SLon－4000磁选机回收攀钢钛尾矿中钛的工业试验

黄会春 何桂春 王洪彬 胡 俊

(1.赣州金环磁选设备有限公司;2.江西理工大学资源与环境工程学院;3.攀钢集团矿业有限公司设计研究院)

随着世界经济的高速发展，需要更多更好的矿产品作为工业原料［1］。矿产资源日益贫化和复杂难选矿增多的现实，要求选矿设备向大型化、自动化、高效率和低成本方向发展，以适应大规模现代选矿工业的发展［2］。SLon－4000脉动高梯度磁选机正是在这种需求背景下开发出来的，它是赣州金环磁选设备有限公司最新研制的最大型号脉动高梯度磁选机，具有处理量大、性能稳定、操作维护方便、能耗低和占地面积小等优点。本文介绍该设备的特点及其对攀钢选钛尾矿中的钛进行再回收的工业试验结果。

1 SLon－4000高梯度磁选机简介

1.1 主要技术参数

SLon－4000脉动高梯度磁选机仍主要由脉动机构、激磁线圈、铁轭、转环、各种矿斗和水斗组成［3］，其外观见图1，主要技术参数见表1。

1.2 主要特点

图1 SLon－4000磁选机外观

表1 SLon－4000磁选机主要技术参数

(1)处理量大，性能稳定。SLon－4000脉动高梯度磁选机处理能力可达到550 t/h，是目前国内处理能力最大的高梯度磁选机。该设备通过优化磁系设计、减少漏磁、降低电阻和提高电效率等技术措施，具有良好的激磁性能。采用低电压大电流激磁，有利于提高激磁线圈的安全可靠性;该激磁线圈为空心铜管绕制，水内冷散热，冷却水直接贴着铜管内壁流动，因此散热效率高。此外，由于冷却水的流速较高，微细泥沙不易沉淀，可以保证激磁线圈长期稳定工作。

(2)能耗低。SLon脉动高梯度磁选机的大型化有利于降低处理每吨矿石的电耗。不同型号SLon脉动高梯度磁选机的电耗对比如图2所示。可见，设备型号越大，其电耗越低。如SLon－1000磁选机的单位电耗为5.07 kWh/t，而SLon－4000磁选机的单位电耗仅为 0.44 kWh/t，后者比前者节能91.32%;又如目前工业上大量使用的SLon－2000磁选机的单位电耗为1.10 kWh/t，SLon－4000磁选机与与其相比节能60%。

图2 各型号SLon磁选机的电耗

(3)占地面积小。单台SLon－4000脉动高梯度磁选机的处理能力相当于8台SLon－2000脉动高梯度磁选机的处理能力，但其占地面积与4台SLon－2000脉动高梯度磁选机的占地面积相当，可节省用地50%。

(4)操作维护方便。SLon－4000脉动高梯度磁选机的整流变压器由水冷改为风冷，避免了因水结垢而引起的变压器发热问题;采用全数字可控硅调压，方便了激磁电流的调节;风冷型控制柜的晶闸管安装空间更大，结构也更简单，维护十分方便。

2 工业试验

2.1 给矿

攀钢某尾矿综合回收选矿厂主要从攀钢选钛厂尾矿中再回收铁和钛，其中选钛采用螺旋溜槽粗选—SLon－1500脉动高梯度磁选机和浮选精选工艺流程。由于螺旋溜槽对细粒钛铁矿的回收能力很差，导致粗选和全流程的钛回收率分别只有10%和3%左右，钛精矿(TiO2品位47%)年产量仅2万t左右。随着攀钢选钛厂选钛技术水平的提高，其排出尾矿的TiO2含量逐渐下降，该综合回收选矿厂如果不进行技术改造，钛精矿产量将进一步减少。为了提高对钛的综合回收能力，该厂与赣州金环磁选设备有限公司合作，于2011年11月进行了采用SLon－4000脉动高梯度磁选机代替螺旋溜槽的工业试验。

试验中SLon－4000脉动高梯度磁选机给矿(攀钢选钛厂尾矿)的TiO2品位在5.3% ～6.7%的范围内波动，其粒度分析结果见表2。

从表2可以看出，给矿中－400目粒级的产率达到37.64%，且52.31%的TiO2分布在该粒级。所以，要提高钛回收率，重点是加强细粒级钛铁矿的回收。

2.2 条件试验

根据给矿性质，采用 3 mm棒介质，固定冲程为20 mm，着重对背景磁感应强度、冲次和处理量进行了条件试验。

表2 给矿粒度分析结果

2.2.1 背景磁感应强度试验

暂定冲次为200次/min、控制干矿处理量在450 t/h左右(给矿浓度约33%)，考察背景磁感应强度对分选指标的影响，同时测定各背景磁感应强度下的激磁功率，试验结果见表3。

