裕豐磁選柱分選原理及應(yīng)用

在世界范圍內(nèi)，隨著工業(yè)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品量的日益增加，中國(guó)對(duì)鋼鐵和鐵精礦的需求越來(lái)越大，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。品位高、好選的磁鐵礦礦石越來(lái)越少,因而極大地刺激了對(duì)品位低、不好選的貧、細(xì)、雜鐵礦石資源的開(kāi)發(fā)利用及對(duì)二次資源,其中包括對(duì)已經(jīng)磁選的磁選尾礦等的再開(kāi)發(fā)利用。貧、細(xì)、雜磁鐵礦礦石只采用一般的磨礦細(xì)度-200目占90%以下,常規(guī)磁選雖然多段,也難以使鐵精礦品位達(dá)到64.00%以上,更不能達(dá)到65.00%～66.00%,往往含SiO2等雜質(zhì)高或過(guò)高,因而不能滿足煉鐵、煉鋼對(duì)鋼鐵原料的高質(zhì)量要求。選礦行業(yè)為了滿足對(duì)鐵精礦數(shù)量的巨大要求,并且為了生存和發(fā)展,必須對(duì)貧、細(xì)、雜鐵礦石進(jìn)行細(xì)磨深選。對(duì)貧、細(xì)、雜磁鐵礦石選礦,除了加強(qiáng)預(yù)選,采用性能優(yōu)良的磁力滾筒——磁滑輪外,還須在磁滑輪預(yù)選前,采用性能優(yōu)良的吸出式預(yù)選機(jī)等措施,盡可能多拋廢、少丟磁性物料外,對(duì)已經(jīng)預(yù)選的磁性物料進(jìn)行細(xì)磨甚至微細(xì)磨、采用性能好的筒式磁選機(jī)、脫泥效果好的磁重選礦機(jī)等常規(guī)的磁選外,采用“裕豐”磁選柱精選是必不可少的。為此,介紹“裕豐”磁選柱結(jié)構(gòu)、分選原理及對(duì)不同磁選物料,包括低品位磁選精礦、原礦、磁選尾礦,進(jìn)行常規(guī)磁選和“裕豐”磁選柱精選的選礦試驗(yàn)研究及工業(yè)應(yīng)用。“裕豐”磁選柱的精選效果均十分突出。1粗選磁選柱及放粗磨礦細(xì)度對(duì)資源開(kāi)發(fā)技術(shù)的影響“裕豐”磁選柱是鞍山金裕豐選礦科技有限公司教授,劉秉裕董事長(zhǎng)兼總工程師20世紀(jì)90年代研制開(kāi)發(fā)、推廣的磁鐵礦高效精選設(shè)備。進(jìn)入21世紀(jì),2003年以來(lái)又進(jìn)行了3次重大改進(jìn),進(jìn)行了更新?lián)Q代。現(xiàn)已研制生產(chǎn)出CXZ30,CXZ40,CXZ50,CXZ60,CXZ70等2型及3型“裕豐”精選磁選柱及相應(yīng)規(guī)格的粗選磁選柱(高效脫除給料中的礦泥及粗、細(xì)粒脈石)及濃縮磁選柱,在國(guó)內(nèi)外200多家大、中、小磁鐵礦選礦廠工業(yè)應(yīng)用500余臺(tái),提高了精礦品位2～6個(gè)百分點(diǎn);提高處理量,增加精礦產(chǎn)量,即在維持原來(lái)精礦品位的情況下,通過(guò)適當(dāng)放粗磨礦細(xì)度而提高處理量,增加精礦產(chǎn)量,提高幅度為15%～40%;或既適當(dāng)提高品位又適當(dāng)放粗磨礦細(xì)度增加產(chǎn)量,一般提高品位1～2個(gè)百分點(diǎn),提高產(chǎn)量10%～20%。1.1統(tǒng)、給礦斗、給水管、管道及勵(lì)磁電控柜結(jié)構(gòu)裕豐磁選柱結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。