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细粒磁铁矿跳汰选矿试验效果

责任编辑:三久重工 发表时间:2016-06-19 01:21

  由于跳汰选矿具有处理量太、选别粒度范围宽、操作简单、设备维护方便等优点,因而被广泛地用于选煤、钨、镊、金及某些稀有金属矿石。但传统的跳汰机,其回收粒度下限一般较高,对-2mm的细粒级的选别效果较差,因而使其应用受到了一定的限制。为了提高处理细粒物料跳汰机的作业回收率, 近年来已研制了一些新型的细粒跳汰设备,其主要表现在用非对称脉动曲线代替传统的正弦脉动曲线或者是引入离心力强化对细粒物料的回收。如我公司改进设计并 制成的梯形跳汰机,其回收粒度下限可达53;美国生产的离心跳汰机,回收粒度下限为426目。但前者的回收粒度下限仍较高,后者则具有结构复杂、振动大, 噪音大等问题。根据维尔霍夫斯基等人发现的跳汰过程中中间床层最紧密的事实,将细粒跳汰和重介质选矿原理有机地结合起来,设计并研制了具有自重介紧密层的 微细粒跳汰分选装置。研究结果表明,当用设计装置来分选Fe3O4/SiO2=1:1,粒级为0.1-0、0.074-0、0.041-0mm的磁铁矿和 石英的人工混合矿时,取得了精矿回收率分别为92.75%、95.32%、87.30%和品味分别为67.20%、68.93%、62.99%的良好指 标。用实际矿物加以验证,同样取得了满意的结果。

  试验采用Fe3O4/SiO2=1:1的磁铁矿和石英的人工混合料作为试样,其粒度范围分别为0.1-0、0.074-0、0.041-0mm。试料属一般跳汰机很难有效处理的细粒宽级别物料。 本试验采用批量给矿,每次给料2-3kg;给矿浓度为25%;0.1-0mm及0.074-0mm粒级试料的给矿量为 820ml/min,0.041-0mm粒级试料的给矿量为460ml/min;采用正弦跳汰周期,待分选稳定后(即轻重矿物的产率和品位基本不变),分 别由轻重矿物排矿口同时取样。

  分选管中的充填介质主要起到了稳定矿浆、形成床层、匀散物料群等作用。由于充填介质间隙小,造成水流速度梯度大而强化了剪切作用。分选管中加充 填介质是设计装置的特点之一。机械冲程的大小可以通过调节两个偏心轮间的偏心角来实现,其变化范围在0-10mm之间;冲次的大小可以通过改变调压器的输 出电压来实现,其变化范围在150-l000r/min之间。#p#分页标题#e#

  轻重矿物排矿口压差的影响。轻重矿物排矿口压差的大小是由T型三通管的高低来决定的。以0.074-0毫米粒级试料为例,通过调节T型三通管的高低来改变精矿产品的产率和质量,十分敏感和有效。轻重矿物排矿口压差的适宜值与给料品位及选别的目的有关。

  跳汰机冲程、冲次对选别指标的影响。为便于比较,我们用汉考克-卢伊肯公式来考察选矿效率的高低。0.1-0mm粒级试料的最佳冲程、冲次条件为 3.7mm、400r/min;0.074-0mm粒级试料的最佳冲程、冲次条件为2.5mm、450r/min;0.041-0mm粒级试料的最佳冲 程、冲次条件为2.0mm、520r/min。此时已经得到了比较理想的选别指标。但相对来说,粒级过宽或粒度过细对选别不利。这是因为粒级过宽,则轻重 矿物等降现象严重;粒度过细,则矿物颗粒表面的物理化学作用加强。二者皆影响轻重矿物按比重分选。

  在各自最佳的冲程、冲次条件下,其结果与通常跳汰机所具有的性质相同。前人的研究已经得出结论:跳汰的适宜条件是冲程、冲次造成的上升水流最大加速度值应小于全床层在水中的重力加速度;冲程、冲次造成的最大上升水流速度应等于重矿层中的粗重粒子的干涉沉降速度。

