懸振錐面選礦機分選冶金塵泥試驗

張晉霞 鄒 玄 李卓林 牛福生

(1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)重點實驗室，河北 唐山 063009)

懸振錐面選礦機分選冶金塵泥試驗

張晉霞1,2鄒 玄1李卓林1牛福生1,2

(1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)重點實驗室，河北 唐山 063009)

唐鋼冶金塵泥含有較多粒度在0.05～0.08 mm的單晶鐵礦物，為高效開發(fā)此二次資源，采用新型、高效、細(xì)粒重選設(shè)備——懸振錐面選礦機進(jìn)行了鐵回收試驗。結(jié)果表明，用LXZ-1200A型懸振錐面選礦機處理試樣，在給礦濃度為20%，分選面轉(zhuǎn)動速度為1.2 r/min，盤面振動頻率為385次/min，給礦量為0.35 t/h，沖洗水流速為1.08 m3/h情況下，可獲得鐵品位為56.79%、鐵回收率為61.23%的重選鐵精礦。一次重選獲得這樣的富集效果，表明懸振錐面選礦機適合于冶金塵泥的開發(fā)利用。

冶金塵泥 懸振錐面選礦機 重選 鐵精礦

冶金塵泥是多種鋼鐵工業(yè)固體廢物的統(tǒng)稱，主要包括燒結(jié)塵泥、高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥、電(轉(zhuǎn))爐除塵灰等，產(chǎn)量約為總鋼產(chǎn)量的10%，主要含有鐵、碳、鋅等有價元素，其中含鐵量一般在20%～50%，是重要的二次資源[1-6]。

懸振錐面選礦機是一種新型重選設(shè)備，與傳統(tǒng)重選設(shè)備相比，在微細(xì)粒分選方面具有顯著優(yōu)勢。廣西某錫選廠用懸振錐面選礦機處理礦泥[7]，重選精礦中0.037～0.019 mm粒級中的錫占精礦總錫的80%。湘西金礦沃溪選礦廠用懸振錐面選礦機處理尾礦細(xì)泥[8]，一次選別即可獲得金品位為3.96 g/t、回收率為59.39%的金精礦。

基于懸振錐面選礦機在處理微細(xì)粒方面的顯著優(yōu)越性，將采用該設(shè)備對唐鋼冶金塵泥進(jìn)行提鐵試驗，為此類資源的有效開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 原料的性質(zhì)

原料主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，粒度篩析結(jié)果見表2，XRD圖譜見圖1。

表1 原料主要化學(xué)成分分析結(jié)果

Table 1 Main chemical composition analysis results of raw material %

成 分FeSiO2ZnOCSO3含 量25.5815.253.7828.415.04成 分K2OMgOPbOP2O5TiO2含 量4.661.820.850.570.33

表2 原料粒度篩析結(jié)果

圖1 原料的XRD圖譜

由表1可知，原料中主要有價成分為鐵和碳。

由表2可知，原料-0.074、-0.043 mm分別占72.12%和19.84%。

由圖1可知，原料的主要礦物成分為赤鐵礦、磁鐵礦，炭少量。

顯微鏡下分析表明，原料中赤鐵礦粒徑大多在0.05～0.08 mm，最粗粒也僅為0.10 mm，多以單晶形式存在，少量存在于硅酸鹽膠結(jié)相中，赤鐵礦表面大多覆蓋有較薄的磁鐵礦層。

2 懸振錐面選礦機的結(jié)構(gòu)與工作原理

懸振錐面選礦機由主機、分選面、給礦裝置、給水裝置、接礦裝置、電控系統(tǒng)等6大部分組成[7-9]。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。行走電動機驅(qū)動主動輪帶動從動輪在圓形軌道上做圓周運動，從而帶動分選面做勻速圓周運動；同時，振動電動機驅(qū)動偏心錘做圓周運動，使分選面產(chǎn)生有規(guī)律的振動。

礦漿經(jīng)由給礦管給至錐形床面的中心，在床面的旋轉(zhuǎn)、振動和自重作用下，礦粒群在錐形盤面上松散、分層。粒度和密度均較小的礦物處于最上層，這些懸浮的輕礦物以尾礦排出；處于中間層的粒度小、密度大的礦物或粒度大、密度小的礦物隨著設(shè)備的運轉(zhuǎn)，在中礦區(qū)漸開線洗滌水的沖洗作用下，經(jīng)接料斗排入中礦槽；底層主要為密度較大的礦物，由于分選面對底層重礦物有一定的阻滯作用，因此較難被礦漿沖走，隨設(shè)備轉(zhuǎn)動至精礦卸礦區(qū)時，被精礦沖洗水沖至精礦槽[8-9]。

