率由3 5 ．6 6 ％增加到3 6 ．1 8 ％．增加 0 ．5 2 ％。如再增大吹散漂洗水量为3 0 0 0 m l ／m i n 时，精 矿产率则由6 ．1 4 ％下降到5 ．1 3 ％，下降了1 ．0 1 ％；精 矿品位并没有明显提高，精矿回收率则下降5 ．9 9 ％， 说明吹散漂洗水最不宜太小．也不宜过大，合适的吹 散漂洗水量为2 5 0 0 m l ／m i n 。 2 ．2 高梯度磁选条件研究 高梯度磁选机是随着强磁场磁选机的发展而研 究的新产品，它的分选效果优于其它的强磁选机。影 响高梯度磁选机的主要因素有聚磁介质、激磁电流、 漂洗水大小等，为寻求高梯度磁选机分选该矿的最 佳条件而进行了系统试验。 2 ．2 ．1 聚磁介质试验 高梯度磁选机的特点是使用的聚磁介质能产生 很高的磁场梯度，这与聚磁介质的种类、形状、线性 直径的大小有很大的关泵川。一般说来高梯度磁选 机用于分选磁性很弱的矿石及物料，根据入选矿石 的性质不同，所选用的聚磁介质的种类、线性直径也 不同，所以物料的磁性、粒度与高梯度磁选机的磁性 特点必须匹配。我们采用自己研制的q b 8 0 0 m r n 高梯 度磁选机，以导磁不锈钢板网作聚磁介质，1 号、2 号、3 号、1 号与3 号配合的钢板网作聚磁介质，在激 磁电流4 0 0 A 。漂洗水量5 0 0 0 m l ／m i n 的条件下进行 试验研究，试验结果见表6 。 表6聚磁介质试验结果 T a b6R e s u l t so fg a t h e r i n gt h en m g n e t i ed i e l e c t r i c 试验表明，分选该矿采用1 号与3 号钢板网配 合取得较好的指标，即钽、铌的品位高，回收率也高。 另一方面采用大网孔钢板网与细网i L 钢板网配合， 又不易产生聚磁介质的阻塞。试验还说明该矿对聚 磁介质的适应性强，可以单独使用1 、2 , 3 号钢板网 作聚磁介质，又可以是两种网的组合，均能得到较为 冀删篙㈣嚣姗竺蚴竺脚篡黼 与冶号瓢 万方数据 2 0 0 7 年第6 期张桂芳等磁选在稀土矿提钪中应用试验研究1 3 满意的分选结果。 2 ．2 ．2 高梯度激磁电流试验 高梯度磁选机的磁源是马鞍形线圈，激磁电流 的大小影响磁场磁力[ ⋯。一般说来激磁电流大，磁场 磁力也大，为了寻求分选该矿的合适的磁场磁力，也 就是寻求合适的激磁电流，进行了激磁电流试验，试 验结果见表7 。 表7激磁电流试验结果 T a b7 R e s u l t so fe x c i t i n gm a g n e t i s mc u r r e n t 激碰电舢i 产靴书导 噪} 名竽惫 高梯度磁选试验说明，随着激磁电流增大，磁性 产品产率增大，磁性产品品位硌有下降，但磁性产品 的回收率增大，这主要由于激磁电流增加后，磁场磁 力增加，对磁性产物捕收效果好，所以磁性产品的产 率增大，回收率提高，带来的必然结果是对非磁性产 物的夹带增加，当激磁电流增大到5 0 0 A 时，产率增 大带来了磁性产品的品位明显下降，造成精矿回收 率明显降低，试验说明合适的激磁电流为4 0 0 ～ 4 5 0 A ，两者指标相近，也是最佳的分选指标最稳定 的状态。 2 ．2 - 3 高梯度磁选漂洗水量试验 漂洗水量的大小是影响高梯度磁选的重要因素 之一。所谓漂洗水，就是在高梯度磁选的过程中在给 矿之后，即磁场捕收磁性矿物之后．加进的漂洗磁性 产品的水。漂洗水的作用是把夹杂在磁性产品中的 非磁性矿物清洗H { 来，以提高磁性产品的质量，漂洗 水量过小时，夹在磁性产品中的非磁性物清洗不净， 过大时又会把磁性产品也清洗下来。本试验是寻求 合适的溧洗水量。试验结果见表8 。 试验表明，随着漂洗水量加大，磁性产品品位增 加，回收率也略有提高，当漂洗水由4 0 0 0 m l ／m l n 增 大到5 0 0 0 m l ／m i n 时，磁性产品产率由6 0 ，4 5 ％下降到 6 0 ．4 4 ％，T a 2 0 5 品位由4 9 ．8 l 矾提高到5 0 ．0 2 9 ／t ；N b 2 0 5 品位由1 6 9 ．1 4 9 ／t 提高到1 7 0 ．1 4 小。T a 2 0 ，回收率由 表8 T a b8 漂洗水试验结果／％ R e s u l t so fr i n s ew a l e d ％ ，罨置龋霖抖* 篙等≮} 名竽‰ 9 5 ．5 9 ％提高到9 5 ．9 7 ％；N l e 2 0 , 由6 5 ．9 6 ％提高到 6 6 ．3 4 ％。但当漂洗水增大到6 0 0 0 m l ／m i n 时，磁性产 品的产率、品位、回收率都下降，而非磁性产品的产 率、品位、回收率上升，这主要是由于漂洗水量过大 后，机械力大于磁力．把磁性产品也漂洗下来了。由 此看来，适宜的漂洗水量是5 0 0 0 6 0 0 0 m l ／m i n ，此时 分选指标较好。 3 结论 1 ．含钪稀土矿产自古钽铌的稀土矿床，其中潜 在经济价值最高的是伴生元素钪，原矿含钪1 7 ．O g ／t ， 稀土矿中金属矿物与脉石矿物密度差异较大．可望 采用重选的方法抛弃绝大多数脉石矿物；金属矿物 在磁性上有明显的差异，可以采用磁选的方法回收。 2 ．弱磁场磁选最佳工艺条件为磁场强度为 6 4 9 6 k M m 、给矿浓度为2 5 ％，上升漂洗水量的大小 为2 5 0 0 m l ／m i n 。 