摘要：SLon連續(xù)式離心機應(yīng)用水射流束對離心力壓實大密度顆粒層的清洗和切割原理,實現(xiàn)離心力場中連續(xù)給排料的離心分離過程。該機具有分離效果好、處理能力較大和節(jié)能環(huán)保等特點。10臺SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機應(yīng)用于海南鋼鐵公司,在SLon強磁粗選-離心機精選回收尾礦的流程中,SLon連續(xù)式離心機近3個月的工業(yè)試驗生產(chǎn)指標為給礦品位50.52%,鐵精礦品位56.56%,回收率61.59%,單機處理能力2.0～3.0t/h。SLon連續(xù)式離心機在海南鋼鐵公司的成功應(yīng)用,將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
　　關(guān)鍵詞：SLon連續(xù)式離心機　回收細粒礦物　SLon強磁粗選-連續(xù)離心機精選工藝
　　我國鐵礦資源普遍具有貧、細、雜等特點,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鐵精粉工藝流程復(fù)雜,導(dǎo)致生產(chǎn)成本高和鐵金屬回收率較低,有相當(dāng)部分細粒鐵金屬流失于尾礦中[1 4]。目前,我國鐵礦山年排放平均含鐵約11%的尾礦量達到1.3億t,相當(dāng)于1410萬t金屬鐵損失于尾礦中[5]。另一方面,我國是鐵礦資源相對匱乏的國家,人均占有量遠低于世界平均水平。因此,研究探索經(jīng)濟合理和環(huán)境友好的回收技術(shù)和設(shè)備,將這種含鐵尾礦綜合利用、變廢為寶,對我國的經(jīng)濟發(fā)展所起到的作用將是巨大的。
　　離心分離技術(shù)是分離回收細粒礦物的有效方法之一,具有成本低、無污染,應(yīng)用時工藝流程相對簡單、利于管理等優(yōu)點[6]。我國早期研制的系列臥式間斷式離心機曾應(yīng)用于錫、鎢、細粒鐵礦物等的分選回收,分選指標優(yōu)良。但是,間斷式離心機工業(yè)生產(chǎn)時間斷給排料,導(dǎo)致設(shè)備故障率很高和處理能力很低的缺點,限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,后相繼為磁選和浮選等更為先進的分離技術(shù)所取代[6]。因此,對目前國內(nèi)現(xiàn)有離心機急需研究解決以下兩個問題:①實現(xiàn)簡單有效的連續(xù)給排料;②增大設(shè)備處理能力。
　　SLon連續(xù)式離心機應(yīng)用水射流束對離心力壓實大密度顆粒層的清洗和切割原理,實現(xiàn)離心力場中連續(xù)給排料的離心分離過程,具有分離效果好、處理能力較大、適應(yīng)性強和節(jié)能環(huán)保等特點。10臺SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機應(yīng)用于海南鋼鐵公司在排尾礦SLon強磁粗選-離心機精選回收流程中,SLon連續(xù)式離心機近3個月的工業(yè)試驗生產(chǎn)指標為給礦品位50.52%,鐵精礦品位56.56%,作業(yè)回收率61.59%,單機處理能力2.0～3.0t/h。SLon連續(xù)式離心機在海鋼公司的生產(chǎn)應(yīng)用,將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
    1　SLon連續(xù)式離心機工作原理
    SLon連續(xù)式離心機主要由離心轉(zhuǎn)鼓、機架、給礦和卸礦裝置等組成(圖1)。其工作原理:離心轉(zhuǎn)鼓臥式旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)鼓內(nèi)產(chǎn)生一離心力場。礦漿經(jīng)給礦裝置連續(xù)給至離心轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)表面上,并在轉(zhuǎn)鼓帶動下形成一旋轉(zhuǎn)流動薄流膜,其中顆粒由于受離心力、流體力等不同,不同顆粒之間按密度差發(fā)生選擇性分離。大密度顆粒快速離心沉降至轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)表面上,并在離心力場作用下成壓實薄層狀精礦層隨轉(zhuǎn)鼓一起作旋轉(zhuǎn)運動;小密度顆粒受離心力場作用較小,快速流出轉(zhuǎn)鼓成為尾礦。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)卸礦裝置連續(xù)噴射高壓水射流束沖擊大密度壓實精礦層。在水射流束持續(xù)沖擊作用下,大密度壓實精礦層局部產(chǎn)生流變,顆粒間聚集力急劇降低,并在水射流束沖擊作用下落入精礦收集裝置得到大密度產(chǎn)品即精礦。 
    SLon連續(xù)式離心機主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
    2　試驗研究
    目前,海南鋼鐵公司排放的尾礦主要來自富粉車間、110萬t新建選礦廠、大地選礦廠、銅鈷車間以及海鋼所有洗礦和地面沖礦形成的綜合尾礦。上述各個選礦廠多為獨立生產(chǎn)單位,造成新建尾礦回收選礦廠給礦性質(zhì)變化很大。其中,給礦品位、細度和給礦量分別在24 00%～30 00%Fe、70%～95%-0.074mm和80～150t/h范圍內(nèi)波動。2005年對海鋼在排尾礦樣的考查結(jié)果(當(dāng)時110萬t選礦廠沒有投產(chǎn)):粒度-0.074mm為96.43%;鐵金屬分布微細,-0.074mm和-0.037mm兩個粒級的鐵金屬占有率分別為98.06%和94.70%。對如此細粒分布的鐵金屬礦粒,采用目前常用的回收技術(shù)效果不明顯[7]。
              