裕豐磁選柱由勵(lì)磁系統(tǒng)、給礦斗、給礦管、尾礦溢流槽、上下分選筒、底錐、給水管、上下給水管及閥門和勵(lì)磁電控柜構(gòu)成,分為手控型和智能控制型2種。1.2磁選柱分離磁選裕豐磁選柱是一種電磁式低弱磁場(chǎng)磁重選礦機(jī),在結(jié)構(gòu)上它采用內(nèi)外不銹鋼筒體,電磁線圈勵(lì)磁,由帶自控的智能化的勵(lì)磁電控柜供電,在磁選柱的選分腔內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)往復(fù)的下移磁場(chǎng),下移磁場(chǎng)力上下浮動(dòng)地往下拉動(dòng)磁性礦粒,使磁性礦粒經(jīng)歷多次強(qiáng)烈的磁聚合和多次充分分散。同時(shí)由磁選柱的下部引入高速旋轉(zhuǎn)上升水流往上帶出常規(guī)磁選分不出的連生體及礦泥和單體脈石,使鐵品位大幅度提高,由低品位精礦產(chǎn)品產(chǎn)出高品位精礦。磁選柱的尾礦是以連生體為主,單體脈石和礦泥為輔的中礦。該中礦通常須經(jīng)濃縮磁選機(jī)脫水濃縮,濃縮后的磁選中礦直接返到二段或三段球磨機(jī)再磨后再選,構(gòu)成閉路。磁選柱在用于粗精選時(shí),不直接拋棄合格尾礦,而是再磨后由磁選機(jī)拋棄合格尾礦。磁選柱品位提高幅度一般為2～6個(gè)百分點(diǎn)。在給礦品位較低時(shí),品位提高幅度可達(dá)10個(gè)百分點(diǎn)甚至14～15個(gè)百分點(diǎn)。1.3經(jīng)濟(jì)效益的增加目前磁選柱已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外200多家大、中、小型選礦廠得到工業(yè)應(yīng)用,獲得了良好的技術(shù)指標(biāo)和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。效益的增加有3種類型:①質(zhì)量效益型;②增產(chǎn)效益型;③混合效益型。(1)裕豐磁選柱若磁鐵礦選礦廠所處理的磁鐵礦礦石結(jié)晶粒度不是很粗,在通常的磨礦細(xì)度下,精礦品位只能達(dá)到58.00%～64.00%之間,但品位太低而難以銷售或賣價(jià)太低,而需進(jìn)一步提高;或雖然品位已達(dá)65.00%～67.00%,精礦中含SiO2等雜質(zhì)含量較高,需將品位提高或把雜質(zhì)降低(提高品位的過(guò)程就是降雜的過(guò)程)。剛好裕豐磁選柱是一種高效提質(zhì)降雜的選礦設(shè)備。該類型是在精礦產(chǎn)量不減產(chǎn)的情況下,靠提高品位或降雜而提高效益的類型。(2)尾柱目數(shù)55個(gè)點(diǎn)若已運(yùn)行的磁鐵礦選礦廠,為了達(dá)到要求的精礦品位(65.00%～68.00%),所需的最終磨礦細(xì)度較細(xì)(-200目含量在80%以上,甚至-325目在75%以上),當(dāng)采用裕豐磁選柱品位還可以往上拔2～4個(gè)百分點(diǎn)時(shí),這意味著給磨礦細(xì)度放粗提供了2～4個(gè)百分點(diǎn)品位的空間,允許最終磨礦細(xì)度作適當(dāng)放粗,如-200目或-325目含量放粗5～15個(gè)百分點(diǎn),從而可以適當(dāng)增加原礦處理量(通?？梢栽黾?5%～40%)。該類型是在保證原來(lái)精礦品位情況下,通過(guò)增加原礦處理量,也就增加了精礦產(chǎn)量,降低精礦成本的辦法提高效益。