溢流型磁力旋流器的分级试验.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 b l l N I N GA N DM 哐T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 溢流型磁力旋流器的分级试验① 金乔1 ，李茂林1 ”，郭娜娜1 ，崔瑞1 1 ．武汉科技大学冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北武汉4 3 0 0 8 1 ；2 ．长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要针对大冶铁矿进行了磁力旋流器分级试验，对电流强度、给矿浓度、给矿压力在溢流型磁力旋流器工作中的影响进行了研 究。磁场强度试验表明综合考虑分级效率、品位、回收率，最佳的工作条件为， o ．7 5A ，分级效率从空白磁场的7 2 ．7 7 ％提高到 7 9 ．5 7 ％，品位从空白磁场的3 8 ．3 1 ％提高到4 2 ．8 5 ％，回收率从空白磁场的2 4 ．6 8 ％提高到3 0 ．1 3 ％，溢流型磁力旋流器可以较好的解 决反富集问题，提高分级效率。给矿浓度、给矿压力试验表明给矿浓度高于2 5 ％以后，溢流中的铁品位及磁铁矿的回收率、分级效 果急剧降低，这与水力旋流器中给矿浓度对分级的影响不一致，通过对溢流中磁铁矿回收率和品位的分析，推测高浓度条件下磁性 铁矿在溢流型磁力旋流器中发生了磁团聚；分级效率随着给矿压力的增大，先增大后减小，这与水力旋流器的分级规律一致。 关键词磁力旋流器；磁场强度；分级；反富集 中图分类号T D 9 2 2文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 1 0 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 - 0 0 4 1 - 0 3 在铁矿的磨矿分级系统中，存在的关键问题是水 力旋流器不能有效地分出已经磨细了的矿石1 ，这是 因为水力旋流器按等降关系实现分级，这种等降现象 使得沉砂中混有小直径、大密度的颗粒旧。3J 。在广泛 使用的铁矿磨矿分级回路中，这一缺陷导致已经单体 解离了的部分细颗粒铁矿物由于密度大进入沉砂，返 回磨机再磨，这样既浪费了能量，又造成了不必要的过 磨[ 4 ‘7 ] 。本研究采用一种新型设备，针对这一问题进 行了试验研究。 1 试验原料与设备 1 ．1 试验设备 本试验采用的设备有1 0 0m m 磁力水力旋流器、 砂泵、2 个5 0 0m m 搅拌桶、电机、脱磁器。设备连接如 图1 。1 0 0m m 溢流型磁力水力旋流器如图2 所示。 图1 实验设备连接图 图2 溢流型磁力水力旋流器 该磁力水力旋流器由普通水力旋流器、绕有线圈 的u 形铁芯和中心导磁棒组成，铁芯呈十字形连接在 溢流管和柱体外壁，中心导磁棒通过连接翅片焊接在 溢流管底部。旋流器的给矿段和下锥体不导磁，柱体 和上锥体作为外磁极，溢流管和中心导磁棒作为内磁 极。中心导磁棒的存在是新型溢流型磁力旋流器的关 键部位，对扩大磁场范围起到非常重要的作用。线圈 的磁通相同，给线圈通电时旋流器里可产生指向中心 的磁场。 1 ．2 矿样粒度分析 矿样取自大冶铁矿，物料密度为3 ．3 9 8 8g ／c m 3 ，矿 样铁品位4 6 ．6 3 ％，矿样的粒度分布见图3 。 ①收稿日期2 0 1 4 0 6 2 8 作者简介金乔 1 9 8 9 一 ，男，湖北仙桃人，硕士研究生，主要研究方向为磁铁矿的分级设备的研究。 万方数据 4 2矿冶工程第3 4 卷 粒级／岬 图3 原矿的粒度分布图 2 实验结果与讨论 2 ．1 磁场强度实验 根据现场的工作条件确定给矿压力P 0 ．0 4 M P a ，给矿浓度C 2 5 ％，沉沙嘴直径d 。 1 4m m ，溢流 管直径d 。 2 6m m ，磁场强度为变化条件 用电流表 示 。分级效率与电流强度之间的关系见图4 。 电流强度／A 图4 分级效率与电流强度的关系图 从图4 可看出，分级效率与电流强度存在极值现 象，分级效率首先随着电流强度的增大，从7 2 ．7 7 ％增 大至7 9 ．5 7 ％；但当I 0 ．5A 后，随着电流强度的增加 而迅速减小。 溢流中铁品位及磁铁矿回收率与电流强度的关系 见图5 。 电流强度／A 图5 溢流中铁品位及磁铁矿的回收率与电流强度的关系 从图5 可看出，溢流中铁品位及磁铁矿的回收率 与电流强度都存在极值现象。溢流中铁品位随着电流 强度的增大从3 8 ．3 1 ％增加至4 2 ．8 5 ％，I 0 ．7 5A 后随 着电流强度的增加而迅速减小到3 7 ．8 9 ％。溢流中磁 铁矿的回收率随着电流强度的增大从2 4 ．6 8 ％增加至 3 0 ．1 7 ％，I 0 ．7 5A 后随着电流强度的增加而迅速减小 到2 1 ．0 2 ％。 