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磁选和电选试验

放大字体  缩小字体    发布日期:2020-05-22  浏览次数:719
核心提示:磁选试验磁选主要用于从矿石中回收或脱除磁铁矿和磁黄铁矿,以及在重介质选矿过程中 回收硅铁等磁性介质,但亦常用于处理其他黑色金属矿石和有色、稀有金属重选精矿。 除此以外,在陶瓷和玻璃材料的准备、冶金产品的处理、工业和生活废渣
 磁选试验

磁选主要用于从矿石中回收或脱除磁铁矿和磁黄铁矿,以及在重介质选矿过程中 回收硅铁等磁性介质,但亦常用于处理其他黑色金属矿石和有色、稀有金属重选精矿。 除此以外,在陶瓷和玻璃材料的准备、冶金产品的处理、工业和生活废渣中钢铁的回收、 污水和废气净化等方面,磁选亦有其广泛的用途。我国富产的弱磁性铁矿物,如赤铁 矿,可在磁化焙烧后用弱磁场磁选机选别,亦可直接用强磁场磁选机选别。

磁选是按照矿物磁性分离矿物,因而试验工作一般从磁性分析开始,然后再在实验 室磁选机中做工艺性试验。

矿石的磁性分析

磁性分析包括比磁化率测定和磁性矿物含量测定两部分,后者亦称磁性组分分析, 类似于重选中的密度组分分析。

比磁化率测定方法可参看本手册磁选篇。按比磁化率"的大小可将矿物分为三 类:(1)强磁性矿物,如磁铁矿和磁黄铁矿,"大于35X10-63/千克;(2)弱磁性矿物, 如赤铁矿、黑钨矿和钽铁矿等,X为(7.5 ~0.1)x 10-63/千克:(3)非磁性矿物,如白钨 矿、锡石、方铅矿和石英等,"小于0.1 x 10-63/千克。

磁性组分分析一般使用磁选管和弗朗兹(Franz)型磁力分析仪等专用磁性分析装

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2-13磁选管

(1)磁选管 如图2-13所示,适用于测定细粒物料中强磁性矿物的含量。试验装 置主要由电磁铁1和以40 - 45。倾角斜置于磁极间的玻璃分选管3组成,后者用滑架2 支承,电动机通过传动装置带动分选管作往复上下移动和左右转动。试验时首先打开 进水管4,向管内加水到高出磁极头约10厘米处,接通直流电源,调节励磁电流强度到 规定值,开动传动装置,然后称取若干克试料,置小烧杯中润湿后徐徐给入分选管中。 试样加完后自管上端放细水流冲洗,同时打开下面的排水管使管内水面保持一定。此 时磁性矿粒在磁场的作用下被吸附在磁极附近的管内壁上上下滑动,非磁性颗粒则缓 缓下落并随洗水从下部管口排出,玻璃管的上下移动和左右回转有利于清除夹杂于磁 性颗粒中的非磁性颗粒。一般在连续冲洗5-15分钟后,就不再有矿粒随水流出。表 明分选已经终了。此时可切断电流,放出磁性矿粒。最后将磁性产品和非磁性产品脱 水,烘干,称量,并在必要时送化学分析,据此算出矿石中磁性矿物的含量以及有用元素 在两种产品中的分布率。试料粒度取决矿石嵌布特性和试验要求,但不宜大于0.5 ~1 毫米,磁选管的最高磁场强度可达240千安/米。

(2)磁力分析仪 如图2-14所示,适用于干式和湿式分析物料中弱磁性矿物的含 量,主要由铁芯1、磁极头2、励磁线圈3、电振分选槽4、电磁振动器7和支架8组成。分 选槽有三种:

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2-14磁力分析仪

干式分离用的带振动器的分选槽和快速分选槽,以及湿式分离用的玻璃分选管,最 常用者是第一种。9是手轮,有两个,分别用于调节分选槽的纵向和横向坡度。应用带 振动器的分选槽进行干式分选时,试料由给料斗5流入分选槽中,在振动状态下逐渐由 首部向尾部流动,并在磁力和重力的综合作用下按磁性分流成左右两条试料带,分别流 入两个接料容器6中。如果磁力分析仪中的磁极头形状设计成极间间隙中各处 HgradH(H—磁场强度)相等,就叫做“等磁力分析仪”。在等磁力磁场中,矿粒的分离精 度高,分离结果不受粒度组成的影响。试验时最好先用副样探索分选条件,包括励磁电 流强度、振动器振动强度,分选槽的纵向和横向坡度等。釆用不同的励磁电流强度,就 可得到具有不同比磁化率的磁性组分。

