CN109530079A - 磁重联合分选工艺 - Google Patents

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Abstract

一种磁重联合分选工艺,其特征在于,包括以下步骤:(1)利用磁选机对弱磁性矿物进行粗选得到粗精矿;(2)利用细粒Fe3O4颗粒对粗精矿进行磁罩盖处理,使Fe3O4颗粒选择性的罩盖于粗精矿中弱磁性矿物表面;(3)将经磁罩盖处理的粗精矿送至带磁场的离心机中进行精选,得到重产物和轻产物,收集重产物即得到精矿产品。本发明的磁重联合分选工艺利用磁罩盖的方法提高弱磁性矿物的磁性,利用磁力离心机的磁场使细粒级弱磁性矿物发生团聚作用,最后在离心机离心作用下,进入到重产品中成为精矿,可以大大提高细粒级弱磁性矿物的回收率。

Description

磁重联合分选工艺
技术领域
本发明属于矿物加工领域,尤其涉及一种弱磁性矿物分选的工艺。
背景技术
弱磁性矿产资源主要有赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、钛铁矿、黑钨矿、锰矿及钽铌稀土矿等。这些弱磁性矿产原料在我国经济发展中发挥了重要作用。高梯度磁选是处理弱磁性矿物的常用方法,但由于存在脉石矿物的机械夹杂,单一的高梯度磁选作业难以获得合格的弱磁性矿物精矿产品,生产中通常采用高梯度磁选进行粗选,所得粗精矿再进行浮选精选获得最终精矿产品,工艺流程复杂,浮选药剂消耗大,生产指标不稳定,且会产生污染。
相比于磁浮联合分选工艺,磁重联合分选工艺日益受到重视。近年来,采用高梯度磁选进行弱磁性矿物的粗选,将得到的粗精矿用离心机进行精选,可以获得较好的分选指标。但弱磁性矿物采用采用高梯度磁选配合离心机的磁-重联合分选工艺,一个重要的问题是重选工艺中细粒级弱磁性矿物流失较严重。如何强化重选过程中弱磁性矿物的分选,提高细粒级弱磁性矿物的回收率,是磁-重联合分选工艺进一步推广应用的关键。因此,开发新型弱磁性矿物磁重联合分选工艺,对弱磁性矿物的高效加工利用具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种细粒级弱磁性矿物回收率高的磁重联合分选工艺。为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种磁重联合分选工艺,包括以下步骤:
(1)利用磁选机对弱磁性矿物进行粗选得到粗精矿;
(2)利用细粒Fe3O4颗粒对粗精矿进行磁罩盖处理,使Fe3O4颗粒选择性的罩盖于粗精矿中弱磁性矿物表面;
(3)将经磁罩盖处理的粗精矿送至带磁场的离心机中进行精选,得到重产物和轻产物(主要成分为脉石矿物),收集重产物即得到精矿产品。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述细粒Fe3O4颗粒的粒度为100nm-5μm。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,磁罩盖处理的方法包括疏水团聚处理、凝聚处理和高分子絮凝处理中的任一种。疏水团聚处理包括以下步骤:首先配制Fe3O4颗粒悬浮液,再向悬浮液中加入表面活性剂,调节pH并加热煮沸得到分散均匀的Fe3O4颗粒溶液,最后将Fe3O4颗粒溶液加入粗精矿中,搅拌;凝聚处理包括以下步骤:调节粗精矿矿浆的pH,再向粗精矿矿浆中加入Fe3O4颗粒,搅拌后加入电解质调节剂,再搅拌处理;高分子絮凝处理包括以下步骤:向粗精矿矿浆中加入Fe3O4颗粒,搅拌后加入高分子絮凝剂,再搅拌处理。
采用疏水团聚作用的磁罩盖,即利用表面活性剂,在细粒Fe3O4颗粒和弱磁性矿物表面形成疏水表面膜,并进一步形成团聚体,弱磁性矿物磁化率大大提高。采用凝聚作用的磁罩盖,原理是通过调节矿浆中电解质的量和pH来调节细粒Fe3O4颗粒与目标矿物的分散和凝聚状态,当体系总相互作用能最低时,细粒Fe3O4颗粒与目标矿物发生凝聚,从而大大增加弱磁性矿物的磁化率。采用高分子絮凝作用的磁罩盖,原理是高分子物质的官能团通过“桥连”作用使细粒Fe3O4颗粒与目标矿物絮凝,从而增强目标矿物的磁性。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述弱磁性矿物包括赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、锰矿、黑钨矿和钽铌稀土矿中的任一种。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述弱磁性矿物进行粗选前先经过粉碎、调浆处理,粉碎是指将弱磁性矿物粉碎至-200目占80-95%,调浆是指将粉碎后的弱磁性矿物调节至质量浓度为25-35%的浆液。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,将所述粗精矿调节成质量浓度为30-45%的浆液后再进行磁罩盖处理。
