淮北煤系高嶺土干法除鐵研究

張紅星

（淮北金巖高嶺土總廠，安徽 淮北 235000）

淮北煤系高嶺土干法除鐵研究

張紅星

（淮北金巖高嶺土總廠，安徽 淮北 235000）

通過對淮北煤系高嶺土原礦特性和熟料干法強磁除鐵試驗研究，證實了干法除鐵工藝的有效性和實用性，除鐵后的產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。

煤系高嶺土；干法強磁；除鐵

高嶺土是重要的工業(yè)材料，在塑料、橡膠、造紙、涂料、陶瓷、冶金、耐火材料及化工行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，長期以來，我國主要開發(fā)利用的是軟質(zhì)和砂質(zhì)的白色高嶺土，隨著市場需求和優(yōu)質(zhì)高嶺土資源的減少，人們不得不轉(zhuǎn)向開發(fā)煤系硬質(zhì)高嶺土資源，目前已有十多年的歷程。我國煤系高嶺土資源豐富，分布面積很廣，但煤系高嶺土含有一定的鐵、鈦、有機碳等，限制其部分應(yīng)用領(lǐng)域。本文對淮北煤系高嶺土的特性和有害物質(zhì)尤其是鐵進行了系統(tǒng)的除鐵工藝的試驗研究，效果明顯。

1 礦床特征及礦石性質(zhì)

淮北煤系高嶺土礦床類型屬于沉積型，產(chǎn)于上古生界二疊系，與煤層伴生，范圍與煤層基本一致，其層位厚度2～3m，礦體穩(wěn)定，僅閘河礦區(qū)已探明儲量3.4億t，遠景儲量4.8億t。

淮北煤系高嶺土為硬質(zhì)高嶺土，凝膠塊狀結(jié)構(gòu)、貝殼狀斷口、質(zhì)硬性脆，有滑膩感，顏色以淺灰、深灰為主。礦石中主要礦物成分為高嶺石，含量大于95%，其形態(tài)呈顯微鱗片狀微晶集合體，顆粒度較小，片徑1～2μm左右，晶體輪廓清晰。另外，礦石中還有菱鐵礦0.7%～2.7%及少量水云母、地開石、方石英、碳酸鹽礦物等。化學(xué)成分及物理指標(biāo)見表1。

從表1可以看出礦石中有益成分Al2O3、SiO2等含量穩(wěn)定，變化很小。

表1 礦石化學(xué)組成及物理指標(biāo)

礦石中Fe2O3主要以菱鐵礦形式存在(詳見表2)，以及小部分的赤鐵礦和少量的其他狀態(tài)的鐵，這些鐵是淮北煤系高嶺土礦石中的主要有害物質(zhì)，且含量變化較大，鐵含量高低決定了煤系高嶺土礦石品質(zhì)的好壞。菱鐵礦為鮞粒狀，鮞粒直徑一般在0.5mm左右，與高嶺石有著明顯差異，且分布多呈星散狀或集合體存在，其顏色呈褐黑色，含量占全鐵的82.5%，是除鐵的主要對象。

表2 礦石中鐵的賦存狀態(tài)及比例

2 永磁干法強磁除鐵技術(shù)及效果

2.1 試樣制備

試驗樣品取自淮北煤系高嶺土原礦和煅燒過后的熟料。依次經(jīng)過破碎—細碎—粗磨—篩分等工序，分別制作成不同粒度的試驗樣品。試樣化學(xué)成分見表3。

表3 試樣物化性能指標(biāo)

2.2 除鐵設(shè)備

本次除鐵試驗使用干式永磁強力磁選機，其主要性能指標(biāo)如下：轉(zhuǎn)環(huán)外徑1 000mm、轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速2～4 r/min、干礦處理量2～3t/h、額定背景場強0.8T。

2.3 除鐵試驗及效果

除鐵試驗過程中，根據(jù)所用設(shè)備的即時可調(diào)性能，依次對磁輥轉(zhuǎn)速、進料量大小等分別調(diào)整對比，不同粒度分別進行試驗，按照首先滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提，最終確定一個最佳的綜合指標(biāo)。這樣經(jīng)過多次反復(fù)試驗，結(jié)果如表4、表5所示。

表4 高嶺土原礦干法強磁除鐵試驗結(jié)果

表5 高嶺土熟料干法強磁除鐵試驗結(jié)果

由此次試驗數(shù)據(jù)得到不同粒度原礦和熟料的磁選除鐵效果，見下圖。

從圖中可以看出，在其他設(shè)備技術(shù)條件不變的情況下，物料的粒度差別是影響分選的主要因素，對除鐵效果影響最大，除鐵幅度隨粒度變細而呈現(xiàn)上升趨勢，達到120目時效果最佳，但粒度細于120目后，除鐵效果呈現(xiàn)下降趨勢，處理量基本上是隨著粒度的變細而減小。

3 結(jié)語

通過對試驗結(jié)果進行綜合分析研究比較后，得出如下結(jié)論：

(1) 通過永磁干法強磁除鐵后，高嶺土原礦鐵含量最高降幅達到48.5%，熟料鐵含量最高降幅可達62.3%，除鐵效果顯著。

(2) 淮北煤系高嶺土原礦和熟料除鐵效果均受物料粒度差別影響較大，物料粒度在80～120目之間時除鐵效果最好，且高嶺土熟料要比原礦除鐵效果更顯著。

(3) 如果分別對精礦再進行二次或三次除鐵提純降低鐵含量，是完全可能的，以滿足不同層次用戶要求，達到經(jīng)濟效益最大化。

(4) 淮北煤系高嶺土的永磁干法強磁除鐵工藝可靠，經(jīng)濟效益較高，尤其應(yīng)用在生粉除鐵工藝中，較原使用濕法除鐵采用配漿、攪拌、50kW裝機除鐵機激磁除鐵、干燥等工藝流程相比，工藝更簡單，效率更高，效果更佳，因此在大規(guī)模、系列化的工業(yè)生產(chǎn)中，該除鐵工藝具有節(jié)能、高效率、易操作、維修量小等獨特優(yōu)勢。

(5) 在干法除鐵工藝中，隨著物料粒度越細，會粘附在永磁強磁除鐵機滾筒表面形成料層，影響除鐵效果，因此處理量大大降低，后經(jīng)工藝改進，現(xiàn)采用的轉(zhuǎn)環(huán)式激磁干法除鐵機使用效果良好，彌補了永磁干法強磁除鐵機在200～300目粒度物料除鐵工藝的不足。

Study on Dry Removing Iron From Huaibei Coal Series Kaolin

ZHANG Hong-xing
(Huaibei Golden Rock Kaolin Plant, Huaibei 235000, China)

The study of characteristics of coalseries kaolin ore in Huaibei and the clinker dry magnetic iron removal pilot confirmed that the dry method is effective and the iron removal process, is practical so the quatity of the iron product would be enhanced.

kaolin of coal series; dry magnetic; iron removal

P619.232;TD924.1

A

1007-9386(2012)03-0027-02

2012-03-14