(3)上磁選柱充放電柱的化合物若已運(yùn)行的磁鐵礦選礦廠,在現(xiàn)行的磨礦細(xì)度下,所生產(chǎn)的精礦品位只差1～2個(gè)百分點(diǎn),而上磁選柱精選后,品位提高幅度在3～4個(gè)百分點(diǎn)以上時(shí),則上磁選柱精選后,除了滿足提高品位1～2個(gè)百分點(diǎn)外,還富余1～3個(gè)百分點(diǎn)的品位提高幅度,可以用來(lái)將磨礦細(xì)度作適當(dāng)放粗,從而增加原礦處理量,增加精礦產(chǎn)量。該類型靠提高品位又增加產(chǎn)量來(lái)提高效益。1.4一些磁礦選擇公司正在應(yīng)用于玉豐磁選柱部分磁鐵礦選礦廠應(yīng)用裕豐磁選柱情況見(jiàn)表1。1.5以既提質(zhì)又增收的選礦廠更可以提高經(jīng)濟(jì)效益采用磁選柱精選的磁鐵礦選礦廠或以提質(zhì)為主要目標(biāo),或以增產(chǎn)為主要目標(biāo),或者既提質(zhì)又增產(chǎn),三者都可以大大提高選礦廠的經(jīng)濟(jì)效益。單一提質(zhì),單一增產(chǎn),既提質(zhì)又增產(chǎn)的選礦廠都有,而以既提質(zhì)又增產(chǎn)的選礦廠較多。表1中不少選礦廠是提質(zhì)或既提質(zhì)又增產(chǎn)的實(shí)例,這里不作贅述,下面介紹既提質(zhì)又增產(chǎn)的實(shí)例。(1)提高精密度,減少3.0%的選擇機(jī)械該廠原來(lái)日產(chǎn)品位65.00%～66.00%鐵精礦400多t,1999年采用2臺(tái)CXZ60磁選柱精選磁選最終精礦,維持原來(lái)精礦產(chǎn)量,其他不變,將精礦品位提高到67.00%～68.00%。2002年根據(jù)市場(chǎng)需要,又生產(chǎn)品位65.00%～66.00%的精礦,目標(biāo)放在增產(chǎn)上,將細(xì)篩傾角作了適當(dāng)放緩,結(jié)果日產(chǎn)品位65.00%～66.00%的精礦由400多t提高到500多t。2004年為了進(jìn)一步增產(chǎn),又上了2臺(tái)CXZ60磁選柱,采用兩段磁選柱連選,通過(guò)適當(dāng)放粗細(xì)篩篩孔,增加了原礦處理量和精礦產(chǎn)量,精礦產(chǎn)量由500多t增加到600多t。(2)xz60磁選柱該廠是兩段磨礦,一段磨礦采用?1.83m×3.5m,二段磨礦采用?1.5m×3.0m球磨機(jī),兩個(gè)系列,每個(gè)系列采用1臺(tái)CXZ60磁選柱精選。磁選柱給礦品位62.00%～63.00%,細(xì)篩傾角由57°～58°放緩為50°左右。經(jīng)調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)10d后的結(jié)果是精礦品位≥66.00%,同時(shí)還有較大幅度增產(chǎn),每個(gè)系統(tǒng)每個(gè)小班(8h)原來(lái)產(chǎn)50多t精礦,上磁選柱后,精礦產(chǎn)量增加20t,增產(chǎn)幅度40%。(3)磁選柱的選擇弓長(zhǎng)嶺礦業(yè)公司鞍塔選礦廠在工藝流程的最后一段上了3臺(tái)CXZ70新3型磁選柱。不僅使選礦廠的精礦品位穩(wěn)定在65.50%以上,而且由于磁選柱的尾礦品位僅為15.00%～16.00%,還有1～3個(gè)百分點(diǎn)的品位提高能力或者相當(dāng)?shù)脑霎a(chǎn)能力,估計(jì)在20%以上。