磁性螺旋溜槽回收細粒鈦鐵礦試驗

陳曉鳴 嚴 鵬 陳力行

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明650093;2.昆明梵闐盛科技有限公司，云南昆明650000)

鈦鐵礦是鈦存在的主要形式，也是國民經濟用鈦的主要來源。由于鈦鐵礦可選性較差，因此，選礦指標一直不理想，細粒和微細粒鈦鐵礦回收效果尤其不理想。為響應國家建設資源節約型、環境友好型綠色礦山的號召，同時也為了提升企業的經營業績，各選鈦廠均加強了對細粒鈦鐵礦回收的研究和實踐［1-2］。

由于螺旋溜槽具有結構簡單、安裝與操作方便、占地面積小、處理能力大、選別指標可控性好等特點［3-6］，因而成為我國鈦粗選的主要設備。但普通的螺旋溜槽對細粒鈦鐵礦，尤其對－0.074 mm的鈦鐵礦回收效果不理想。陳力行等最新研制的磁性螺旋溜槽是一種適合細粒、微細粒鈦鐵礦物分選的改進型螺旋溜槽，本研究將對相同規格的磁性螺旋溜槽的分選效果與常規螺旋溜槽的分選效果進行對比。

1 磁性螺旋溜槽的結構、分選原理及特點

磁性螺旋溜槽的結構與常規螺旋溜槽相同，差異之處在于磁性螺旋溜槽的槽內表面涂有磁性耐磨涂料，對槽內運動的磁性顆粒有一定的磁力吸引。

磁性螺旋溜槽的工作原理:礦漿從溜槽頂端沿溜槽面滑落，其中的礦物顆粒均受到重力、浮力、離心力、流體沖擊力和摩擦力的綜合作用，而磁性顆粒同時還受到溜槽面的磁力作用，顆粒的運動軌跡不斷分化——密度較小且無磁力吸引的礦物顆粒相對處于礦漿的上層，在以強大水流為主的諸力作用下有向溜槽滑道的外側運動的趨勢;密度較大且有磁力吸引的礦物顆粒相對處于礦漿的下層，這些礦物顆粒由于受到較大的槽面摩擦力及磁力作用，水流的沖擊作用相對減弱，且在較大的重力和磁力作用下，有向溜槽滑道內側移動的趨勢。隨著礦漿不斷向下運動，輕而無磁力吸引的顆粒越來越向溜槽外側運動、重而有磁力吸引的顆粒越向溜槽內側運動，礦物在溜槽的出口端呈現從外側向內側密度逐漸增大，磁性逐漸增強的分布規律，從而實現目的礦物與脈石礦物的初步分離［7-9］。

磁性螺旋溜槽與普通溜槽相比，可以加速鈦鐵礦物的下沉，阻礙鈦鐵礦向溜槽外側運動，因而具有提高細粒鈦鐵礦回收率、降低鈦鐵礦回收粒度下限的效果［10］。

螺旋溜槽上的磁性耐磨涂層的充磁時間間隔為1個月左右，充磁場強根據礦物性質不同而改變，使用壽命比常規螺旋溜槽略長，可作為鈦鐵礦粗選設備，具有較高的拋尾效率。

2 礦石性質

2.1 礦石主要化學成分

試驗用礦石取自云南武定某高泥風化鈦鐵礦，礦石磨礦時會產生大量的微細泥。礦石主要化學成分分析結果見表1。

表1 礦石主要化學成分分析結果Table1 Themain chem ical component analysis results of the ore %

從表1可以看出，礦石中 TiO2含量不高，為6.28%，有害元素S含量較低，屬低品位鈦鐵礦。

2.2 礦石粒度篩析

將礦石碎磨至－0.1 mm占80%后進行粒度篩析，結果見表2。

表2 碎磨產品粒度篩析結果Table2 The sieve analysis results of particles size after comm inution

從表2可以看出，碎磨產品中0.074～0.038 mm粒級產率為30.21%，TiO2品位為10.66%，TiO2分布率為51.14%，表明TiO2在該粒級有明顯的富集現象;－0.038 mm粒級產率為42.68%，TiO2品位為4.51%，TiO2分布率為30.65%，該粒級是磨礦產品中較高品位和較高TiO2分布率的粒級，其回收效果的好壞直接關系到分選指標的高低。

