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1、浅谈微细粒铁矿磁絮凝分选法feigeoer摘要：细粒强磁性矿物的磁絮凝技术早已被应用于工业生成中。在磁性矿物的磁分离过程中，磁絮凝既有有利的一面，也有有害的一面。本文针对由于磁絮凝引起的脉石矿物和低品位矿石的夹杂问题，介绍了重选和反浮选两种磁絮凝分选法。关键词：磁絮凝；磁铁矿；重选；反浮选磁絮凝现象早已被人们发现，塔加尔特（taggart）在1951年就提出了磁絮凝在选矿中应用的可能。此后不久，细粒强磁性矿物的磁絮凝技术已被广泛地应用于工业生成。研究表明，磁铁矿颗粒絮凝体比单颗粒的磁化系数增加0.5到1倍，而比表面和介质阻力则显著降低，这有利于絮凝体吸附到磁选机短筒上，回收成为磁精矿。因此，在
2、生成实践中处理小于0.02毫米的微细粒磁铁矿时，分选前大多采用预磁处理，这将大大增强微粒之间的磁絮凝作用，改善分选条件。在强磁性矿物的磁分离过程中，磁絮凝既有有利的一面，也有有害的一面，因为强磁性矿物随颗粒粒度变小磁性降低，但矫顽力增大，且由于有剩磁，故而磁絮凝体中容易夹杂带其它的脉石矿物和连生体，影响磁性产品的纯度。磁铁矿作为一种亚铁磁性的矿物，具有较大的矫顽力及剩磁，在现有磁选设备中较强的磁场造成磁铁矿强烈磁团聚,致使分选精度下降，恶化选别指标，甚至影响后续的浓缩脱水及过滤作业。近年来，为解决细粒铁矿物在磁选过程中的磁夹杂问题，各种结构的磁絮凝（习惯上称磁团聚）选矿设备相继问世。1磁絮凝内
3、因及其在磁选中带来的问题分析1.1 磁絮凝内因分析众所周知，磁性粒子处于外磁场中，会受到磁化而变成磁偶极子，进而相互吸引而形成团聚体，这就是磁性粒子的磁絮凝现象。强磁性矿物（如磁铁矿、钛磁铁矿等）的磁性随颗粒粒度的变小而明显下降，这是造成微细粒磁性矿物难选和流失的主要原因。另外，强磁性矿物易磁化且在较低的外磁场作用下矿粒即被磁化而呈现出强磁性，因而可以认为，在外磁场的作用下的磁铁矿颗粒悬浮液体系中，颗粒之间的双电层作用和范德华力是微不足道的，是可以忽略不计的,而磁偶极子之间的磁吸引力则是使之产生絮凝的内因。1.2 磁絮凝带来的问题分析强磁性矿物如磁铁矿是具有亚铁磁性的，决定了它宜于采用弱磁选来
4、与其他弱磁性或非磁性矿物相分离。但是目前弱磁选机表面的场强约为0.15T,这种场强对磁铁矿石的选别并非完全适宜。在这种场强下，磁铁矿石将产生强烈的磁团聚，这种磁团聚体是常规破坏力难以打破的，会使其中的夹杂脉石难以有效地清除。磁性矿物在离开磁场时由于存在剩磁，磁性颗粒之间仍会发生磁团聚，如磁链和磁团，团聚体中容易夹杂带其它的脉石矿物和连生体，影响磁性产品的纯度。除此之外，由于剩磁而产生的磁链和磁团对选别、分级以及过滤作业也都有不利影响。2磁团聚选矿法针对具有强磁性的磁铁矿石应采取低磁场(24kAm)的分选条件，使之形成适宜的轻度磁团聚。这样的团聚体极易被破坏，由于磁铁矿石具有强磁性，又能够在外加