3 ．高梯度磁选时最佳工艺条件为聚磁介质为 1 号与3 号钢板网配合、激磁电流为4 0 0 4 5 0 A 、漂 洗水量为5 0 0 0 6 0 0 0 m l ／m i n 。 参考文献 [ 1 ] 王力．煤的高梯度磁场脱硫的基础研究[ J ] ．煤炭转化， 1 9 9 3 ．1 6 3 5 5 5 9 ． [ 2 ] 王常任磁电选矿[ M ] 北京冶金工业出版社，2 0 0 2 ． 【3 ] A u g u s t oPA ，A u g e s WP ，C a s t e l o - G r a n d e1M a g n e t i c e l a s s i f i c a f i o d _ J Ⅶi n e r a l sE n g i n t e r i n g , 2 0 0 2 ，1 5 1 ．2 3 5 - 4 3 ． [ 4 ] 罗立群，张泾生，余永富，等流膜磁分离技术的应用研 究【J ] ．矿冶工程，2 0 0 4 ．2 4 4 2 2 - 2 6 ． [ 5 ] 熊大和脉动高梯度磁选垂直磁场与水平磁场对比研究 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 ． 1 0 2 4 ．- 2 7 ． [ 6 ] 斯沃渡达磁选法的最新进展[ J ] ．国外金属矿选矿， 2 0 0 3 ， 1 2 1 3 1 8 ． 【下转第9 页1 万方数据 2 0 0 7 年第6 期王仁东等西部某铁闪锌矿选矿工艺的试验研究 9 位有一定的影响；在使用乙硫氮捕收剂选铅的过程 中．加入少量的松醇油，试验结果好。 2 ．由于铁闪锌矿的粒度大小与可浮性之间具 有很大的关系，因此，磨矿细度是非常重要的。磨矿 太细，锌的泥化损失严重；磨矿太粗，又不利于锌的 选别。因此，保证适当的磨矿细度是提高锌矿物选别 指标的关键因素。从试验结果来看，该矿磨矿在生产 上必须要求- 7 4 1 x m 8 0 ％I ．．C 上，铅、锌、铁及脉石才能 更好地单体解离，铅锌精矿品位及回收率才可以达 到较好指标。 参考文献 [ 1 ] 赵纯棘铁闪锌矿浮选工艺过程的特性[ J ] ．有色金属 选 矿部分 ．1 9 9 5 ． 5 { 4 - 7 ． [ 2 】程德明．中国硫化铅锌矿选矿技术的现状与前景[ J ] ．广 东有色金属学报．1 9 9 4 。 1 6 _ 1 2 [ 3 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 7 ．1 9 6 ． [ 4 ] 胡为柏．浮选 修订版 [ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 8 9 ．8 9 ． [ 5 】王淀佐矿物浮选和浮选剂[ M ] 长沙中南大学出版社， 1 9 8 6 ． E X P E R D 扼N T A LS T U D YO NM I N E R A LP R O C E S S 州GT E C H N o L o G YF O R M A I U 江A T I T EI NW E S T W a n gR e n d o 嘲1 ，Y a n g 盈a o m 矿，Y o uT e n g s h e n 9 2 J ．C a n a d aP R AY u n n a nP a V i aM i n i n gA c a d e m e ，K u n m i n g6 5 D 2 舛，C h i n a ； 2 ．Y u n n a nL a n da n dR e s o u r c e sV o c a t i o n a lC o l l e g e ，K u n m i n g6 5 0 1 2 6 ，C h i n a A B S T R A C T T h ea t t i c l em a i n l vi n t r o d u c e sp r e f e r e n c ef l o t a t i o nt e c h n o l o g i c a lp r o c e s s i n go fs u l f u r a t i o n l c a da n dz i n c i nw e s to fY u n n a nP r o v i n c e ，w h i c hi Su s i n gs o d i u md i e t h y ld i t h i o c a r b a m a t e ∞c o l l e c t o rf o ri t sg o o dc h o i c e a n dc o l l e c t i o n ，a d d i n gp r o p e rt u r p e n t i n ea n di m p r o v i n gt h eg r a d ea n dr e c o v e r y ．H e r ew ea r ed i s c u s s i n ga n e wt e e h n o l o v e a lp r o c e s s i n gd e a l i n g w i t ht h i sk i n do ff r a n c ，f o ri t s c o m p o n e n t i sm a r r n a t i t ea n di t s t h e o r e t i c a lg r a d e4 6 ．