張大勇，牛福生

(河北聯(lián)合大學(xué)，河北 唐山 063009)

藍(lán)晶石屬于藍(lán)晶石高族高鋁礦物，具有多種形態(tài)的A12O3·SiO2或A12SiO5，理論組成A12O362.92%、SiO237.08%。藍(lán)晶石在經(jīng)過高溫煅燒莫來石化后，具有耐火度高、高溫載荷大、抗化學(xué)腐蝕、熱膨脹性低、抗磨性和絕緣性強、耐急冷急熱以及熱態(tài)機械強度高等特點，使其成為冶金、建材和其他工業(yè)部門的重要基礎(chǔ)原料[1]。我國藍(lán)晶石礦除極少數(shù)富礦(常因含有剛玉引起)外，絕大多數(shù)藍(lán)晶石礦石因A12O3含量較低，必須經(jīng)過分離選別。藍(lán)晶石精礦中，常因含有石榴石、赤鐵礦、磁鐵礦、金紅石、鈦鐵礦等磁性礦物含量超過允許標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其工業(yè)價值降低，因此藍(lán)晶石的磁選工藝研究也是研究的一個熱點。近幾年來，國內(nèi)磁選設(shè)備發(fā)展很快，在設(shè)備規(guī)模上向大型化發(fā)展，在結(jié)構(gòu)形式上向多樣化發(fā)展，在產(chǎn)品規(guī)格上向系列化發(fā)展，在控制方式上很多采用了程序控制、模塊電路和自動監(jiān)控等，大力發(fā)展和采用了高效磁選技術(shù)，特別是高效節(jié)能磁選設(shè)備的研制[2-6]。本實驗使用的LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機，就是此類型設(shè)備之一。

1 試驗礦樣性質(zhì)分析

對河北某藍(lán)晶石礦進(jìn)行了多元素分析，分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果(單位：%)

原礦經(jīng)工藝礦物學(xué)鑒定得知，該礦樣主要礦物為石榴藍(lán)晶石云母片巖和藍(lán)晶石石榴石片麻巖，巖石中的礦物組成主要是藍(lán)晶石、石英、黑云母、石榴石、長石，少量紅柱石；金屬礦物主要為磁鐵礦，極少量黃鐵礦。藍(lán)晶石顆粒大小在0.5～8.2mm之間。部分與磁鐵礦等礦石礦物不規(guī)則毗連鑲嵌，部分與云母呈包裹型鑲嵌。石英是主要脈石礦物之一，大小一般為0.4～0.6mm，多與云母、藍(lán)晶石、磁鐵礦等礦物規(guī)則毗連鑲嵌。石榴石顆粒大小在0.4～6.7mm之間，平均5.1mm。該藍(lán)晶石礦中，藍(lán)晶石分布不均勻，多與石英、云母等礦物不規(guī)則毗連鑲嵌，同時，其內(nèi)部多包裹石英。云母顆粒與長石顆粒大小一般在0.5～0.9mm之間，與石英、石榴石等礦物不規(guī)則毗連鑲嵌。磁鐵礦粒度一般為0.1～0.4mm之間，主要與石英、藍(lán)晶石等礦物呈不規(guī)則毗連鑲嵌。藍(lán)晶石礦樣多元素分析結(jié)果見表1。

2 立式感應(yīng)濕式強磁選機的簡介

試驗時采用LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機，該磁選機是沈陽隆基集團(tuán)開發(fā)和推廣的一種高效、穩(wěn)定、節(jié)能的強磁濕選設(shè)備。主要由轉(zhuǎn)環(huán)、感應(yīng)介質(zhì)、鐵軛、勵磁線圈、脈動機構(gòu)、支架和進(jìn)出礦斗及沖水裝置組成。其轉(zhuǎn)環(huán)立式轉(zhuǎn)動，環(huán)內(nèi)裝有含鉻不銹鋼聚磁感應(yīng)介質(zhì)，磁介質(zhì)在背景磁場中感應(yīng)出非常強的感應(yīng)磁場，進(jìn)而通過感應(yīng)出的高強磁場對物料進(jìn)行分選。給入的礦漿沿上鐵軛縫隙流經(jīng)轉(zhuǎn)環(huán)，轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)的磁介質(zhì)在很強的背景磁場中被磁化，磁介質(zhì)表面形成梯度極高磁場，礦漿中磁性顆粒便被吸著在磁介質(zhì)表面，隨轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動被帶至頂部的無磁場區(qū)，再通過沖洗水將磁性物料沖入精礦斗中，非磁性顆粒沿下鐵軛縫隙流入尾礦斗中排走。

該設(shè)備背景磁場強度高，分選區(qū)背景磁場都可達(dá)到1T以上且均勻分布，可做到分選區(qū)磁場無漏點；在低電流控制，電控部分運行穩(wěn)定，元器件為常用器件，便于維修；勵磁部分采用恒流源控制，分選磁場強度可任意調(diào)節(jié)以達(dá)到最佳分選效果；整機耗電量低，采用隔離變壓器，有效防止觸電現(xiàn)象的發(fā)生，使設(shè)備更加安全。LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機的優(yōu)點，使其在許多弱磁性礦物分選中得以應(yīng)用。

根據(jù)試驗礦樣藍(lán)晶石的礦石性質(zhì)以及LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機的特點，本試驗對藍(lán)晶石進(jìn)行了試驗室和工業(yè)試驗研究。

3 實驗與結(jié)果討論

3.1 強磁選別細(xì)度實驗

在磨礦細(xì)度為-0.074mm分別占45%、55%、65%、75%和85%后，采用LGS系列立式感應(yīng)濕式強磁選機進(jìn)行磁選，磁場強度為8000Oe，作業(yè)濃度為30%，沖程為20mm，沖次為240次/min。強磁選試驗結(jié)果見圖1、圖2。