圖2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 給礦濃度試驗

給礦濃度是懸振錐面選礦機的重要控制參數(shù)，試驗所用懸振錐面選礦機的規(guī)格型號為LXZ-1200A。給礦濃度試驗的分選面轉(zhuǎn)動速度為1.5 r/min，盤面振動頻率為390次/ min，沖洗水流速為0.90 m3/h，給礦量為0.3 t/h，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 給礦濃度對分選指標(biāo)的影響

由圖3可知，隨著給礦濃度的提高，精礦鐵品位下降、鐵回收率上升。綜合考慮，確定給礦濃度為20%。

3.2 分選面轉(zhuǎn)動速度試驗

懸振錐面選礦機的分選面轉(zhuǎn)動速度決定了礦物顆粒在床面上的運動時間，從而影響精礦品位、富集比與回收率等指標(biāo)[9]。分選面轉(zhuǎn)動速度試驗的給礦濃度為20%，盤面振動頻率為390次/min，沖洗水流速為0.90 m3/h，給礦量為0.3 t/h，試驗結(jié)果見圖4。

由圖4可知，隨著分選面轉(zhuǎn)動速度的提高，精礦鐵品位上升、鐵回收率下降。綜合考慮，確定分選面轉(zhuǎn)動速度為1.2 r/min。

3.3 盤面振動頻率試驗

盤面振動頻率試驗的給礦濃度為20%，分選面轉(zhuǎn)動速度為1.2 r/min，沖洗水流速為0.90 m3/h，給礦量為0.3 t/h，試驗結(jié)果見圖5。

圖4 分選面轉(zhuǎn)動速度對選別指標(biāo)的影響

圖5 盤面振動頻率對選別指標(biāo)的影響

由圖5可知，隨著盤面振動頻率的提高，精礦鐵品位上升、鐵回收率下降。綜合考慮，確定盤面振動頻率為385次/min。

3.4 沖洗水流速試驗

懸振錐面選礦機沖洗水的主要作用是使礦漿流膜流態(tài)由弱紊流轉(zhuǎn)變?yōu)榻茖恿?，從而增強設(shè)備的分選效果。沖洗水流速試驗的給礦濃度為20%，分選面轉(zhuǎn)動速度為1.2 r/min，盤面振動頻率為385 次/min，給礦量為0.3 t/h，試驗結(jié)果見圖6。

圖6 沖洗水流速對分選指標(biāo)的影響

由圖6可知，隨著沖洗水流速的提高，精礦鐵品位上升、回收率先維持在高位后顯著下降。綜合考慮，確定沖洗水流速為1.08 m3/h。

3.5 給礦量試驗

給礦量試驗的給礦濃度為20%，分選面轉(zhuǎn)動速度為1.2 r/min，盤面振動頻率為385次/min，沖洗水流速為1.08 m3/h，試驗結(jié)果見圖7。

圖7 給礦量對分選指標(biāo)的影響

由圖7可知，隨著給礦量的增大，精礦鐵品位下降、鐵回收率上升。綜合考慮，確定給礦量為0.35 t/h，對應(yīng)的精礦鐵品位為56.79%、鐵回收率為61.23%。

4 結(jié) 論

(1)唐鋼冶金塵泥-0.074 mm占72.12%，有價成分鐵含量為25.58%，主要以赤鐵礦和炭的形式存在，粒徑大多在0.05～0.08 mm，多以單晶形式存在。由于這些鐵礦物粒度較細(xì)，常規(guī)選礦工藝難以高效回收。

(2)采用LXZ-1200A型懸振錐面選礦機回收試樣中的鐵礦物，在給礦濃度為20%，分選面轉(zhuǎn)動速度為1.2 r/min，盤面振動頻率為385次/min，給礦量為0.35 t/h，沖洗水流速為1.08 m3/h情況下，獲得的精礦鐵品位為56.79%、鐵回收率為61.23%。可見懸振錐面選礦機是一種新型、高效重選設(shè)備，在微細(xì)粒分選方面具有顯著優(yōu)勢。

[1] 張晉霞,聶軼苗,徐之帥,等.從鋼鐵廠高爐瓦斯泥中提取碳、鐵的技術(shù)研究[J].礦山機械,2013(5):100-102. Zhang Jinxia,Nie Yimiao,Xu Zhishuai,et al.Study on technology of recovering carbon and iron concentrate from flue slime of blast furnace[J].Mining & Processing Equipment [J] .2013(5):100-102.