5 ％～5 6 ％． K E YW o R D S m a r m a t i t e ；l e a ds e p a r a t i o nf r o mz i n c ；s e l e c t i v ef l o t a t i o n ；e x p e r i m e n t a ls t u d y o ／；、 ，；吧‘＼ ／；屯／＼ ‘世 世吧吧，i 吧 ＼ ／、 石世，；＼ ‘N r 斗 ，宁占i 吧‘屯 ＼ 、 ／；世‘≈‘、 ／；吧／；吧∽吧嵋、 ／、 “吨‘屯‘、 ／予 l 上接第1 3 页 S T U D Y0 NA P P L I C A T I o No FM A G N E T I CS E P A R A T I o N I NE X T R A C T I N GS CF R o MR A R EE A R T Ho R E Z h a n g 魄缸n 矿，L vZ e n g j i a n 2 n ．K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 , C h i n a ；2 ．d i a o z u o U n i v e r s i t y ，J i a o z u oH e n a n4 5 0 0 0 3 , C h i n a ， A B S T R A C T ’ S ec o n t e n ta n dn a t u r a lD a r a m e t e ro nm a i nm i n e r a to ft h er a r e e a r t ho r ew e r ed e t e n n i n e d ，t h em e t a l l i c m i n e r a l si nt h em r e - e a r t ho r e sh a dt l l eo b v i o u sd i l i e r e n c ∞i nt h em a g n e t i s m 。a c c o r d i n gt ot h er a r e - e a r t h o r e sn a t u r e ，t h em a g n e t i t ea n dt h et i t a n o m a g n e t i t ew e r es e p a r a t e db yc r a f t o ft h el o w i n l e r s i t ym a g n e t i c s e p a r a t i o n a n dw e r ec h a n g e di n t ot h eh i g hg r a d ec o n c e n t r a t e ，i l m e a i t ea n dt i t a n i t em i n e r a lw i t ht h eh i 出 s c a n d i u mw e r es e p a r a t e db yt h eh j g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ．C r a f tc o n d i t i o no fs e p a r a t i n gr o u g h s c a n d i u mc o n c e n t r a t eb yt h em a g n e t i cs e p a r a t i o ni st h a tt h em a g n e t i cf i e l ds t r e n g t hi s6 4 ～9 6 k A ／mb yl o w i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o nf i e l d ，d e n s i t yo ff e e d i n gi s2 5 ％a n dt h eq u a n t i t a t i v eo ft h er i s i n gr i n s ew a t e r i s2 5 0 0 m l ／m i n ；m a g n e t i cm a t r i c e si a1 a n d3 样s t e e lp l a t el a t t i c e w o r kc o o r d i n a t i o nb yh i g hg r a d i e n t m a g n e t i cs e p a r a t i o n ，t h ee x c i t i n g c u r r e n ti s4 0 0 4 5 0 Aa n dt h eq u a n t i t a t i v eo ft h e r i s i n gr i n s ew a t e ri s 5 0 0 0 6 0 0 0 m l ／m i n ． K E YW o R D S r a r e e a i l hO l E _ sw i t ht h es c a n d i u m ；e x t r a c t i n gS e ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n 万方数据