综上所述分级效率随着电流强度的增大先增加 后减小，f 0 ．5A 时达到7 9 ．5 7 ％。溢流中铁品位及磁 铁矿回收率与电流强度都存在极值现象，在， 0 ．7 5A 溢流中铁品位达到4 2 ．8 5 ％，溢流中磁铁矿的回收率为 3 0 ．1 7 ％。分级效率、溢流中的铁品位及磁铁矿回收率 都与电流强度存在极值现象，这是因为随着磁场强度 的增加物料发生磁团聚。 2 ．2 给矿浓度实验 固定条件给矿压力P 0 ．0 4M P a ，沉沙嘴直径d 。 1 4n l l n ，溢流管直径d 。 2 6m m ，磁场强度 用电流表示 I 0 ．7 5A 。分级效率与给矿浓度之间的关系见图6 。 给矿浓度／％ 图6 分级效率与给矿浓度的关系 高给矿浓度会恶化水力旋流器分级效率，图6 中 给矿浓度低于4 0 ％，不算高给矿浓度，但是分级效率 的恶化仍然非常显著。 溢流中铁品位及磁铁矿的回收率与给矿浓度之间 的关系见图7 。 孚 ＼ 幢 恶 给矿浓度／％ 图7 溢流中铁品位和磁铁矿回收率与给矿浓度的关系 零＼静较疑求 摹＼瓣较器冬 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 金乔等溢流型磁力旋流器的分级试验4 3 给矿浓度对溢流型磁力旋流器的分级有很大的影 响，给矿浓度高于2 5 ％以后，分级效率、溢流中的铁品 位及磁铁矿的回收率急剧降低。这与水力旋流器中给 矿浓度对分级的影响不一致，可能在磁力旋流器工作 条件下，浓度增高，磁团聚加重，导致反富集更加严重。 2 ．3 给矿压力实验 固定条件给矿浓度C 2 5 ％，沉沙嘴直径d 。 1 4 m m ，溢流管直径d 。 2 6m m ，磁场强度 用电流表示 ， 0 ．7 5A 。分级效率与给矿压力之间的关系见图8 。 给矿压力／M P a 图8 分级效率与给矿压力的关系 从图8 可看出，分级效率随着给矿压力的增大，先 增大后减小，这与水力旋流器的分级规律一致。 溢流中铁品位及磁铁矿的回收率与给矿压力之间 的关系见图9 。 给矿压力／M P a 图9 溢流中铁品位及磁铁矿的回收率与给矿压力的关系 图9 显示，给矿压力的增大会造成溢流中铁品位 和磁铁矿回收率大幅度降低。可能原因是给矿压力 增大引起磁性颗粒分离粒度的降低；给矿压力增大加 剧了磁团聚的影响。 3 结论 1 综合考虑分级效率、品位、回收率，最佳的工作 条件为1 0 ．7 5A ，分级效率从空白磁场的7 2 ．7 7 ％提高 到7 9 ．5 7 ％，品位从空白磁场的3 8 ．3 1 ％提高到4 2 ．8 5 ％， 回收率从空白磁场的2 4 ．6 8 ％提高到3 0 ．1 3 ％。 2 给矿浓度实验表明给矿浓度对磁力旋流器的 分级有很大的影响，给矿浓度高于2 5 ％以后，分级效 率、溢流中的铁品位及磁铁矿的回收率急剧降低，这与 水力旋流器中给矿浓度对分级的影响不一致，推测给 矿浓度的增大导致了磁团聚现象的恶化。 3 给矿压力实验表明分级效率随着给矿压力的 增加，先增大后减小，这与普通水力旋流器的分级规律 一致。其原因可能是给矿压力增大引起磁性颗粒分 离粒度的降低；给矿压力增大加剧了磁团聚的影响。 4 溢流型磁力旋流器可以较好的解决反富集问 题，提高分级效率，但是磁聚团现象有待改善。 参考文献 [ 1 ]余永富．我国铁矿山发展动向、选矿技术发展现状及存在的问题 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 6 ，2 6 1 2 1 - 2 5 ． [ 2 ] 徐继润，罗茜．水力旋流器流场理论[ M ] ．北京科学出版社， 1 9 9 8 ． [ 3 ]王升贵，陈文梅，褚良银，等．水力旋流器分离理论的研究与发展 趋势[ J ] ．流体机械，2 0 0 5 ，3 3 7 3 6 4 0 ． [ 4 ]彭长发，梅国生，李观英，等．M V S 高频振网筛在铁选厂再磨工艺 中的应用效果[ C ] ／／2 0 0 5 年全国选矿高效节能技术及设备学术 研讨与成果推广交流会论文集，2 0 0 5 3 4 8 - 3 5 0 ． [ 5 ]斯雷普DD ，特尔涅罗PA ．循环负荷和分级过程对磨机生产率 的影响[ J ] ．国外金属矿山。1 9 8 8 5 4 6 - 5 1 ． [ 6 ] F r i c k e rAG ．M a g n e t i ch y d r o c y c l o n es e p a r a t o r [ J ] ．T r a n sI n s t nM i n M e t a US e c tC M i n e r a lP r o c e s sE x t rM e t a l l ，1 9 8 5 ，9 4 9 1 5 8 1 6 3 ． [ 7 ]惠文，崔学奇．旋流器组与德瑞克细筛组合分级在冯家峪铁矿 的应用[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 ，3 2 8 1 3 9 1 4 1 ． 万方数据