SLon－4000磁選機回收攀鋼鈦尾礦中鈦的工業試驗

黃會春 何桂春 王洪彬 胡 俊

(1.贛州金環磁選設備有限公司;2.江西理工大學資源與環境工程學院;3.攀鋼集團礦業有限公司設計研究院)

隨著世界經濟的高速發展，需要更多更好的礦產品作為工業原料［1］。礦產資源日益貧化和復雜難選礦增多的現實，要求選礦設備向大型化、自動化、高效率和低成本方向發展，以適應大規模現代選礦工業的發展［2］。SLon－4000脈動高梯度磁選機正是在這種需求背景下開發出來的，它是贛州金環磁選設備有限公司最新研制的最大型號脈動高梯度磁選機，具有處理量大、性能穩定、操作維護方便、能耗低和占地面積小等優點。本文介紹該設備的特點及其對攀鋼選鈦尾礦中的鈦進行再回收的工業試驗結果。

1 SLon－4000高梯度磁選機簡介

1.1 主要技術參數

SLon－4000脈動高梯度磁選機仍主要由脈動機構、激磁線圈、鐵軛、轉環、各種礦斗和水斗組成［3］，其外觀見圖1，主要技術參數見表1。

1.2 主要特點

圖1 SLon－4000磁選機外觀

表1 SLon－4000磁選機主要技術參數

(1)處理量大，性能穩定。SLon－4000脈動高梯度磁選機處理能力可達到550 t/h，是目前國內處理能力最大的高梯度磁選機。該設備通過優化磁系設計、減少漏磁、降低電阻和提高電效率等技術措施，具有良好的激磁性能。采用低電壓大電流激磁，有利于提高激磁線圈的安全可靠性;該激磁線圈為空心銅管繞制，水內冷散熱，冷卻水直接貼著銅管內壁流動，因此散熱效率高。此外，由于冷卻水的流速較高，微細泥沙不易沉淀，可以保證激磁線圈長期穩定工作。

(2)能耗低。SLon脈動高梯度磁選機的大型化有利于降低處理每噸礦石的電耗。不同型號SLon脈動高梯度磁選機的電耗對比如圖2所示。可見，設備型號越大，其電耗越低。如SLon－1000磁選機的單位電耗為5.07 kWh/t，而SLon－4000磁選機的單位電耗僅為 0.44 kWh/t，后者比前者節能91.32%;又如目前工業上大量使用的SLon－2000磁選機的單位電耗為1.10 kWh/t，SLon－4000磁選機與與其相比節能60%。

圖2 各型號SLon磁選機的電耗

(3)占地面積小。單臺SLon－4000脈動高梯度磁選機的處理能力相當于8臺SLon－2000脈動高梯度磁選機的處理能力，但其占地面積與4臺SLon－2000脈動高梯度磁選機的占地面積相當，可節省用地50%。

(4)操作維護方便。SLon－4000脈動高梯度磁選機的整流變壓器由水冷改為風冷，避免了因水結垢而引起的變壓器發熱問題;采用全數字可控硅調壓，方便了激磁電流的調節;風冷型控制柜的晶閘管安裝空間更大，結構也更簡單，維護十分方便。

2 工業試驗

2.1 給礦

攀鋼某尾礦綜合回收選礦廠主要從攀鋼選鈦廠尾礦中再回收鐵和鈦，其中選鈦采用螺旋溜槽粗選—SLon－1500脈動高梯度磁選機和浮選精選工藝流程。由于螺旋溜槽對細粒鈦鐵礦的回收能力很差，導致粗選和全流程的鈦回收率分別只有10%和3%左右，鈦精礦(TiO2品位47%)年產量僅2萬t左右。隨著攀鋼選鈦廠選鈦技術水平的提高，其排出尾礦的TiO2含量逐漸下降，該綜合回收選礦廠如果不進行技術改造，鈦精礦產量將進一步減少。為了提高對鈦的綜合回收能力，該廠與贛州金環磁選設備有限公司合作，于2011年11月進行了采用SLon－4000脈動高梯度磁選機代替螺旋溜槽的工業試驗。

試驗中SLon－4000脈動高梯度磁選機給礦(攀鋼選鈦廠尾礦)的TiO2品位在5.3% ～6.7%的范圍內波動，其粒度分析結果見表2。

從表2可以看出，給礦中－400目粒級的產率達到37.64%，且52.31%的TiO2分布在該粒級。所以，要提高鈦回收率，重點是加強細粒級鈦鐵礦的回收。

2.2 條件試驗

根據給礦性質，采用 3 mm棒介質，固定沖程為20 mm，著重對背景磁感應強度、沖次和處理量進行了條件試驗。

表2 給礦粒度分析結果

2.2.1 背景磁感應強度試驗

暫定沖次為200次/min、控制干礦處理量在450 t/h左右(給礦濃度約33%)，考察背景磁感應強度對分選指標的影響，同時測定各背景磁感應強度下的激磁功率，試驗結果見表3。