3 試驗方法及設備參數

試驗用BLL－600型單頭常規螺旋溜槽對0.074～0.038 mm、－0.038 mm粒級產品分別進行工藝條件研究，然后在確定的工藝條件下用同型號的磁性螺旋溜槽分別對0.074～0.038、－0.038 mm粒級產品進行分選。螺旋直徑為600 mm，螺距為360 mm，螺旋圈數為5圈，螺紋縱向傾角為9°，磁性螺旋溜槽表面磁場強度為318 kA/m。

4 試驗結果與討論

4.1 0.074～0.038 mm粒級試驗

4.1.1 常規螺旋溜槽試驗

4.1.1.1 給礦量試驗

常規螺旋溜槽給礦量試驗的給礦濃度為20%，試驗結果見表3。

表3 常規螺旋溜槽給礦量試驗精礦指標Table3 The titanium concentrate index at different capacity by conventional spiral chute

從表3可以看出，隨著給礦量的增加，精礦TiO2品位上升、回收率下降。綜合考慮，確定后續試驗給礦量為5.4 L/min。

4.1.1.2 給礦濃度試驗

常規螺旋溜槽給礦濃度試驗的給礦量為5.4 L/min，試驗結果見表4。

表4 常規螺旋溜槽給礦濃度試驗精礦指標Table4 The titanium concentrate index at different feeding density by conventional spiral chute %

從表4可以看出，給礦濃度從11%提高至20%，精礦TiO2品位變化不大，但TiO2回收率明顯下降;繼續提高給礦濃度至25%，精礦TiO2品位和回收率均下降。綜合考慮，確定后續試驗的給礦濃度為14%，對應的精礦TiO2品位為27.03%，TiO2回收率為72.20%。

4.1.2 磁性螺旋溜槽試驗

4.1.2.1 相同工藝參數下的磁性螺旋溜槽試驗

磁性螺旋溜槽試驗的給礦量為5.4 L/min，給礦濃度為14%，試驗結果見表5。

表5 磁性螺旋溜槽試驗結果Table5 The results by usingmagnetic spiral chute%

從表5可以看出，磁性螺旋溜槽在給礦量為5.4 L/min，給礦濃度為14%的情況下，獲得了TiO2品位為27.19%，TiO2回收率為86.04%的鈦精礦。

4.1.2.2 磁性螺旋溜槽給礦量擴大試驗

為探索磁性螺旋溜槽擴大處理量的可能性，在給礦濃度為14%的情況下，進行了加大處理量試驗，試驗結果見表6。

表6 磁性螺旋溜槽給礦量擴大試驗精礦指標Table6 The titanium concentrate index of the expanding feeding quantity experiments by magnetic spiral chute

從表6并結合表5可以看出，給礦量由5.4 L/min提高至7.8 L/min，精礦TiO2品位僅提高1.82個百分點，但回收率卻大幅下降18.44個百分點，即提高處理量將帶來精礦TiO2回收率的明顯下降。

4.1.3 0.074～0.038 mm粒級物料不同螺旋溜槽分選效果比較

(1)與常規螺旋溜槽比較，在給礦量均為5.4 L/min，給礦濃度均為14%的情況下，磁性螺旋溜槽精礦TiO2品位和TiO2回收率分別提高0.16個百分點和13.86個百分點。

(2)在精礦TiO2指標相當的情況下，磁性螺旋溜槽可將系統的處理能力從5.4 L/min提高至7.8 L/min，升幅高達44%。

4.2 －0.038 mm粒級試驗

4.2.1 常規螺旋溜槽試驗

4.2.1.1 給礦量試驗

常規螺旋溜槽給礦量試驗的給礦濃度為16%，試驗結果見表7。

表7 常規螺旋溜槽給礦量試驗精礦指標Table7 The titanium concentrate index of feeding capacity by conventional spiral chute