在一般的离心机中,细粒级弱磁性矿物虽然比重较一般脉石矿物大,但是颗粒粒度小,所受离心力也较小,在离心分选的过程中处于分选流膜的上层,容易随着脉石矿物一起进入轻矿物产物中,造成细粒级弱磁性矿物的回收率偏低。本发明中磁重联合分选工艺可以显著提升细粒级弱磁性矿物的回收率,原理如下:利用疏水磁化、凝聚作用或高分子絮凝作用使细粒Fe3O4颗粒选择性地罩盖于弱磁性矿物表面,大大增强弱磁性矿物的磁性。离心机中引入磁场后,磁场接近匀强磁场,没有磁场梯度,对弱磁性矿物颗粒没有直接磁吸引作用,因此,对于不经处理的弱磁性矿物颗粒,匀强磁场对颗粒的运动行为的影响很弱。弱磁性矿物经磁罩盖处理后,磁性大大增强,在外磁场的作用下,磁性颗粒之间因磁偶极子相互作用力形成磁链,细粒弱磁性矿物颗粒之间相互吸引或者细粒弱磁性矿物颗粒附着于粗粒弱磁性矿物上,形成更大的磁性团聚体。在离心机的离心作用下,磁性矿物团聚体受到更大的离心力,进入离心分选流膜的底层,成为重矿物产品,因而能够大幅度提高细粒级弱磁性矿物的回收率。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述带磁场的离心机是指离心机的外壁设有用于提供磁场的磁线圈,所述离心机包括内筒、外筒、给矿管与用于带动所述内筒转动的主轴,所述给矿管的出口位于所述内筒的底部,所述磁线圈环绕于所述外筒的外壁。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述带磁场的离心机是指离心机的内外两侧设有用于提供磁场的导磁组件,所述离心机包括内筒、外筒、给矿管与用于带动所述内筒转动的主轴,所述给矿管的出口位于所述内筒的底部,所述导磁组件包括相互配合产生磁场的内导磁板与外导磁板,所述内导磁板设于所述内筒的内部,所述外导磁板设于所述外筒的外部。
上述两种带磁场的离心机中,采用磁线圈方式产物的磁场较分散,能量利用率不高。采用导磁组件的方式为更优选的方案,内外导磁板上绕线圈,线圈通电后,内外导磁板形成两个磁极,内外导磁板之间产生磁场,这种方式产生的磁场相对集中,能量利用率高。
本发明中,离心机内筒倾角范围为2-8°,内外筒所用材料为不导磁的不锈钢,内筒转速范围为0-2500r/s,由主轴驱动。
本发明中,离心机可为周期式离心机或连续式离心机,采用连续式离心机可以实现弱磁性矿物的连续分选。
另外,本发明中,为了进一步提高细粒级弱磁性矿物的回收率,还可以对磁选机进行进一步优化,具体体现在对磁选机的磁介质进行优化。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述磁选机为立环高梯度磁选机,所述立环高梯度磁选机包括转环、磁场发生装置与给料系统,所述给料系统设于转环内部,所述转环上连续、均匀的设有多个磁介质堆,所述磁介质堆包括多个平行间隔排布的磁介质,所述磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部与导磁部,所述不导磁部与导磁部相互固接,且磁介质中的不导磁部朝向转环中心,转环最底端的磁介质堆中的导磁部与不导磁部的结合面垂直于背景磁场方向。
上述磁重联合分选工艺中,优选的,所述磁介质呈柱状或环状,所述不导磁部的边缘为用于引流的平滑曲面结构或尖角结构。更优选的,所述不导磁部的横截面呈半菱形或半椭圆形,所述导磁部的横截面呈半菱形或半椭圆形。
上述立环高梯度磁选机具有以下优点:1、立环高梯度磁选机的磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部与导磁部,给矿中的磁性颗粒与非磁性颗粒经过磁介质时,不导磁部没有磁力,不会捕收磁性颗粒,且由于不导磁部的引流作用,给矿基本全部从不导磁部经过而不会累积于不导磁部,可以消除常规磁介质上游颗粒的累积,消除磁性颗粒在磁介质上游的累积,使大部分或者全部磁性颗粒在磁介质下游累积,减少给矿流对磁性矿物累积区的直接冲击,从而减少或者消除机械夹杂,提高细粒弱磁性矿物的回收率,提高回收矿物的品位。2、立环高梯度磁选机的磁介质的不导磁部与导磁部采用特定的形状,通过对不导磁部与导磁部的形状控制,其与材质相配合,使磁介质产生更有利于磁性矿物捕收的流场和磁场,可以进一步强化磁介质的作用效果,减小或消除机械夹杂的同时,强化弱磁性矿物的捕收效率。3、立环高梯度磁选机的磁介质可以直接适用于现有常规磁选机,无需对现在磁选机的结构进行改进即可直接使用,实际应用更加便捷。4、立环高梯度磁选机能够有效减少堵塞现象,因而无需施加振动,可以去掉脉动发生器,成本更低的同时,有利于提高细粒级弱磁性矿物的捕收效率。