2愛(ài)豐磁斷裂帶選法的小型研究2.1磁選選分深度不夠某礦選礦廠處理的礦石是低釩品位鈦磁鐵礦礦石,常規(guī)兩段磨礦,細(xì)篩篩下產(chǎn)物的鐵品位僅為53.46%,細(xì)篩篩下產(chǎn)物的篩析結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn),3個(gè)粒級(jí)品位均在53.00%左右,-200+325目品位與+200目粒級(jí)及-325目與-200+325目相鄰粒級(jí)品位沒(méi)有拉開(kāi)擋。分析認(rèn)為細(xì)篩前的磁選選分深度不夠,可能是造成這一現(xiàn)象的原因。為此對(duì)細(xì)篩篩下產(chǎn)物進(jìn)行了再磁選。再磁選的結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可見(jiàn),入選品位53.56%,磁精品位59.71%,磁尾品位3.98%,說(shuō)明前述分析是正確的,即細(xì)篩篩下產(chǎn)物中,礦泥較多,還含一些單體脈石。細(xì)粒級(jí)含礦泥多而中粗粒級(jí)含連生體和單體脈石多。這是因?yàn)橥彩酱胚x機(jī)磁場(chǎng)力較大,磁團(tuán)聚強(qiáng)大,分散又不夠造成的。解決磁選分選深度不夠,一是加大吹散水,二是可能磁選機(jī)能力不足,加大磁選機(jī)的規(guī)格,也可以在細(xì)篩下再加一段磁選來(lái)解決。對(duì)表3中的磁選精礦進(jìn)行篩析,篩析結(jié)果見(jiàn)表4。從表4與表2可見(jiàn):①產(chǎn)率。表4比表2粗粒級(jí)產(chǎn)率增加,而細(xì)粒級(jí)產(chǎn)率減少。②品位。表2品位各粒級(jí)均為53.00%左右,而表4中各粒級(jí)品位出現(xiàn)了正態(tài)分布,即粗粒級(jí)品位低,而細(xì)粒級(jí)品位高,符合一般規(guī)律。2.2磁選柱尾礦的全閉路再磨再選試驗(yàn)在上述試驗(yàn)分析基礎(chǔ)上,進(jìn)行了該細(xì)篩篩下產(chǎn)物以裕豐磁選柱為主要精選設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室選礦試驗(yàn)。某礦業(yè)公司承德二礦細(xì)篩篩下產(chǎn)物試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖2。圖2中,磁選柱1的試驗(yàn)條件:磁場(chǎng)強(qiáng)度H=10.2kA/m,上升水流速度V=4.8cm/s,磁場(chǎng)變換周期T=3s;磁選柱2的條件:H=11.9kA/m,V=3.3cm/s,T=3s。從圖2可見(jiàn),低品位的細(xì)篩篩下產(chǎn)物品位由53.56%經(jīng)磁選提高到59.71%,再經(jīng)磁選柱1精選,提高至66.55%(品位提高幅度6.84個(gè)百分點(diǎn)),磁選柱1的尾礦(以連生體為主的中礦)經(jīng)脫水烘干研磨至-325目占84.5%,再經(jīng)磁選品位由33.54%提高到53.81%,該段磁選的精礦,再經(jīng)磁選柱精選,品位由53.81%提高到62.91%。磁選柱2的尾礦仍然是以連生體為主的中礦,品位較高,原因是經(jīng)前段中礦的再磨不可能將所有的連生體均磨至單體解離。那么,未解離的連生體,磁選柱又將其分選至磁選柱尾礦(中礦)中,對(duì)該段磁選柱的尾礦考慮全閉路再磨再選的指標(biāo):精礦品位61.00%,尾礦品位20.00%。最終試驗(yàn)指標(biāo)見(jiàn)表5。該低品位釩鈦磁鐵礦的極限精礦品位約為67.00%,本試驗(yàn)在中礦也全部閉路磨選情況下,其最終精礦品位選到66.00%以上,而尾礦品位僅為7.35%,鐵回收率達(dá)到97.05%,可以說(shuō)效果是相當(dāng)好的。