磁性组分分析结果的处理方法与密度组分分析类似。例如,可根据原矿的磁性分 桁结果绘出磁选可选性曲线,可根据选矿产品的分析结果绘出磁性组分在磁选产品中 的分配曲线。

B磁选工艺试验

磁选工艺试验的任务是,研究矿石的可选性,确定矿石的入选粒度、选别流程和条 件,以及可能达到的工艺指标。

试验通常是在磁性分析的基础上进行。强磁性矿物,用弱磁场磁选机回收,磁场强 度一般小于100 ~ 250千安/米;弱磁性矿物须用强磁场磁选机选别,磁场强度通常为 0.5 ~10兆安/米。磁选流程一般比较简单,但也应包括粗、精和扫选作业,必要时须考 虑釆用阶段磨选流程。在试验过程中须根据分离情况调节各项工艺参数,包括:给矿粒 度、给矿速度、磁场强度和补给水量等。磁场强度通常靠改变励磁电流强度的方法调 节,有时磁极间的工作间隙的大小也是可调的,但这时磁场强度和磁场梯度将同时发生 变化。

实验室用磁选设备的结构与工业设备类似,只是尺寸较小,且易于调节。

!强磁性矿石磁选试验

强磁性矿石,主要是指磁铁矿矿石,试验流程取决于矿石的嵌布粒度。嵌布粒度粗 的先要考虑釆用干式磁选或干湿联合磁选流程的可能性。干式磁选前通常须分级。我 国常见的细粒嵌布贫铁矿,除非是在缺水地区,一般均釆用湿式磁选法。试验时需要确 定选别段数和各段的磨矿细度。一般釆用1~2段磨选流程,要求生产高纯精矿时可能 需要增加选别段数,一般釆用鼓式磁选机做主要选别设备,磁力脱水槽做辅助设备。磁 力脱水槽可在磁选前用来排除部分尾矿和细泥,磁选后对精矿起浓缩和提高品位的作 用。磁选精矿一般不需要进行多次精选。

弱磁性矿石湿式强磁选试验

弱磁性铁矿石磁选试验可釆用两个方案:(1)磁化焙后磁选法,这时的磁选方法与 强磁性矿石相同,关键是要做磁化焙烧试验,这点我们将在下一专题中讨论;(2)强磁场 磁选法,试验程序与弱磁性矿石相似,即先做磁力分析,判断矿石釆用强磁选的可能性, 并据此确定入选粒度,再根据矿石入选粒度和矿物磁性,选择选矿流程和试验设备。由 于强磁选本身是一个发展中的技术,设备结构、型号更新换代很快,所以表中设备尚不 能看作是定型设备。

(1) 湿式强磁力分析仪亦可看作是分批操作的实验室用显式强磁选机,是我国吸 收国外琼斯和埃里兹型磁选机的某些特点试制的小型试验设备,湖北探矿仪器厂和天 津矿山仪器厂均有生产,型号分别为XCSQ-50 + 70和XCQS-79。湖北产设备构造如 图2-15所示,分选箱一般由五块纯铁制成的齿板和两块铝质挡板组成。齿板高170 毫米、宽80毫米。最高磁场强度为1840千安/米。有效分选粒度1~ 0.038毫米,设备 标称处理量4~5千克/时,可同时分出精、中、尾矿三个产品。此设备已为国内大多数 选矿试验单位试用,可以满足强磁场磁力分析和评价可选性研究工作的需要。

(2) 仿工业型实验用湿式强磁选机为选矿设计服务的强磁选试验,需要用较多的 矿样,釆用仿工业型的强磁选机,进行系统的流程试验和条件试验,确定所选用强磁选 机对所研究矿石的适用性,以及合适的选别流程和操作条件。因而工艺研究工作往往 同设备研制工作结合进行。我国许多选矿研究单位都研制过自己的湿式强磁选机。例 如,长沙矿冷研究院设计制造了可供半工业试验用的仿琼斯型湿式强选机,转盘直径1 米。最大磁场强度1360千安/米,可用来处理各种弱磁性铁矿石。

(3) 高梯度磁选机高梯度强磁选机是在普通强磁选机基础上发展起来的,磁场梯 度(就钢毛介质而言)较普通磁选机高10 ~ 100倍,可达8000 x 107安/米2( 107高斯/厘 米),这就为磁性颗粒提供了强大的磁力来克服流体阻力和重力,使微细弱磁性颗粒能 被有效地回收,在高岭土提纯和水处理方面已获得工业应用。我国除了对高梯度磁选 机的制造正积极进行研究以外,江苏地质矿产局测试中心和北京有色冶金设计研究总 院中国矿业试验中心等单位还从国外引进了一些实验型高梯度磁选机,可供各方面研究工作使用。