圖1 磨礦細(xì)度與鐵品位關(guān)系曲線圖

圖2 磨礦細(xì)度與Al2O3回收率、品位關(guān)系曲線圖

從圖5、圖6可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，強磁精礦中鐵的品位呈逐漸上升趨勢。由試驗結(jié)果可知，鐵尾礦品位和氧化鋁的回收率隨著磨礦細(xì)度增加逐漸增高，說明含鐵礦物粒度基本較粗，而含鋁礦物相對粒度較細(xì)。因此綜合試驗結(jié)果，選擇磨礦細(xì)度-0.074mm占65%為適宜的磨礦細(xì)度。

3.2 磁場強度條件試驗

在強磁細(xì)度為-0.074mm占65%，沖程為20mm，沖次為320次/min的情況下，采用LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機，在磁場強度分別為6000、8000、12000、14000、16000奧斯特(Oe)、作業(yè)濃度30%的條件下，進(jìn)行強磁選試驗。試驗結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，隨著磁場強度的增加，除鐵效果越來越明顯，雖然強磁精礦中鐵品位有所下降，但其回收率明顯提高。為盡可能降低原礦中鐵礦物含量，在磁場強度16000Oe時，對強磁中礦和強磁尾礦合并再選。由試驗結(jié)果可知，再選后二次強磁中礦和二次強磁尾礦中的鐵品位實現(xiàn)了大幅度降低。在磁場強度16000Oe條件下，如果將一次強磁精礦和二次強磁精礦合并，二次強磁中礦和二次強磁尾礦合并，則可實現(xiàn)強磁拋除52.86%礦樣。由于藍(lán)晶石比磁化系數(shù)較低，因此拋除這一部分強磁精礦中含量極低，大部分的藍(lán)晶石礦物則被分離到二次強磁中礦和二次強磁尾礦合并后的礦樣，此鐵尾礦品位降低到TFe 1.69%。

表2 磁場強度條件試驗結(jié)果

3.3 脈動沖程條件試驗

改變LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機的脈動沖程，將改變分選區(qū)礦漿松散程度，適宜的脈動沖程將改善磁性產(chǎn)品中非磁性礦物及連生體的夾帶狀況，提高精礦品位。但脈動沖程太大，會影響鼓膜的使用壽命，同時也會影響細(xì)粒級目的礦物的回收[7]。為找到適宜的脈動沖程，在磁場強度為16000Oe、-0.074mm 65%、作業(yè)濃度為30%、脈動沖次為320次/min條件下，進(jìn)行了脈動沖程條件試驗，試驗結(jié)果見表3。

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，脈動沖程為25mm時，鐵精礦品位和回收率都比脈動沖程為20mm時略高，鐵尾礦鐵的品位明顯低于20mm；當(dāng)脈動沖程25mm時選別效果較好。因為在脈動流體力作用下，容易把夾帶在精礦中的貧連生體帶走。綜合考慮脈動沖程選擇25mm。

表3 脈動沖程實驗結(jié)果

3.4 脈動沖次條件試驗

LGS系列立式感應(yīng)濕式強磁選機分選箱中礦漿的松散程度及精礦中非磁性物夾雜程度是靠改變沖程沖次來進(jìn)行調(diào)整的。選擇適宜的沖程沖次，可幫助獲得較理想的磁選效果，從而為浮選提供合適的給礦。在作業(yè)濃度為30%、脈動沖程為25mm、磁場條件為16000 Oe條件下，進(jìn)行脈動沖次試驗。試驗結(jié)果見表4。

表4 脈動沖次實驗結(jié)果

從表4數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)磁感應(yīng)強度、沖程不變，只改變沖次時，沖次320次/min比240次/min的磁選精礦產(chǎn)率略有減少，精礦品位有所提高，尾礦的品位低于240次/min，且尾礦Al2O3的品位和回收率都要率高240次/min，所以沖次選擇320次/min。

3.5 連續(xù)運轉(zhuǎn)工業(yè)試驗

對LGS系列立式感應(yīng)濕式強磁選機進(jìn)行連續(xù)運轉(zhuǎn)工業(yè)試驗，在礦漿質(zhì)量濃度為30%左右、脈動沖程為25mm。磁場條件為16000 Oe、脈動沖次為320次/min、兩段磁選的條件下，連續(xù)運轉(zhuǎn)30個工班。對30班試驗結(jié)果進(jìn)行平均，在給礦品位為TFe為7.68%，Al2O3為20.87%的條件下，得到TFe品位為13.41%，回收率為88.96%強磁精礦，以及得到鐵品位為1.56%、Al2O3品位為22.38%、回收率為42.66%的強磁尾礦。

4 結(jié)論

1) 通過實驗的研究分析，在磨礦細(xì)度-0.074mm

占65%、脈動沖程25mm、礦漿質(zhì)量濃度為30%、脈動沖次320次/min，磁感應(yīng)強度16000 Oe、兩段磁選的情況下，能夠得到TFe為13.41%、回收率為88.96%強磁精礦，以及得到Al2O3為22.38%、含鐵為1.56%、回收率為42.66%的強磁尾礦。

2) LGS立式感應(yīng)濕式強磁選機在該藍(lán)晶石礦選別中的應(yīng)用，有效的降低了藍(lán)晶石粗精礦中鐵的品位，為后續(xù)的浮選作業(yè)提供了有利的保障，較大提升了藍(lán)晶石精礦的工業(yè)價值,從而提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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