3磁選柱的配置特點(diǎn)遼寧朝陽(yáng)某礦業(yè)公司待處理的礦石是超貧磁鐵礦石,為了確定有無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值和確定選礦方案、選礦工藝流程,進(jìn)行了常規(guī)磨礦和常規(guī)磁選加裕豐磁選柱精選的3個(gè)礦樣的選礦試驗(yàn),結(jié)果在原礦品位僅為11.00%～14.00%情況下,取得最終精礦品位65.28%～67.70%、精礦產(chǎn)率13.39%～18.15%、鐵回收率73.91%～84.05%的優(yōu)異指標(biāo)。各礦樣的選礦試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖3、圖4和圖5。從圖3、圖4、圖5可見(jiàn),3個(gè)礦樣磁選柱精選品位提高幅度分別為(67.29%-58.00%)9.29個(gè)百分點(diǎn)、(68.18%-63.89%)4.29個(gè)百分點(diǎn)、(66.49%～58.07%)8.42個(gè)百分點(diǎn)。磁選柱品位提高幅度和入選低品位精礦品位高低有關(guān),一般給礦品位高,里面含的礦泥、單體脈石、連生體相對(duì)少,品位提高幅度小,否則品位提高幅度大。磁選柱的功能在于能高效分出礦泥、單體脈石和連生體,多則分出的多,少則分出的少,當(dāng)然前者品位提高幅度大,后者則提高幅度小。這體現(xiàn)了磁選柱的高效分選性能。3個(gè)礦樣小型試驗(yàn)最終選礦指標(biāo)見(jiàn)表6。在實(shí)際生產(chǎn)中中礦是返到前面的球磨機(jī)再磨再選的,生產(chǎn)中磁選柱2并不存在,而是由磁選柱1完成的。4磁選試驗(yàn)研究裕豐磁選柱的精選效果還體現(xiàn)在磁選尾礦的精選上。對(duì)朝鮮某磁鐵礦磁選尾礦礦樣進(jìn)行了常規(guī)磁選(筒式磁選機(jī))粗選和裕豐磁選柱精選的選礦試驗(yàn)研究。該磁選尾礦品位為17.29%,可能采自品位高的地方。其磁選試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。該磁選尾礦樣經(jīng)磁選的磁精品位較高,說(shuō)明當(dāng)年磁選流失的鐵礦物大部分為單體磁鐵礦,少部分為連生體。分析認(rèn)為是磁選設(shè)備年久失修,再加管理不到位造成的,但要達(dá)到65.00%以上,還差6個(gè)百分點(diǎn)以上,尚須進(jìn)一步精選。4.1磁選柱品種的確定對(duì)磁選粗精礦進(jìn)行70目篩篩分,篩析結(jié)果見(jiàn)表8,對(duì)-70目部分進(jìn)行裕豐磁選柱精選,結(jié)果見(jiàn)表9。從表8可知,磁選粗精礦中+70目部分品位在36.00%以下,品位低,說(shuō)明它們當(dāng)中存在較多的連生體,應(yīng)該分出來(lái)當(dāng)中礦來(lái)處理,去再磨再選。其-70目部分直接進(jìn)行磁選柱精選。從表9可知,磁選精礦磁選柱精選可將品位62.41%的低品位精礦提高到67.68%,磁選柱精選的品位提高幅度為5.27個(gè)百分點(diǎn),這是筒式磁選機(jī)做不到的。磁選柱的尾礦品位不到37.00%,它是以連生體為主的中礦,其中含有少量的礦泥和單體脈石,也應(yīng)當(dāng)去再磨再選。通常連生體往往是結(jié)晶粒度更細(xì),結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的難磨難選的磁鐵礦構(gòu)成。