表3 背景磁感应强度试验结果

由表3可知:随背景磁感应强度提高，钛粗精矿的TiO2回收率和激磁功率上升，而钛粗精矿和尾矿的TiO2品位下降。当背景磁感应强度由0.709 T提高到0.997 T时，钛粗精矿的TiO2回收率和激磁功率分别由40.15%和57.60 kW上升到56.87%和79.22 kW，钛粗精矿和尾矿的 TiO2品位分别由13.15%和3.87%下降至10.57%和3.24%;但背景磁感应强度由0.876 T提高到0.997 T时，尾矿TiO2品位和钛粗精矿TiO2回收率变化不大。因此，确定背景磁感应强度为0.876 T。

2.2.2 脉动冲次试验

固定背景磁感应强度为0.876 T，控制干矿处理量在450 t/h左右(给矿浓度约33%)，考察脉动冲次对分选指标的影响，试验结果见表4。

表4 脉动冲次试验结果

由表4可知:随脉动冲次提高，钛粗精矿的TiO2回收率下降，而钛粗精矿和尾矿的TiO2品位上升。当脉动冲次由200次/min提高到350次/min时，钛粗精矿的TiO2回收率由62.84%降低至51.18%，钛粗精矿和尾矿的TiO2品位分别由12.51%和3.23%上升至13.35%和3.69%。综合考虑各指标，确定脉动冲次为250次/min。

2.2.3 处理量试验

固定背景磁感应强度为0876 T、脉动冲次250次/min，考察干矿处理量(给矿浓度约33%)对分选指标的影响，试验结果见表5。

表5 处理量试验结果

由表5可知:随干矿处理量提高，钛粗精矿和尾矿的TiO2品位上升，而钛粗精矿的TiO2回收率下降。当干矿处理量由230 t/h提高至550 t/h时，钛粗精矿和尾矿的TiO2分别由12.04%和3.29%上升至13.78%和4.26%，钛粗精矿的TiO2回收率由64.82%下降至52.22%。兼顾各项指标，干矿处理量应控制在460 t/h左右。

2.3 连续运行试验结果

选定操作条件后，进行了72 h的连续运行试验，所得综合结果见表6。

表6 72 h连续运行综合指标 %

表6表明，在给矿TiO2品位为6.20%条件下，经SLon－4000磁选机1次选别，即可获得产率为29.02%、TiO2品位为 13.22%、TiO2回收率为61.88%的钛粗精矿，TiO2回收率比原来采用螺旋溜槽时提高了50个百分点以上。

对连续运行试验各产品进行筛析，结果见表7。

表7 连续运行试验产品筛析结果

从表7可以得知:给矿、钛粗精矿和尾矿中+100目粒级的TiO2品位较低，TiO2品位提高幅度较大的粒级为－400目粒级。钛粗精矿中+200目粒级的产率为44.22%、TiO2品位为9.85%、TiO2回收率为70.32%，+400目粒级的产率65.92%、TiO2品位为10.83%、TiO2回收率为70.45%，－400目粒级的产率为34.08%、TiO2品位为17.33%、TiO2回收率为59.51%。以上结果说明，SLon－4000脉动高磁度磁选机对细粒钛铁矿回收效果较理想。

需要指出的是，受现场条件限制，试验时SLon－4000磁选机的精矿冲洗水量和水压较小;此外，考虑到给矿中有少部分粒度较粗的颗粒，为防止介质堵塞，SLon－4000磁选机安装的是 3 mm棒介质。这些都对选别指标有不利影响。若增大精矿冲洗水量和水压并安装较细棒介质，钛粗精矿回收率应该还会进一步提高。

3 结论

(1)新研发的SLon－4000脉动高梯度磁选机具有处理量大、性能稳定、操作维护方便、能耗低和占地面积小的优点。

(2)SLon－4000脉动高梯度磁选机对攀钢选钛尾矿中的钛铁矿回收效果明显，在给矿TiO2品位为6.20%的条件下，通过1次选别可以获得产率为29.02%、TiO2品位为 13.22%、TiO2回收率为61.88%的钛粗精矿，TiO2回收率比采用螺旋溜槽时提高了50个百分点以上。产品筛析结果表明，SLon－4000脉动高梯度磁选机对－400目粒级钛铁矿具有较好的回收能力。

［1］ Chen Luzheng，Xiong Dahe，Huang Huichun．Pulsating high-gradient magnetic separation of fine hematite from tailings［J］.Minerals＆ Metallurgical Processing，2009，26(3):163-168．

［2］ 熊大和，刘建平．SLon脉动与振动高梯度磁选机新进展［J］.金属矿山，2006(7):4-7，47．

［3］ 熊大和．SLon立环脉动高梯度磁选机分选红矿的研究和应用［J］.金属矿山，2005(8):24-29．