利用上述立环高梯度磁选机与磁力离心机相配合,一方面立环高梯度磁选机得到的粗精矿中杂质含量更少,品位更高,细粒级弱磁性矿物的回收率高,另一方面,对立环高梯度磁选机出来的粗精矿进行磁罩盖处理,在磁力离心机的作用下,可以尽可能的进一步提高细粒级弱磁性矿物的回收率。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明的磁重联合分选工艺利用磁罩盖的方法提高弱磁性矿物的磁性,利用磁力离心机的磁场使细粒级弱磁性矿物发生团聚作用,最后在离心机离心作用下,进入到重产品中成为精矿,可以大大提高细粒级弱磁性矿物的回收率。
2、本发明的磁重联合分选工艺具有环保、能耗低、分选效率高、成本低、易于调节和控制等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中磁力离心机的结构示意图。
图2为本发明实施例1中磁力离心机的另一种结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明磁重联合分选工艺的工艺流程图。
图5为实施例2中立环高梯度磁选机中磁介质的结构示意图。
图6为实施例2中立环高梯度磁选机的转环结构示意图。
图例说明:
1、给矿管;2、内筒;3、磁线圈;4、外筒;5、主轴;6、内导磁板;7、外导磁板;10、不导磁部;20、导磁部;40、转环;50、给料系统。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1:
如图4所示,一种磁重联合分选工艺,包括以下步骤:
(1)将品位为20%的镜铁矿强磁尾矿粉碎至-200目占85%,调浆至质量浓度为30%,作为立环脉动高梯度磁选机的给矿,在磁场强度为5000-14000GS的条件下进行分选,得到品位为45%的粗精矿;
(2)将得到的粗精矿调浆至质量浓度为35%,采用凝聚法进行弱磁性矿物的磁罩盖处理,处理方式如下:调节矿浆pH至6.5左右,向矿浆中加入1%(与给矿质量比)的细粒Fe3O4颗粒,搅拌时间为5min,然后加入25g/t(相对于给矿)的六偏磷酸钠,继续搅拌3min;
(3)将经磁罩盖处理的粗精矿给入到周期式磁力离心机中,离心机转速400r/min,离心机外线圈匝数400,电流强度8A,离心分离2min后,收集内筒2内部的重产物和外部的轻产物,其分别为精矿产品和尾矿产品,其中精矿产品铁品位53%,作业回收率80%。
如图1、2、3所示,本实施例中,离心机包括内筒2、外筒4、给矿管1与用于带动内筒2转动的主轴5,给矿管1的出口位于内筒2的底部。离心机中磁场的引入方式有以下两种情况:第一,磁线圈3环绕于外筒4的外壁用于提供磁场,第二,导磁组件用于提供磁场,导磁组件包括设于内筒2内部的内导磁板6与设于外筒4外部的外导磁板7,两块导磁板形成两个磁极,两块导磁板之间产生磁场。
本实施例中,也可直接将周期式离心机替换为连续式磁力离心机,连续式磁力离心机中磁场的引入方式也分为磁线圈3和导磁组件两种方式,可以实现弱磁性矿物的连续生产。
实施例2:
本实施例中的磁重联合分选工艺及离心机均与实施例1相同,不同之处在于分选工艺中的立环脉动高梯度磁选机为具有以下结构的立环高梯度磁选机,具体结构为:立环高梯度磁选机(不含有用于施加脉动流的脉动发生器)包括转环40、磁场发生装置与给料系统50,给料系统50设于转环40内部,转环40内连续、均匀的设有磁介质堆,磁介质堆由多个磁介质组合而成。其中,磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部10与导磁部20,不导磁部10与导磁部20相互固接,不导磁部10的边缘为用于引流的平滑曲面结构或尖角结构(如半椭圆形或半菱形),导磁部20要求其应能产生较大的磁场范围(如半椭圆形或半菱形),以更多的捕收给矿中的磁性颗粒。如图5所示,图中示出的磁介质的不导磁部10与导磁部20的横截面均为半圆形(还可根据需求更改不导磁部10与导磁部20的形状)。如图6所示,为本实施例中立环高梯度磁选机的转环40结构示意图。