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图2-15分批操作湿式强磁选机

1-搅拌器;-搅拌桶;3 -给矿阀;-三通阀;-冷却水套;

6 -扁嘴运动拉杆;7 -铜扁嘴;8 -励磁线圈;9 -铁芯;
10-分选箱;11-承矿斗;12、13.14 -精、中、尾矿收集箱;

15 -偏心轮;16-微动开关

弱磁性矿石干式强磁选试验

干式强磁选法,目前主要用于有色金属和稀有金属矿石重选粗精矿的分离。例如, 可以在640千安/米(8000奥)的磁场强度下使黑钨矿同锡石、白钨矿分离。常用的试验 设备为电磁盘式和辊式强磁选机,试料粒度一般不得大于3毫米。

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图2-16实验室还原焙烧装置

1-氯化钙干燥管;2 -压力计;3 -气体流量计;4 -瓷管;

5-管状电炉;6-热电偶;7 -高温表;8 -煤气灯

(二)磁化焙烧试验

实验室磁化焙烧试验的目的仅在于确定釆用磁化焙烧工艺的可能性和大致指标, 并为下一步磁选试验提供试样,而焙烧工艺条件要在中间试验甚至工业试验时才能确 定。

试验一般先在实验室型焙烧炉中进行。常用的有管状炉、坩埚炉、马弗炉以及实验 室型竖炉、转炉和沸腾炉等。炉型根据试验深度和矿石性质,首先是粒度确定。试验中 需要调节和考察的工艺因素为温度、气氛、粒度、时间、添加剂种类和用量以及空气过剩 系数等。在实验室型管状炉中用煤气进行磁化焙烧的小型装置如图2_16所示。试样 粒度一般为3 - 0毫米,试样重量视瓷管直径而定,30~ 40毫米的反应瓷管每次可焙烧 20-30克试样,焙烧矿质量可用磁选管检查。如果要用磁选机做选别试验,就应选用 瓷管直径为100毫米的大号管炉,此时每次焙烧矿量可达500 - 1000克。试验前应注 意用氮气驱除瓷管中的空气。

还原焙烧效果可用焙烧产品中氧化亚铁与全铁含量比值百分数,即还原度评价,也 可直接根据焙烧产品中磁性组分的含量判断。

(三)电选试验

早期电选主要用于分离重选粗精矿,如锆石、金红石、钛铁矿和独居石;锡石和钽、 铌铁矿;锡石和白钨矿。近年来应用范围逐渐扩大,已用于精选赤铁矿精矿、生产超纯 铁精矿、分离长石和石英、选别磷矿石及金刚石粗精矿,并已成功地实现了钾盐电选的 工业应用。

矿物用电选法分离的可选性,可根据矿物的电性质,如介电常数、电阻、比导电度和 整流性等判断。一般情况下,介电常数大于10-12以上的属导体,电阻小于106欧的属 良导体,等于106~1。7欧的属中等导体,大于10*欧的表明导电性很差。介电常数和电 阻都可用来判断矿物用电选分离的可能性。比导电度是矿物在高压电极作用下偏离正 常轨迹所需最低电压的相对值,可大致地估计其分选电压。矿物的整流性用来判断电 极应带正电还是负电。例如,只能获得负电的矿物,叫负整流性,此时电极应带正电。 本篇表2 -1中列出了重要矿物的介电常数,其他数据可查阅本书15篇(电选)。

实验室电选试验,一般釆用鼓式电选机。电选机所釆用的电场有静电场、电晕电场 和复合电场三种。目前应用最广的是复合电场电选机。电选机均带有高压装置,可将 电压变至4-6万伏甚至更高。有效分选粒度一般为1 -0.075毫米。选别前,试料必 须按粒度分级,一般须预热,有时需加药剂进行表面处理。研究过程中要确定下列选别 条件:试样的粒度、分级比、试样加热温度、表面药剂预处理方法和条件、圆筒的转速、电 位差、电极间的距离及每米筒长的生产率。有时还要比较选择电场的类型、电极的形 状、制造给矿槽和分选圆筒的材料。

为了探讨电选分离情况,可将分选筒下方承矿箱分成许多区域,以便分别接取具有 不同电性的产品,分别计量和化验,并据此绘制可选性曲线,确定分离界限和选别指标。

        
 
 
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