    為充分利用該尾礦資源,2005年,海南鋼鐵公司與贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司合作,取該尾礦樣做了大量的試驗研究,并確立了強磁粗選-離心機精選為主體的回收工藝。在實驗室條件下,分別采用單一磁選流程和強磁粗選-離心機精選流程分選該尾礦,得到的試驗結(jié)果如表2所示[7]。
             
    從表2可看出,采用單一磁選方法處理該尾礦時,鐵精礦品位由30.44%提高至60.23%,精礦產(chǎn)率和回收率分別為17.78%和35.52%。采用強磁粗選-離心機精選流程處理該尾礦時,最終鐵精礦產(chǎn)品的產(chǎn)率、品位和回收率分別為17.15%,64.39%和36.27%;與單一磁選法相比,在最終精礦產(chǎn)率和回收率基本相當(dāng)情況下,精礦品位高出4個多百分點。因此,應(yīng)用采用強磁粗選-離心機精選流程處理海鋼在排尾礦的優(yōu)越性是顯而易見的。
    3　工業(yè)應(yīng)用
    采用強磁粗選-離心機精選流程處理海南鋼鐵公司尾礦所取得的良好試驗結(jié)果,海南鋼鐵公司決定在目前尾礦堆積地紅旗尾礦庫岸邊建設(shè)以強磁粗選-離心機精選為主體回收工藝的尾礦回收示范選礦廠,進一步研究探索采用強磁粗選-離心機精選流程分離回收該尾礦中細粒鐵金屬在工業(yè)上應(yīng)用的技術(shù)可行性,為將來充分利用其尾礦資源和處理日益貧化的礦石資源做前期技術(shù)儲備。
    海南鋼鐵公司尾礦回收示范選礦廠于2007年1月底建設(shè)完成,并于2007年3月正式投產(chǎn)進行工業(yè)試驗生產(chǎn)。回收選礦廠工業(yè)試驗近3個月的生產(chǎn)指標如圖2所示。
    從圖2可見,總尾礦(圖2中給礦)首先進入篩分作業(yè)分成+0.4mm和-0.4mm兩個粒級。其中+0.4mm粗粒級部分主要是一些粗粒脈石,含鐵量很低,直接作為尾礦拋棄。-0.4mm細粒級部分進入強磁選作業(yè)進行初步預(yù)富集和拋尾,得到粗精礦品位為50.52%。10臺SLon-1600×900連續(xù)式離心機處理強磁選粗精礦,將鐵精礦品位由50.52%提高至56.56%,作業(yè)回收率達到61.59%。
    回收流程中采用10臺SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機,生產(chǎn)過程中連續(xù)給排料,分離效果明顯,平均單機處理能力為2.52t/h,單機最大處理能力達到4.40t/h。此外,SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機適應(yīng)性較強,在給礦體積4～12m3/h和給礦濃度20%～40%范圍內(nèi)均可獲得較滿意的分選指標。目前,回收選礦廠在處理尾礦量約100t/h前提下,鐵精礦產(chǎn)量為10～13t/h,經(jīng)濟和環(huán)境效益顯著。
    該回收流程中,SLon連續(xù)式離心機為提高最終鐵精礦品位起到了關(guān)鍵的作用。但是,最終鐵精礦品位沒有達到原來的設(shè)計目標,主要原因是海南鋼鐵公司新建的強磁選-反浮選流程年處理110萬t選礦廠于2006年投產(chǎn),造成總尾礦的含鐵品位和金屬量大大降低,金屬分布粒度也有所降低。由于SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機在回收選礦廠工業(yè)試驗生產(chǎn)中的成功應(yīng)用,決定再安裝8臺SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機用作為離心機精選設(shè)備,將最終鐵精礦品位提高到61 00%以上,2007年6月底投入使用。
    4　結(jié)　論
    (1)SLon連續(xù)式離心機工業(yè)生產(chǎn)時分離過程簡單、故障率低、處理能力較大、適應(yīng)性較強,具有節(jié)能和環(huán)保等許多優(yōu)點,用作細粒鐵礦物精選時效果明顯,可有效用于微細粒級黑色、有色及貴重稀有金屬礦物的分離回收。
    (2)10臺SLon-1600mm×900mm連續(xù)式離心機應(yīng)用于海南鋼鐵公司新建在排尾礦SLon強磁粗選-離心機精選回收流程工業(yè)試驗生產(chǎn)中,SLon連續(xù)式離心機平均處理量為2.52t/h,將SLon強磁機粗精礦品位由50.52%提高至56.56%,作業(yè)回收率61.59%,為最終獲得高品位的鐵精礦產(chǎn)品起到了關(guān)鍵的作用。目前回收選礦廠仍在工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試過程中。SLon連續(xù)式離心機的工業(yè)應(yīng)用,將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
    (3)離心分離的尾礦具有中間粒級部分金屬量少和粗、細兩端粒級部分金屬量多的特點。其中,粗粒級部分基本為粗粒連生體含鐵量很低,而細粒級部分單體解離完好含鐵量很高。因此,處理離心機尾礦時,可考慮將尾礦進行篩分,篩上產(chǎn)品再磨再選,篩下產(chǎn)品直接進入離心掃選作業(yè),以提高最終離心分離的金屬回收率。