本实施例的立环高梯度磁选机中,磁介质中的不导磁部10朝向转环40中心,转环40最底端的磁介质堆中的导磁部20与不导磁部10的结合面垂直于背景磁场方向。
利用本实施例中的立环高梯度磁选机与磁力离心机相配合,一方面立环高梯度磁选机得到的粗精矿中杂质含量更少,品位更高,细粒级弱磁性矿物的回收率高,另一方面,对立环高梯度磁选机出来的粗精矿进行磁罩盖处理,在磁力离心机的作用下,可以尽可能的进一步提高细粒级弱磁性矿物的回收率。

Claims (10)

1.一种磁重联合分选工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)利用磁选机对弱磁性矿物进行粗选得到粗精矿;
(2)利用细粒Fe3O4颗粒对粗精矿进行磁罩盖处理,使Fe3O4颗粒选择性的罩盖于粗精矿中弱磁性矿物表面;
(3)将经磁罩盖处理的粗精矿送至带磁场的离心机中进行精选,得到重产物和轻产物,收集重产物即得到精矿产品。
2.根据权利要求1所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述细粒Fe3O4颗粒的粒度为100nm-5μm。
3.根据权利要求1所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,磁罩盖处理的方法包括疏水团聚处理、凝聚处理和高分子絮凝处理中的任一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述弱磁性矿物包括赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、锰矿、黑钨矿和钽铌稀土矿中的任一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述弱磁性矿物进行粗选前先经过粉碎、调浆处理,粉碎是指将弱磁性矿物粉碎至-200目占80-95%,调浆是指将粉碎后的弱磁性矿物调节至质量浓度为25-35%的浆液;并且,将所述粗精矿调节成质量浓度为30-45%的浆液后再进行磁罩盖处理。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述带磁场的离心机是指离心机的外壁设有用于提供磁场的磁线圈(3),所述离心机包括内筒(2)、外筒(4)、给矿管(1)与用于带动所述内筒(2)转动的主轴(5),所述给矿管(1)的出口位于所述内筒(2)的底部,所述磁线圈(3)环绕于所述外筒(4)的外壁。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述带磁场的离心机是指离心机的内外两侧设有用于提供磁场的导磁组件,所述离心机包括内筒(2)、外筒(4)、给矿管(1)与用于带动所述内筒(2)转动的主轴(5),所述给矿管(1)的出口位于所述内筒(2)的底部,所述导磁组件包括相互配合产生磁场的内导磁板(6)与外导磁板(7),所述内导磁板(6)设于所述内筒(2)的内部,所述外导磁板(7)设于所述外筒(4)的外部。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述磁选机为立环高梯度磁选机,所述立环高梯度磁选机包括转环(40)、磁场发生装置(30)与给料系统(50),所述给料系统(50)设于转环(40)内部,所述转环(40)上连续、均匀的设有多个磁介质堆,所述磁介质堆包括多个平行间隔排布的磁介质,所述磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部(10)与导磁部(20),所述不导磁部(10)与导磁部(20)相互固接,且磁介质中的不导磁部(10)朝向转环(40)中心,转环(40)最底端的磁介质堆中的导磁部(20)与不导磁部(10)的结合面垂直于背景磁场方向。
9.根据权利要求8所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述磁介质呈柱状或环状,所述不导磁部(10)的边缘为用于引流的平滑曲面结构或尖角结构。
10.根据权利要求9所述的磁重联合分选工艺,其特征在于,所述不导磁部(10)的横截面呈半菱形或半椭圆形,所述导磁部(20)的横截面呈半菱形或半椭圆形。
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