從表7可以看出，隨著給礦量的增加，精礦TiO2品位上升，TiO2回收率下降。綜合考慮，確定后續試驗給礦量為4.2 L/min。

4.2.1.2 給礦濃度試驗

常規螺旋溜槽給礦濃度試驗的給礦量為4.2 L/min，試驗結果見表8。

表8 常規螺旋溜槽給礦濃度試驗精礦指標Table8 The titanium concentrate index of feeding concentration experiments by conventional spiral chute %

從表8可以看出，提高給礦濃度，精礦TiO2品位變化不大，但TiO2回收率明顯下降。因此，確定后續試驗的給礦濃度為10%，對應的精礦TiO2品位為8.48%，TiO2回收率為42.83%。

4.2.2 磁性螺旋溜槽試驗

4.2.2.1 相同工藝參數下的磁性螺旋溜槽試驗

磁性螺旋溜槽試驗的給礦量為4.2 L/min，給礦濃度為10%，試驗結果見表9。

從表9可以看出，磁性螺旋溜槽在給礦量為4.2 L/min，給礦濃度為10%的情況下，獲得了TiO2品位為8.43%，TiO2回收率為57.88%的鈦精礦。

表9 磁性螺旋溜槽試驗結果Table9 The result by usingmagneticspiral chute%

4.2.2.2 磁性螺旋溜槽給礦量擴大試驗

為探索磁性螺旋溜槽擴大處理量的可能性，在給礦濃度為10%的情況下，進行了加大處理量試驗，試驗結果見表10。

表10 磁性螺旋溜槽給礦量擴大試驗精礦指標Table1 0 The titanium concentrate index of the expanding feeding quantity experiments by magnetic spiral chute

從表10并結合表9可以看出，給礦量由4.2 L/min提高至4.5 L/min，精礦TiO2品位下降0.20個百分點，TiO2回收率僅提高0.62個百分點;繼續提高給礦量至9.0 L/min，精礦TiO2品位雖然提高了1.72個百分點，但TiO2回收率卻下降了13個百分點，即磁性螺旋溜槽僅有小幅提高處理量的效果。

4.2.3 －0.038 mm粒級物料不同螺旋溜槽分選效果比較

(1)與常規螺旋溜槽比較，在給礦量均為4.2 L/min，給礦濃度均為10%的情況下，磁性螺旋溜槽精礦TiO2品位僅小幅下降0.05個百分點，但TiO2回收率卻大幅度提高15.05個百分點。

(2)在精礦TiO2指標相當的情況下，磁性螺旋溜槽可將系統的處理能力從4.2 L/min提高至9.0 L/min，提高的幅度達114%。

5 結論

(1)用BLL－600型單頭常規螺旋溜槽處理粒度為0.074～0.038 mm的云南武定某高泥風化鈦鐵礦石，在給礦濃度為14%、給礦量為5.4 L/min的情況下，經1次粗選即可獲得TiO2品位為27.03%，回收率為72.20%的鈦粗精礦;－0.038 mm粒級產品在給礦濃度為10%、給礦量為4.2 L/min的情況下，經1次粗選即可獲得 TiO2品位為8.48%，回收率為42.83%的鈦粗精礦。

(2)用相同規格的磁性螺旋溜槽處理粒度同為0.074～0.038 mm的鈦鐵礦石，在給礦濃度為14%、給礦量為5.4 L/min的情況下，經1次粗選即可獲得TiO2品位為27.19%，回收率為86.04%的鈦粗精礦;－0.038 mm粒級產品在給礦濃度為10%、給礦量為4.2 L/min的情況下，經1次粗選即可獲得TiO2品位為8.43%，回收率為57.88%的鈦粗精礦。

(3)在相同工藝條件下，用相同規格型號的磁性螺旋溜槽分別處理0.074～0.038 mm和－0.038 mm粒級的鈦鐵礦石，在精礦TiO2品位相當的情況下，可比常規螺旋溜槽提高TiO2回收率分別達13.86個百分點和15.05個百分點。

(4)在精礦TiO2指標相當的情況下，磁性螺旋溜槽可顯著提高系統的處理能力。

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