  通过计算比较发现,用设计的试验装置分选时,三种粒级的试料在各自最佳条件下,皆具有相似的情形。传统的跳汰理论所得出的结论并不完全适用于本试验装置的结果,这可能是由于:

  (1)传统的跳汰理论所针对的物料一般较粗,因而其结论有其局限性。

  (2)设计装置的分选在某种程度上属悬浮液分选,因此冲程,冲次的大小不仅要造成合适的水流条件,而且还要达到一定的值以克服悬浮液中存在的结构化。

  (3)本实验装置有其特殊性,它不属于一般的跳汰,而是跳汰和重介质选矿的有机结台。#p#分页标题#e#

  补加水量对选别指标的影响。三种粒级的试料在各自撮佳的试验条件下,其补加水量与精矿回收率、品位分析可看出粒级为0.1-0、 0.074-0、0.041-0mm试料的最佳补加水量分别为380、300、200ml/min。此时已经取得了精矿回收率分别为92.75%、 95.32%、87.30%和品位分别为67.20%、68.93%、62.99%的良好指标。还可看出,在各自最佳的补加水量条件下,其结果与一般的跳 汰相似。

  补加水的作用不仅起到了补充随尾矿排出所消耗的水量及减弱下降水流过强的吸入作用,更重要的是可调节床层的松散度,而床层的松散度又决定着床层 的物理密度特别是中间紧密层的密度,因而影响了分离比重。试验发现,在各自最佳补加水量的条件下,中间紧密层的密度最大,从而有利于加强重介质选矿的作 用。

  跳汰的水动力因素与床层密度及其选别指标的关系。床层密度是通过分层截取一定体积的矿浆,称重、计算得出。因此这里测定的是床层的物理密度而且是测定时间内床层的平均物理密度。以粒级为0.074-0mm粒级试料为例。由前面的研究得知,在2.5mm、450r/min时,选别效果最佳。

  可以看出,在分选管上部存在着一个紧密层,在最佳选矿效率的水流动力因素条件下,紧密层的密度最大。合适的脉动水流条件形成了最大密度的紧密 层,从而强化了重介质选矿的作用,使轻而大的脉石颗粒更易于上浮而进入轻矿物排矿端,使分选更有利于按比重的差异进行,其结果是导致了最佳的选别指标。因 此,我们把紧密层称作“自重介层“,台适的脉动水流条件使某一细粒级的重矿物颗粒在分选管中某一位置得以积累并保持相对稳定的悬浮,这是形成一定密度自重 介紧密层的原因。当然分选并不是按照严格的重介质选矿进行,应看作跳汰的水动力因素及由其引起的床层密度特别是紧密层密度共同决定着选别指标的高低。#p#分页标题#e#

  在分选管下端近排矿口处,床层密度高达1.92g/cm³,这对进一步拦隔轻而大的脉石矿粒进入精矿十分有利。轻重矿物的分层主要是在分选管中的充填介质段实现,起着分隔轻重矿物作用的紧密层也是在分选管上部的充填介质段形成的。

  在靠近轻矿物排出端时,0.041-0mm粒级试料下降迟缓甚至持平(说明已难以分层),也是造成其金属损失严重、精矿回收率不高的重要因素。床层密度特别是紧密层密度的大小与跳汰的水动力因素及选别指标存在着密切联系。

  设计装置分选粒级为0.1-0、0.074-0、0.041-0mm的磁铁矿和石英的人工混合料时,均获得了良好的分选效果,为解决微细粒物料的重选问 题提供了新的途径。跳汰的水动力因素以及由其引起的床层密度特别是紧密层密度共同决定着选别指标的高低。紧密层在一定程度上起到了重介质选矿的作用,有利 于轻重矿物按比重分选,在此称作“自重介层”。脉动水流作用、紧密层的自重介作用、充填介质作用及T型三通管的控制调节作用是设计装置的主要特点。