利用懸振錐面選礦機(jī)對瓦斯泥中鐵進(jìn)行高效回收的試驗(yàn)研究
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王 玲，聶軼苗，戴奇卉，張晉霞，王 森，李卓林
（華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009）
摘要：高爐瓦斯泥中含有碳、鐵等有用元素，文中采用懸振錐面選礦機(jī)對瓦斯泥浮選提碳后尾礦中的鐵進(jìn)行高效回收，對懸振錐面選礦機(jī)的幾個(gè)影響因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：在盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315次／min，盤面回轉(zhuǎn)振動周期為150s/r，給礦濃度為15%，沖洗水量為0.25t／h，給礦速度為0.5L/s的條件下對瓦斯泥浮選尾礦進(jìn)行選別，能夠得到品位為60. 75%，回收率為82. 12%的鐵精礦。同時(shí)與利用搖床回收鐵的試驗(yàn)進(jìn)行了對比，認(rèn)為懸振錐面選礦機(jī)比搖床更適合對高爐瓦斯泥中的鐵進(jìn)行選別。
關(guān)鍵詞：懸振錐面選礦機(jī)；瓦斯泥；鐵；高效回收
中圖分類號：TD45 文章編號：1004-4051(2016)03-0132-04
高爐瓦斯泥是高爐煉鐵過程中隨煤氣排出的細(xì)小顆粒，經(jīng)濕式除塵后而得到的泥漿狀產(chǎn)物。屬于細(xì)粒級礦物，對于微細(xì)粒礦物的選別，不少學(xué)者從工藝、設(shè)備、藥劑等方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并取得了一定的效果，但對于本次試驗(yàn)中的瓦斯泥浮選尾礦，傳統(tǒng)選別效果不佳，因此此次試驗(yàn)中采用了一種由昆明理工大學(xué)研制較新的設(shè)備——懸振錐面選礦機(jī)，在細(xì)粒重選中有較高的富集比。本文研究了該設(shè)備在瓦斯泥回收鐵試驗(yàn)中的影響因素，為與此類似的瓦斯泥的綜合利用與回收基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1 原礦性質(zhì)研究
1.1原礦多元素分析
為了解瓦斯泥中的化學(xué)元素的種類及含量，對原礦進(jìn)行了多元素分析，結(jié)果表明，全鐵含量25. 05%，SiO213. 24%，ZnO 4.58%，固定碳含量為29. 07%, SO30.94%,CaO 4.92%, K2O 3.76%,
M gO 1.5826, PbO1.07%, M nO O.58%,P2O50. 29%。在該高爐瓦斯泥中，鐵和碳含量較高，可
對二者進(jìn)行回收。
1.2物相分析
為確定瓦斯泥中鐵和碳的賦存狀態(tài)及主要脈石礦物，將原礦在顯微鏡下觀察，赤鐵礦為主要的含鐵礦物，焦炭是碳的主要存在形式，多呈粒狀嵌鑲結(jié)構(gòu)，部分呈不規(guī)則狀、片狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，顆粒粒度主要集中在0. 04～0.2mm之間。脈石礦物主要為長石、石英。
1.3粒度分析
對原礦進(jìn)行粒度組成分析，分析結(jié)果見表1。
由表1可知，在-0. 15+0.074mm粒級中鐵和碳的品位均較高，在-0. 037mm粒集中鐵和碳的品位均較低，但整體來看，鐵和碳均勻的分布在各個(gè)粒級中，所以，每個(gè)粒級中的鐵和碳均需要回收。
1.4 瓦斯泥浮選提碳尾礦
以柴油為捕收劑，高效藥劑為抑制劑和分散劑，2#油為起泡劑，當(dāng)?shù)V漿濃度為10%時(shí)，經(jīng)一粗兩精一掃單一浮選流程，可得到固定碳含量為43. 98%，回收率為91. 81%的碳精礦，同時(shí)得到全鐵品位為45. 92%，細(xì)度為-0. 074mm占92. 71%的含鐵作業(yè)產(chǎn)物。
