江西某石英砂精矿再除铁试验研究.pdf

江西某石英砂精矿再除铁试验研究 ① 李宇宏（赣州金环磁选设备有限公司，江西赣州３４１０００）摘要江西某石英砂精矿含铁０．０１２％，为进一步降低精矿含铁量，采用高梯度磁选法，研究了磁场强度、脉动冲次、给矿浓度及磁介质对石英砂除铁效果的影响。试验结果表明，采用最新研制的ＳＬｏｎ（１．８Ｔ）立环脉动高梯度磁选机，在磁场强度１．８Ｔ、磁介质棒直径１．５ｍｍ、脉动冲次５０ｒ／ｍｉｎ、给矿浓度２５％的条件下获得了作业产率９２．７７％、含铁０．００７７％的石英砂精矿，经济效益和社会效益显著。关键词石英砂；ＳＬｏｎ立环脉动高梯度磁选机；除铁中图分类号ＴＤ９２４文献标识码Ａｄｏｉ１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１６．０２．０１１文章编号０２５３－６０９９（２０１６）０２－００４１－０３ＦｕｒｔｈｅｒＲｅｄｕｃｉｎｇｏｆＩｒｏｎＣｏｎｔｅｎｔｉｎＱｕａｒｔｚＳａｎｄＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｆｒｏｍＪｉａｎｇｘｉｗｉｔｈＨＧＭＳＴｅｃｈｎｉｑｕｅＬＩＹｕ⁃ｈｏｎｇ（ＳＬｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＳｅｐａｒａｔｏｒＬｔｄ，Ｇａｎｚｈｏｕ３４１０００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＨｉｇｈｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎ（ＨＧＭＳ）ｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｆｕｒｔｈｅｒｔｈｅｉｒｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｑｕａｒｔｚｓａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ０．０１２％ｉｒｏｎｆｒｏｍＪｉａｎｇｘｉ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（ＭＦＩ），ｐｕｌｓａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＰＦ），ｆｅｅｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ＦＣ）ａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｄｉｕｍ（ＭＭ）ｏｎｉｒｏｎ⁃ｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌａｔｅｓｔ⁃ｄｅｖｅｌｏｐｅｄＳＬｏｎ（１．８Ｔ）ｖｅｒｔｉｃａｌｒｉｎｇｐｕｌｓａｔｉｎｇｈｉｇｈｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｏｒｏｐｅｒａｔｅｄｕｎｄｅｒｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓＭＦＩｏｆ１．８Ｔ，ＰＦｏｆ５０ｒ／ｍｉｎ，ＦＣｏｆ２５％ａｎｄＭＭｒｏｄｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ１．５ｍｍ，ｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｑｕａｒｔｚｓａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｗｉｔｈａｐｒｏｃｅｓｓｙｉｅｌｄｏｆ９２．７７％ａｎｄｉｒｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆ０．００７７％，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｒｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｑｕａｒｔｚｓａｎｄ；ＳＬｏｎｖｅｒｔｉｃａｌｒｉｎｇｐｕｌｓａｔｉｎｇｈｉｇｈｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｏｒ；ｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌ石英是一种物理及化学性质十分稳定的矿产资源，广泛应用于玻璃、陶瓷、冶金、通信等领域［１］。其中Ｆｅ２Ｏ３含量是衡量石英砂产品等级的一个重要指标，含铁量越低，石英砂等级越高。随着世界对高纯石英砂需求的不断增加，提高石英砂产品的纯度、降低含铁量显得越来越重要。在石英砂提纯生产中，一般有磁选、浮选、化学选矿和超声波等方法，相比于其他方法，磁选法具有成本低、处理量大、工艺简单等特点。因此，在磁选阶段，尽量将含铁量降至最低，为后续提纯提供更为有利的条件，是当今制备高纯石英砂的发展方向之一。