[2] She Xuefeng,Wang Jingsong,Wang Guang.Removal mechanism of Zn,Pb and Alkalis from metallurgical dusts in direct reduction process[J].Journal of Iron and Steel Research,2014(5):488-495.

[3] 韓騰飛,李 解,李保衛(wèi),等.包鋼尾礦配加瓦斯灰微波磁化焙燒—磁選試驗[J].金屬礦山,2014(7):164-167. Han Tengfei，Li Jie，Li Baowei，et al.Tests of microwave magnetic roasting-magnetic separation on tailings and gas ash in Baosteel [J].Metal Mine，2014(7):164-167.

[4] 丁忠浩,翁 達(dá),何禮君，等.高爐瓦斯泥微泡浮選柱浮選工藝研究[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2001(12):358-360. Ding Zhonghao,Weng Da,He Lijun,et al.Tests of microwave magnetic roasting-magnetic separation on tailings and ash in Baosteel.[J].Journal of Wuhan University of Science and Technology:Natural Science Edition,2001(12):358-360.

[5] 秦廣林,王燦霞,楊 波.懸振錐面選礦機處理華錫長坡選廠細(xì)泥錫尾礦試驗研究[J].礦冶,2011(2):34-35. Qin Guanglin，Wang Canxia,Yang Bo.Test research on fine sline tin tailing of Changpo plant China tin group with using hang and vibrate of cone concentrator.[J].Mining and Metallurgy,2011(2):34-35.

[6] 杜浩榮.湘西金礦沃溪選礦廠尾礦回收金鎢選礦試驗研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2013. Du Haorong.Experimental Research on Mineral Processing on the Recovery of Gold Tungsten of Jinkuang Woxi Concentrator in Xiangxi.[D].Kunming：Kunming University of Science and Technology，2013.

[7] 楊 波,段希祥,羅雪梅,等.懸振錐面選礦機:中國,200910263671.6[P].2010-06-16. Yang Bo,Duan Xixiang,Luo Xuemei,et al.Suspended vibration cone concentrator.China,200910263671.6[P].2010-06-16.

[8] 甘峰睿.懸振錐面選礦機分選大紅山搖床鐵尾礦試驗研究[D].昆明,昆明理工大學(xué),2010. Gan Fengrui.Experimental Study of Using Suspended Vibration Cone Concentrator Sorting Iron Tailings of Shaking Table in Dahong Mountains[D].Kunming：Kunming University of Science and Technology,2010.

[9] 聶軼苗,李卓林,劉淑賢,等.懸振錐面選礦機在微細(xì)粒赤鐵礦選礦中的應(yīng)用試驗研究[J].礦山機械,2014(10):46-50. Nie Yimiao,Li Zhuolin,Liu Shuxian,et al.Test study on application of suspending and vibrating cone concentrator to concentration of micro-f ine hematite[J].Mining & Processing Equipment，2014(10):46-50.

(責(zé)任編輯 羅主平)

Experimental of Metallurgical Dust Sorting Using Suspended Vibration Cone Concentrator

Zhang Jinxia1,2Zou Xuan1Li Zhuolin1Niu Fusheng1,2

(1.CollegeofMiningEngineering，NorthChinaUniversityofScienceandTechnology，Tangshan063009，China；2.KeyLaboratoryofMiningDevelopmentandSafetyTechnologyinHebeiProvince，Tangshan063009，China)

Metallurgy dust contains a lot of single-crystal iron minerals with granularities in 0.05～0.08 mm in Tangshan Iron and Steel Group.In order to high efficiently develop these secondary resources，iron recovery tests have been carried out with new and high efficient，fine grained optional equipment-suspended vibration cone concentrator.Results indicated that iron concentrate with iron grade of 56.79% and recovery of 61.23% was obtained by using LXZ-1200A type of suspension vibration cone concentrator，when the feeding density was 20%，and rotation speed was 1.2 r/min，the vibration frequency of disk was 385 per minute，the feeding capacity was 0.35 t/h，the flow rate of flushing water was 1.08 m3/h.Good enrichment results can be obtained through once gravity separation，revealing that suspended vibration cone concentrator is suitable for development and utilization of metallurgical dust.

Metallurgical dust，Suspended vibrating cone concentrator，Gravity concentration，Iron concentrate

2015-05-21

河北省自然科學(xué)基金項目(編號：E2015209117)。

張晉霞(1979—)，女，副教授。

TD922，TD926.4

A

1001-1250(2015)-09-139-04