2懸振錐面選礦機(jī)實(shí)驗(yàn)條件研究
試驗(yàn)采用LX2-1200A實(shí)驗(yàn)室型懸振錐面選礦機(jī)，考慮了盤面回轉(zhuǎn)振動頻率、盤面轉(zhuǎn)動周期、給礦濃度、給礦速度、沖洗水量五個(gè)因素，進(jìn)行了從瓦斯泥浮選尾礦中選別鐵的試驗(yàn)研究，由于中礦品位較低，所以將其和尾礦合并。
2.1盤面回轉(zhuǎn)振動頻率實(shí)驗(yàn)
振動是由安裝在振動支架上做圓周運(yùn)動的重錘來提供動力的。回轉(zhuǎn)振動就是重錘旋轉(zhuǎn)頻率，其大小決定了析離分層強(qiáng)度，礦粒在平面上的運(yùn)動狀態(tài)以及輕重礦物間的松散度。適宜的回轉(zhuǎn)振動頻率主要取決于人選物料的性質(zhì)。在轉(zhuǎn)動周期為150s/r，給礦濃度為15%，給礦量為0.5L/s，沖洗水量為0. 25t／h的條件下，盤面回轉(zhuǎn)振動頻率分別取295次／min、305次/min、315次／min、325次/min、335次／min進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。
由圖1可知，隨著盤面回轉(zhuǎn)振動頻率的增加，鐵精礦的品位逐漸上升，回收率逐漸下降。當(dāng)盤面回轉(zhuǎn)振動頻率超過315次／min繼續(xù)上升時(shí)，鐵精礦品位上升緩慢，而回收率下降較快，綜合考慮鐵精礦的品位與回收率，盤面回轉(zhuǎn)振動頻率以315次／min最為合適。
2.2盤面轉(zhuǎn)動周期實(shí)驗(yàn)
盤面轉(zhuǎn)動周期即盤面轉(zhuǎn)動速度，它直接決定著被分選的物料在設(shè)備上停留的時(shí)間，這將會直接影響精礦的富集效果。在盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315r／min，給礦濃度為1 5%，給礦量為0.5L/s，沖洗水量為0. 25t／h的條件下，盤面回轉(zhuǎn)振動周期分別取90s/r、120s/r、150s/r、180s/r、210s/r進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。
由圖2可知，隨著盤面轉(zhuǎn)動周期的增大，鐵礦物顆粒在床面上分選的時(shí)間加長，鐵精礦品位逐漸增加，回收率逐漸下降，但當(dāng)轉(zhuǎn)動周期超過150s/r繼續(xù)增加時(shí)，鐵精礦品位上升不明顯，而鐵精礦回收率卻明顯下降，綜合考慮鐵精礦的品位與回收率，盤面轉(zhuǎn)動周期以150s/r最為合適。
2.3給礦濃度實(shí)驗(yàn)
在實(shí)際的重選過程中，礦粒并不是在寬廣的介質(zhì)中完成自由沉降，因此，對于懸振錐面選礦機(jī)，給礦濃度也必須是要控制好的參數(shù)。在盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315次／min，盤面回轉(zhuǎn)振動周期為15 0s/r，給礦量為0. 5L/s，沖洗水量為0.25t/h的條件下，分別取給礦濃度為5%、10%、15%、20%、25%進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。
從圖3可知，鐵精礦品位隨著給礦濃度增加呈下降趨勢，而鐵精礦回收率逐隨著給礦濃度增加呈上升趨勢，但當(dāng)給礦濃度大于15%后，鐵精礦品位急劇下降，筆者認(rèn)為，給礦濃度超過一定的限度，礦漿在盤面上的流速會急劇下降，這就會使部分脈石礦物沉積到盤面上而不能與含鐵顆粒有效的分離，致使鐵精礦品位不高。因此，綜合考慮鐵精礦品位與回收率，給礦濃度以15%最為合適。
2.4給礦速度實(shí)驗(yàn)