江西某石英砂公司是江西省重点扶持民营企业，月生产石英砂精矿１０万吨。该原矿含铁０．０３％左右，经湿式滚筒弱磁选机粗选、ＳＬｏｎ（１．３Ｔ）立环脉动高梯度磁选机精选后，石英砂精矿平均含铁降至０．０１２％。随着市场行情的变化，含铁０．０１２％的石英砂价格持续走低，而含铁量低于０．００８％的石英砂依然供不应求。为提高经济效益，该公司决定增加一段强磁精选作业，进一步降低石英砂精矿的含铁量。１ＳＬｏｎ立环脉动高梯度磁选机简介ＳＬｏｎ立环脉动高梯度磁选机是赣州金环磁选设备有限公司开发研制的一种新型高效的强磁选机，特点是转环立式旋转，反向冲洗磁选矿物，同时配置脉动提高矿物的松散度。该磁选机具有选矿效率高、磁介质容易冲洗、占地面积小、处理量大等优点，在选铁及非金属除铁领域中应用广泛［２－３］。近年来，新研制出的高场强ＳＬｏｎ立环脉动高梯度磁选机，背景场强能达到１．８Ｔ，是目前国内最高背景场强的高梯度磁选机，该机可为低含铁量的非金属矿再除铁提供新的工艺。 ①收稿日期２０１５－１０－１６作者简介李宇宏（１９９１－），男，硕士研究生，主要从事非金属矿选矿工艺与设备研究。第３６卷第２期２０１６年０４月矿矿冶冶工工程程ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ．３６ №２Ａｐｒｉｌ２０１６２选矿方案的确定石英砂粗精矿粒度为－６５０＋１０９ｍｍ，含铁０．０１２％，采用ＳＬｏｎ－１００周期式脉动高梯度磁选机对该石英砂进行除铁研究，影响选别指标的主要因素有磨矿细度、磁场强度、脉动冲次、给矿浓度及磁介质等。由于石英砂精矿不宜再磨，故本文仅对磁场强度、脉动冲次、给矿浓度及磁介质种类４个因素进行研究。３试验结果与讨论３．１磁场强度对石英砂再除铁效果的影响高梯度强磁选是利用石英与含铁等弱磁性矿物磁性的不同而进行分选的一种方法，可最大限度地去除包括连生体在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂质矿物，因此磁场强度对磁选除铁有显著影响［４］。按照图１所示流程进行了磁场强度条件试验，结果见图２。 -3 -37, 5,** *1DD2 -3 30 100 r min 2 mm / 图１磁场强度条件试验流程 *8,T 0.0115 0.0105 0.0095 0.0085 100 98 96 94 92 90 1.31.21.41.51.61.71.81.9 /4 5 图２磁场强度对石英砂再除铁效果的影响由图２可见，磁场强度对石英砂含铁量及石英砂产率影响较大。随着磁场强度增大，更多的弱磁性矿物被磁选出来，石英砂含铁量明显下降。考虑磁场强度在１．８Ｔ时，石英砂含铁量下降幅度明显，而石英砂产率仍保持在较高水平，故后续试验磁场强度选取１．８Ｔ。３．２磁介质对石英砂再除铁效果的影响磁介质作为磁选过程中磁选矿物的载体，其结构构造（如排列、丝径、丝距、层数等）对介质堆内部的磁场特性和磁性矿粒动力学具有决定性影响，从而显著影响高梯度磁选效果［５］。固定磁场强度为１．８Ｔ，脉动冲次为１００ｒ／ｍｉｎ，给矿浓度３０％，进行了磁介质棒直径条件试验，结果见图３。 *1DD2mm 0.0100 0.0095 0.0090 0.0085 0.0080 100 98 96 94 92 90 1.01.52.02.53.0 /4 5 图３磁介质对石英砂再除铁效果的影响由图３可见，随着磁介质棒直径增加，石英砂含铁量呈上升趋势，石英砂产率先上升后趋于平缓。当磁介质棒直径为１．０ｍｍ时石英砂含铁量较低，但与磁介质棒直径为１．５ｍｍ相比降幅仅多０．０００２个百分点，且考虑到实际生产中，磁介质棒直径为１．０ｍｍ时更容易堵塞，耐久性也不如直径１．５ｍｍ棒介质。因此，后续试验选取磁介质棒直径为１．５ｍｍ。３．３脉动冲次对石英砂再除铁效果的影响高梯度磁选中，脉动装置可以提高矿物在分选腔中的分散程度，增加矿物分选时间，增大磁性矿物被吸起的概率［６］。控制磁场强度为１．８Ｔ，给矿浓度为３０％，磁介质棒直径为１．５ｍｍ，进行了脉动冲次条件试验，结果见图４。 5,**r min-1 0.0090 0.0086 0.0082 0.0078 100 98 96 94 92 90 050100150 /4 5 图４脉动冲次对石英砂再除铁效果的影响由图４可见，随着脉动冲次增加，石英砂含铁量及产率均呈先降后升的趋势。分析其原因，可能是在未开脉动的情况下，石英砂与磁性铁在磁选机分选腔中分散程度不够，磁性铁未能较好地被捕获；而当脉动冲次大于１００ｒ／ｍｉｎ时，脉动流体力大于磁力，导致已被捕获的磁性铁脱离磁介质，造成磁性铁掉落在石英砂２４矿冶工程第３６卷精矿中。故此，脉动冲次选为５０ｒ／ｍｉｎ。３．４给矿浓度对石英砂再除铁效果的影响给矿浓度直接影响着处理量的大小，浓度过高，除铁效果差；浓度过低，生产效率低。为给现场提供合适的给矿浓度参考，固定磁场强度为１．８Ｔ，脉动冲次为５０ｒ／ｍｉｎ，磁介质棒直径为１．５ｍｍ，进行了给矿浓度条件试验，结果见图５。 -37, 0.0087 0.0084 0.0081 0.0078 0.0075 100 98 96 94 92 90 20253035 /4 5 图５给矿浓度对石英砂再除铁效果的影响由图５可见，随着给矿浓度增大，石英砂含铁量及产率均逐渐增大，说明该石英砂在较稀的矿浆浓度下可获得相对较好的选别指标。给矿浓度为２０％时，相比给矿浓度为２５％，石英砂含铁量及产率相差并不明显，为了保证现场生产的处理量，给矿浓度定为２５％。３．５综合试验该石英砂含铁０．０１２％，物料粒度－６５０＋１０９ｍｍ，通过条件试验，确定在磁场强度为１．８Ｔ、磁介质棒直径为１．５ｍｍ、脉动冲次为５０ｒ／ｍｉｎ、给矿浓度为２５％的条件下，可获得相对较好的指标，此时石英砂含铁０．００７７％，作业产率为９２．７７％。４工业试验在小型试验的基础上，江西某石英砂公司于２０１５年３月正式引入２台ＳＬｏｎ（１．８Ｔ）立环脉动高梯度磁选机，经３个月连续生产，指标稳定。原流程（即弱磁选＋ＳＬｏｎ（１．３Ｔ）机一次强磁选别流程）与现流程（即弱磁选＋ＳＬｏｎ（１．３Ｔ＋１．８Ｔ）机一粗一精强磁选别流程）现场生产平均指标对比见表１。表１现场指标对比结果流程产率／％含铁量／％除铁率／％原流程８２．４５０．０１２６０．００现流程７６．２７０．００７６７４．６７由表１可知，增加一段ＳＬｏｎ（１．８Ｔ）立环脉动高梯度强磁选，石英砂精矿在产率下降并不明显的情况下，含铁量由平均０．０１２％降至０．００７６％。在给矿含铁量低的情况下，含铁量降幅达到０．００４４个百分点，说明现场生产效果非常显著，获得了较好的经济效益和社会效益。５结论１）江西某石英砂精矿平均含铁０．０１２％，通过小型再除铁试验，确定了最佳试验条件为磁场强度１．８Ｔ、磁介质棒直径１．５ｍｍ、脉动冲次５０ｒ／ｍｉｎ、给矿浓度２５％，在此条件下，获得了含铁０．００７７％、作业产率９２．７７％的石英砂精矿。２）现场生产指标表明，增加一段ＳＬｏｎ（１．８Ｔ）立环脉动高梯度强磁选，石英砂精矿含铁量降幅明显，说明ＳＬｏｎ（１．８Ｔ）立环脉动高梯度磁选机适用于低含铁量石英砂的除铁提纯，能创造较好的经济效益和社会效益。参考文献［１］丁亚卓．低品位石英矿提纯制备高纯度石英的研究［Ｄ］．沈阳东北大学资源与土木工程学院，２０１０．［２］徐龙华，董发勤，王振，等．某低品位长石矿无氟无酸选矿工艺试验研究［Ｊ］．矿冶工程，２０１５（４）２７－３０．［３］熊大和．ＳＬｏｎ立环脉动高梯度磁选机大型化研究与应用［Ｊ］．有色金属（选矿部分），２０１１（ｚ１）１６３－１６７．［４］李勇，王玉连，秦炎福，等．石英砂除铁方法的研究［Ｊ］．安徽科技学院学报，２００８，２２（２）３５－３８．［５］丁利，陈禄政，黄建雄，等．棒介质层数对高梯度磁选指标的影响［Ｊ］．矿冶，２０１４，２３（１）９－１３．［６］范志坚，余新阳，黄会春，等．Ｓｌｏｎ立环脉动高梯度磁选机在非金属除铁中的应用［Ｊ］．矿业工程，２００４（１）４１－４３． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第４０页）参考文献［１］胡岳华，冯其明．矿物资源加工技术与设备［Ｍ］．北京科学出版社，２００６．［２］王淀佐．浮选理论的新进展［Ｍ］．北京科学出版社，１９９２．［３］ＲｕｂｉｏＪ，ＣａｐｐｏｎｉＦ，ＲｏｄｒｉｇｕｅｓＲＴ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄｆｌｏｔａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｉｄｅｆｉｎｅｓｕｓｉｎｇｔｈｅｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄｏｉｌｅｘｔｅｎｄｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．ＩｎｔＪＭｉｎｅｒＰｒｏｃｅｓｓ，２００７，８４（１／４）４１－５０．［４］刘文刚，魏德洲，周东琴，等．螯合捕收剂在浮选中的应用［Ｊ］．国外金属选矿，２００６，４３（７）４－８．［５］ＬｉｕＱ，ＷａｎｎａｓＤ，ＰｅｎｇＹＪ．Ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｔｈｅｄｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｄｅｐｒｅｓｓａｎｔｓｉｎｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅｆｌｏａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔＪＭｉｎｅｒＰｒｏｃｅｓｓ，２００６，８０（２／４）２４４－２５４．［６］黄光耀，冯其明，欧乐明，等．利用微泡浮选柱从浮选尾矿中回收微细粒白钨矿［Ｊ］．中南大学学报（自然科学版），２００９，４０（２）２６３－２７６．［７］倪章元，顾帼华．陈雄．等．ＺＬ捕收剂浮选分离白钨矿与含钙脉石矿物的研究［Ｊ］．矿冶工程，２０１４（５）６２－６５．［８］邱冠周，胡岳华，王淀佐．颗粒间相互作用与细粒浮选［Ｍ］．长沙中南工业大学出版社，１９９３．３４第２期李宇宏江西某石英砂精矿再除铁试验研究