表3 背景磁感應強度試驗結果

由表3可知:隨背景磁感應強度提高，鈦粗精礦的TiO2回收率和激磁功率上升，而鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位下降。當背景磁感應強度由0.709 T提高到0.997 T時，鈦粗精礦的TiO2回收率和激磁功率分別由40.15%和57.60 kW上升到56.87%和79.22 kW，鈦粗精礦和尾礦的 TiO2品位分別由13.15%和3.87%下降至10.57%和3.24%;但背景磁感應強度由0.876 T提高到0.997 T時，尾礦TiO2品位和鈦粗精礦TiO2回收率變化不大。因此，確定背景磁感應強度為0.876 T。

2.2.2 脈動沖次試驗

固定背景磁感應強度為0.876 T，控制干礦處理量在450 t/h左右(給礦濃度約33%)，考察脈動沖次對分選指標的影響，試驗結果見表4。

表4 脈動沖次試驗結果

由表4可知:隨脈動沖次提高，鈦粗精礦的TiO2回收率下降，而鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位上升。當脈動沖次由200次/min提高到350次/min時，鈦粗精礦的TiO2回收率由62.84%降低至51.18%，鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位分別由12.51%和3.23%上升至13.35%和3.69%。綜合考慮各指標，確定脈動沖次為250次/min。

2.2.3 處理量試驗

固定背景磁感應強度為0876 T、脈動沖次250次/min，考察干礦處理量(給礦濃度約33%)對分選指標的影響，試驗結果見表5。

表5 處理量試驗結果

由表5可知:隨干礦處理量提高，鈦粗精礦和尾礦的TiO2品位上升，而鈦粗精礦的TiO2回收率下降。當干礦處理量由230 t/h提高至550 t/h時，鈦粗精礦和尾礦的TiO2分別由12.04%和3.29%上升至13.78%和4.26%，鈦粗精礦的TiO2回收率由64.82%下降至52.22%。兼顧各項指標，干礦處理量應控制在460 t/h左右。

2.3 連續運行試驗結果

選定操作條件后，進行了72 h的連續運行試驗，所得綜合結果見表6。

表6 72 h連續運行綜合指標 %

表6表明，在給礦TiO2品位為6.20%條件下，經SLon－4000磁選機1次選別，即可獲得產率為29.02%、TiO2品位為 13.22%、TiO2回收率為61.88%的鈦粗精礦，TiO2回收率比原來采用螺旋溜槽時提高了50個百分點以上。

對連續運行試驗各產品進行篩析，結果見表7。

表7 連續運行試驗產品篩析結果

從表7可以得知:給礦、鈦粗精礦和尾礦中+100目粒級的TiO2品位較低，TiO2品位提高幅度較大的粒級為－400目粒級。鈦粗精礦中+200目粒級的產率為44.22%、TiO2品位為9.85%、TiO2回收率為70.32%，+400目粒級的產率65.92%、TiO2品位為10.83%、TiO2回收率為70.45%，－400目粒級的產率為34.08%、TiO2品位為17.33%、TiO2回收率為59.51%。以上結果說明，SLon－4000脈動高磁度磁選機對細粒鈦鐵礦回收效果較理想。

需要指出的是，受現場條件限制，試驗時SLon－4000磁選機的精礦沖洗水量和水壓較小;此外，考慮到給礦中有少部分粒度較粗的顆粒，為防止介質堵塞，SLon－4000磁選機安裝的是 3 mm棒介質。這些都對選別指標有不利影響。若增大精礦沖洗水量和水壓并安裝較細棒介質，鈦粗精礦回收率應該還會進一步提高。

3 結論

(1)新研發的SLon－4000脈動高梯度磁選機具有處理量大、性能穩定、操作維護方便、能耗低和占地面積小的優點。

(2)SLon－4000脈動高梯度磁選機對攀鋼選鈦尾礦中的鈦鐵礦回收效果明顯，在給礦TiO2品位為6.20%的條件下，通過1次選別可以獲得產率為29.02%、TiO2品位為 13.22%、TiO2回收率為61.88%的鈦粗精礦，TiO2回收率比采用螺旋溜槽時提高了50個百分點以上。產品篩析結果表明，SLon－4000脈動高梯度磁選機對－400目粒級鈦鐵礦具有較好的回收能力。

［1］ Chen Luzheng，Xiong Dahe，Huang Huichun．Pulsating high-gradient magnetic separation of fine hematite from tailings［J］.Minerals＆ Metallurgical Processing，2009，26(3):163-168．

［2］ 熊大和，劉建平．SLon脈動與振動高梯度磁選機新進展［J］.金屬礦山，2006(7):4-7，47．

［3］ 熊大和．SLon立環脈動高梯度磁選機分選紅礦的研究和應用［J］.金屬礦山，2005(8):24-29．