在同一礦漿濃度下，給礦速度越快，單個(gè)礦粒的分選時(shí)間越短，因而可能會造成精礦品位降低。在盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315次／min，盤面回轉(zhuǎn)振動周期為150s/r，給礦濃度為15%，沖洗水量為0. 25t/h的條件下，分別取給礦速度為0.2L/s、0. 3L/s、0.4L/s、0.5L/s、0.6L/s進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。
由圖4可知，隨著給礦速度的增加，鐵精礦品位呈一直下降趨勢，而鐵精礦回收率呈先升高后降低的趨勢，甘峰睿認(rèn)為這是由于床層厚度增加，一部分細(xì)粒重礦物會隨著介質(zhì)流走，因此，綜合考慮鐵精礦的品位和回收率，給礦速度以0.5 L/S最為合適。
2.5 沖洗水量實(shí)驗(yàn)
控制沖洗水流速對懸振錐面選礦機(jī)的分選指標(biāo)非常重要，試驗(yàn)中，調(diào)節(jié)水管的閥門，分別將沖洗水流速控制在0. 19t／h、0.22t/h、0.25t／h、0.28t／h、0. 31t／h，在盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315次/min，盤面回轉(zhuǎn)振動周期為150s/r，給礦濃度為15%，給礦速度為0. 5L/s的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。
由圖5可知，沖洗水量對鐵精礦品位與回收率的影響均較大，是不可忽視的一個(gè)影響因素。隨著沖洗水量的增加，鐵精礦品位逐漸上升，鐵精礦回收率逐漸下降。當(dāng)沖洗水量超過0. 25t／h并繼續(xù)增加時(shí)，鐵精礦品位上升比較緩慢，回收下降也變得比較緩慢。綜合考慮鐵精礦品位與回收率以及防止資源浪費(fèi)，沖洗水量以0. 25t／h最為合適。
綜合以上實(shí)驗(yàn)可知，在盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315次／min，盤面回轉(zhuǎn)振動周期為150s/r，給礦濃度為15%，沖洗水量為0.25t／h，給礦速度為0.5L/s的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
3與搖床實(shí)驗(yàn)對比
采用XCY-73型1100×500刻槽搖床對瓦斯泥浮選尾礦中的鐵進(jìn)行回收試驗(yàn)研究，試驗(yàn)條件：沖程，14mm;沖次，310r／min;床面坡度，30；給礦濃度，30%;給礦量，0.38t/h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
由表3可知，雖然搖床精礦鐵品位63. 11%，但回收率僅為58. 68%較低，中礦和尾礦的鐵品位分別為37. 61%和32. 11%都較高，沒有被充分回收，這就造成了資源的浪費(fèi)，給后續(xù)工作造成了麻煩。
4結(jié)論
1)河北某地高爐瓦斯泥中，含全鐵25. 05%，主要以赤鐵礦形式存在，固定碳含量為29. 07%，主要以焦炭形式存在，且鐵碳在各個(gè)粒級中分布均勻。脈石礦物主要為長石和石英。在對該礦進(jìn)行-粗兩精-掃浮選提碳后，浮選尾礦中鐵品位為45. 92%，細(xì)度為-200目占92. 71%。
2)通過對懸振錐面選礦機(jī)在瓦斯泥浮選尾礦中鐵回收影響研究，得到最佳的試驗(yàn)條件為：盤面回轉(zhuǎn)振動頻率為315次／min，盤面回轉(zhuǎn)振動周期為150s/r，給礦濃度為15%，沖洗水量為o．25t／h，給礦速度為0. 5L/s，在此條件下得到品位為60. 75%，回收率為82. 12%的鐵精礦。
3)將懸振錐面選礦機(jī)與搖床對瓦斯泥中鐵回收的試驗(yàn)對比，懸振錐面選礦機(jī)得到的鐵精礦品位60. 75%低于搖床所得精礦鐵品位63. 11%，但其精礦回收率82. 12%遠(yuǎn)高于搖床精礦回收率58. 68%，且懸振錐面選礦機(jī)最終尾礦品位21. 65%也低于搖床最終尾礦品位32. 91%。
