0 前言

SLon立环脉动高梯度磁选机是我国20世纪80年代末期发明的一种新型高效磁选设备, 经过十几年的不断研究, 它以其独特的结构、性能和效果巳经受到国内外用户的一致认可, 并予以高度重视和密切关注。在短短的十多年中, SLon磁选机以较快的速度实现了大型化、系列化, 不仅具有SLon-750、SLon-1000、SLon-1250、SLon-1500、SLon-1750、SLon-2000等多种规格, 并在设备结构、传动方式、冷却系统、磁系保护、磁介质和自动控制等方面作了不少改进, 使其可靠性和选矿性能有了明显的改善和提高。目前, 该设备在鞍钢、马钢、宝钢、昆钢和攀钢等大型企业均得到了工业应用。SLon磁选机选别攀钢选钛厂微细粒级钛铁矿在工业生产中巳获得成功应用, 并推进了选钛技术的进步^[1~2], 笔者就SLon磁选机能否用于攀钢选钛厂选钛流程给矿的粗选抛尾问题进行探讨研究。

1 设备结构与工作原理

SLon立环脉动高梯度磁选机主要特点是转环立式旋转、反冲精矿, 并配有矿浆脉动机构, 由于其独特新颖的结构, 使该机具有富集比大、回收率高、分选粒度宽、不易堵塞和适应性强、工作稳定、便于操作与维护等优点。

该机主要由图 1所示的13部分组成, 其中脉动机构、激磁线圈、铁轭和转环是关键部件。脉动机构由U型鼓膜、冲程箱和电机组成, 脉动冲程和冲次可调节; 激磁线圈用空心铜管绕制, 工作时以水内冷方式冷却; 转环采用非导磁不锈钢制造, 沿转环周边具有若干个矩型分选室, 每个室都装有不锈钢磁介质。对每个分选室的磁介质而言, 给矿方向与冲洗磁性精矿的方向相反, 粗颗粒不必穿过磁介质堆便可冲洗出来。该机工作时, 立式转环沿顺时针方向旋转, 矿浆从给矿斗进入后, 沿着上铁轭缝隙流经转环, 通过分选区时, 矿浆中的磁性颗粒即被磁介质所吸附, 并随转环带至上部无磁场区, 被冲洗水冲入精矿斗; 非磁性颗粒则沿下铁轭缝隙进入尾矿斗。脉动作用可以使矿粒群始终保持较好的松散状态, 利于大幅度提高磁性精矿质量, 反冲精矿可防止磁介质堵塞。这些措施既保证了该机可有效回收下限为0.010mm左右的弱磁性矿物, 又使其分选上限提高到2mm, 从而扩大了分选粒级范围和简化了筛分作业, 特别是经过近几年磁选机结构及磁介质性能的不断改进, 其性能更加优异, 整机性能大大提高, 选矿效果进一步改善, 这在众多用户的实际应用中得到证实。

2 选矿试验研究

攀枝花选钛厂原设计为强磁选粗选工艺, 因当时所选用的强磁设备的磁介质堵塞频繁, 致使在生产中无法实现强磁粗选抛尾的设计指标, 而改用重选手段以实现粗选抛尾方案, 但由于钛铁矿嵌布粒度细, 重选回收率低, 导致选钛流程钛回收率只有22%左右。1989年, SLon磁选机问世后, 攀枝花选钛厂即率先将其用于回收原视为尾矿排放的微细粒级钛铁矿, 并在原矿含TiO₂9.23%, -0.045mm占65%~70%情况下, 获得了磁性精矿品位TiO₂ 19.58%, 回收率63.12%的良好指标。1996年, 直接将SLon磁选机嵌入现场流程, 完成72h分流试验之后, 即作为主体设备投入生产, 使全厂钛回收率提高9个百分点以上。为了进一步挖掘潜力, 提高全厂钛回收率, 强化粗选流程、改善粗选效果, 能否采用SLon磁选机替代目前螺旋溜槽和螺旋选矿机等重选抛尾设备, 实现粗选磁选抛尾是一个值得研究与探讨的课题。因此, 结合攀枝花选钛厂的生产实际情况, 对攀枝花选钛厂提供的尾矿进行了试验研究, 探索SLon磁选机用于粗选抛尾的可能性, 从而为粗选流程改造提供依据。

2.1 小型试验

选铁厂尾矿含TiO₂8.30%~10.38%, 其中-0.045mm粒级金属量占57.58%~42.00%, -0.074mm粒级金属量占76.00%~60.00%, 经SLon-100磁选机一次选别的试验结果见表 1。

从表 1可知, 选铁尾矿不分级采用SLon-100磁选机一次选别可以获得钛精矿产率为31.53%~ 44.10%, TiO₂品位17.28%~20.16%, 回收率73.62%~ 84.92%的试验指标。

2.2 扩大试验

在小型试验的基础上, 为验证SLon磁选机选别攀枝花选铁厂尾矿的效果, 采用SLon-1000磁选机进行了扩大试验, 其结果分别见表 2和表 3。

从表 2可见, 当磁场强度为0.420T时, 获得钛精矿产率为37.42%, 精矿品位为19.32%, 回收率为72.14%的良好指标。从表 3可见, 复核试验钛精矿产率45.10%, 精矿品位17.86%, 回收率79.04%;尾矿产率为54.90%, 含TiO₂3.90%, TiO₂损失率为20.96%。扩大试验结果说明, 攀枝花选铁厂尾矿亦即选钛厂全粒级给矿采用SLon立环脉动高梯度磁选机一次粗选抛尾是完全可行的, 既简化了粗选流程, 又改善了粗选效果。

3 方案讨论

根椐试验结果, 结合现场生产流程, 经反复分析、研究之后, 对攀枝花选铁厂尾矿选钛流程提出了两个强化处理的方案, 即磁-浮-电和磁-浮流程(详细流程略), 以下简称方案一和方案二。若攀枝花选铁厂尾矿全部入选选钛流程, 每年入选量600万t、含TiO₂9%, 方案一钛精矿品位47.88% (TiO₂)、回收率46.25%, 方案二钛精矿品位47.61% (TiO₂)、回收率44.58%, 通过计算机模拟生产现场后续各作业指标进行比较和计算, 则有

采用方案一每年可新增钛精矿量为:

600×9%×46.25% / 47.88%= 52.16万t

采用方案二每年可新增钛精矿量为:

600×9%×44.58% / 47.61%= 50.56万t

钛精矿价格为500~ 600元/ t, 按500元/ t计算, 则有

采用方案一的年产值为:

51.26万t×500元/ t= 26080万元

采用方案二的年产值为:

50.56万t×500元/ t= 25280万元

4 结论

(1) 探讨了SLon磁选机用于全粒级钛铁矿选矿的可能性, 获得了较好的试验结果, 为粗选流程改造提供了依据。

(2) 提出的两个选钛流程方案钛回收率分别为46.25%和44.58%, 均比原生产指标有较大幅度的提高, 二者比较, 无论从指标、成本、效益或环境保护角度考虑, 磁-浮-电流程优于磁-浮流程。

(3) 因时间和试料限制, 只对主要参数——磁场强度的影响作了比较试验, 其他条件有待作更进一步的研究和探索, 今年拟开展现场工业试验, 以进一步印证各项技术经济指标, 从而确保粗选流程改造的成功。