4.2磨礦目目及礦種選擇中礦,包括篩上(+70目部分)和磁選柱精選的尾礦均是以連生體為主的中礦,其加合品位在36.00%左右。對(duì)該中礦先進(jìn)行磨礦,磨至-200目占83.15%,并對(duì)其進(jìn)行磁選和磁選柱精選,結(jié)果見(jiàn)表10。從表10可見(jiàn),中礦再磨再選效果也相當(dāng)不錯(cuò),磁選柱尾礦品位,在把柱精品位提到67.88%情況下,也必然比先前的磁精磁選柱精選的磁選柱尾礦品位要高。這是因?yàn)橹械V中的鐵礦物和脈石礦物的結(jié)晶粒度比原礦中大多數(shù)礦物結(jié)晶粒度要細(xì),而且結(jié)構(gòu)也會(huì)復(fù)雜一些所致。4.3選準(zhǔn)指標(biāo)選取指標(biāo)朝鮮某選礦廠磁選尾礦品位17.29%,經(jīng)裕豐磁選柱試驗(yàn),最終分選指標(biāo)為精礦品位67.57%,精礦產(chǎn)率15.54%,精礦鐵回收率60.72%,尾礦品位8.04%,尾礦產(chǎn)率84.46%,尾礦鐵損失率39.28%?？梢?jiàn)效果是好的。其試驗(yàn)的數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖6。5結(jié)果分析和顯著性試驗(yàn)結(jié)果,主要有以下幾種(1)裕豐磁選柱是一種電磁式低弱磁場(chǎng)磁重選礦機(jī),由于它的磁場(chǎng)是可調(diào)的上下竄動(dòng)的下移脈動(dòng)磁場(chǎng),而且其下移磁場(chǎng)力比一般磁重選礦機(jī)大得多,因而允許的上升水流速度可以很高,高達(dá)4～6cm/s,甚至更高;同時(shí)由下而上引入高速旋轉(zhuǎn)上升水流,從而它能高效分出常規(guī)磁選由于磁團(tuán)聚夾帶的單體脈石、礦泥及磁鐵礦與脈石的連生體,特別是貧連生體。因此采用裕豐磁選柱精選低品位磁鐵礦精礦可以獲得高品位磁鐵礦精礦,由易選磁鐵礦精礦獲得品位71.00%～72.00%的超純磁鐵礦精礦。由于它的精選效果非常突出,深受國(guó)內(nèi)外廣大磁鐵礦選礦廠的歡迎,至今已有上百個(gè)磁鐵礦選礦廠應(yīng)用裕豐磁選柱500余臺(tái)。(2)裕豐磁選柱精選磁鐵礦有3種效益類型:①質(zhì)量效益類型,該類型靠磁選柱的精選作用可以使低品位磁鐵礦精礦,品位由58.00%～63.00%提高到64.00%～68.00%,在不減產(chǎn)或稍有減產(chǎn)情況下,由于品位的提高,SiO2等雜質(zhì)的降低而增值,達(dá)到提高效益的目的;②增產(chǎn)效益類型,該類型是磁鐵礦選礦廠精礦的品位等質(zhì)量達(dá)到或滿足要求,品位一般在65.00%～68.00%,甚至還高也可以使用裕豐磁選柱精選。如果仍生產(chǎn)65.00%～68.00%品位的精礦,使用磁選柱時(shí)允許適當(dāng)放粗磨礦粒度,往往允許放粗-200目含量5～10個(gè)百分點(diǎn),增產(chǎn)幅度達(dá)10.00%～40.00%;③混合效益類型。該類型是磁鐵礦選礦廠的精礦品位離要求還差1～2個(gè)百分點(diǎn),而采用磁選柱精選該精礦時(shí),品位提高幅度為3～5百分點(diǎn)時(shí),除了滿足提高品位1～2個(gè)百分點(diǎn)外,還富余2～3個(gè)品位百分點(diǎn)可以用來(lái)適當(dāng)放粗磨礦粒度,比如放粗5～8個(gè)百分點(diǎn)-200目含量,也會(huì)有相當(dāng)?shù)脑霎a(chǎn),如增產(chǎn)8%～15%。該類型靠既提