5、磁场的作用下再次团聚，利用这种特性来清除铁精矿中的夹杂脉石，达到提高精矿品位的目的。磁团聚选矿法就是在外加低磁场的作用下，利用磁铁矿物的弱团聚特性，强化磁铁矿物与其他矿物某些性质上的差异来与其他矿物相分离的方法。磁团聚选矿法包括磁团聚反浮选法及磁团聚重选法。2.1磁团聚重选法与重选机磁铁矿颗粒在磁团聚中形成的聚团粒度比单个颗粒的粒度大得多，沉降速度也加快。不同矿物的磁性具有一定的差异，利用磁团聚可以将磁性差异转化为沉降速度的差异。磁团聚重选法就是利用不同矿物颗粒磁性和密度等性质的差异，综合磁团聚力、剪切力和重力等多种力进行分选的。分选时采用高浓度分选制度，一方面可增加磁团聚的磁性诱导作用，降低
6、所必须的磁化强度，提高磁团聚的稳定性与均匀性；另一方面使分选矿浆处于重介质的分选作用下。同时还不断对矿浆施加剪切作用力，以打破磁团聚。这样使颗粒形成“分散-团聚-分散”的反复状态，从而使磁团不断得以净化。首都钢铁公司矿山公司与地质矿产部综合利用研究所共同研制了磁团聚重选机，并于1985年在首钢矿山公司大石河、水厂两个选厂的22个系列进行了推广应用，在安装该设备的同时对整个流程作了较大的改造。该工艺使最终精矿粒度由8O%-2OO目放粗到65%-200目，使一次球磨机的处理能力提高19%左右，精矿品位保持在68.5%以上，金属回收率也提高2%3%。1993年，唐山钢铁公司棒磨山铁矿用磁团聚重选机对
7、选矿工艺流程进行了改造，改造后精矿品位也提高1%左右。在这些实践中，磁团聚重选机应用于细筛筛下,其主要的目的就是从粗精矿中分选出一部分贫细连生体。磁团聚重选机（图1）外形为一带底锥的圆筒，在筒体内部设置34层分层分散的小型永磁磁系。其磁系是根据磁聚机选别原理特殊设计的。该磁系由34层，每层23个不同直径的同心圆磁环组成。每个磁环内等距离的排放着若干个单块永磁磁块，每个磁块的磁极面与水平方向垂直，并以同一个极性指向磁聚机的中心。因此磁聚机的磁系结构实际上是若干个永磁磁块在三维空间中按一定的规律排列的磁块方阵，放置在磁聚机的筒体分选区内，其形成的弱磁场基本上占据了整个筒体空间。分选区形成的34层场
8、强12OkA/m不均匀磁场，使磁铁矿颗粒在分散区内受到间歇、脉动的磁化作用，形成适宜的轻度磁团聚。该设备在底部给水、矿浆从上部给进磁团聚区后发生磁团聚，团聚体向下沉降，为切向水搅拌清洗，其中所夹带的脉石从团聚体中被清除并带到溢流中。1一执行器；2一给矿斗；3一中心筒；精矿；4一给矿管；5溢流垠；6一磁环；7磁环托架；8一破块；9一筒体外壁；Io-给水环；II一切向给水管；12一给水导管；13一环形给水箱；14一中心托架；15一排矿网控制杆；16一拷矿股阀；17排矿短效。2.2磁团聚反浮选法在许多选矿厂，尤其是磁选厂，由于缺乏有效的技术、工艺和设备将精矿中的贫连生体分离出去,使精矿品位迟迟得不到
9、提高。为提高精矿品位，迫不得已采用了黑色金属矿山很少使用的反浮选工艺。虽然反浮选工艺对铁精矿提高品位、降低杂质具有显著的效果，但流程长、工艺复杂、投资大、运行管理成本高。因此，许多学者提出并探讨了在一台设备里形成磁浮力场同时完成磁浮选过程的方法。对磁团聚反浮选法所设计的磁团聚浮选装置见图2,主要部件为一浮选柱柱体2o顶端为泡沫产品室1,泡沫产品室的下部设有一个排出口13供排出泡沫产品，3、5为支撑环,进矿口4位于浮选柱体的中上部位，6为法兰接头，下部为一倒锥形体7,下接排矿口8,在倒锥形体的侧壁上安装有气泡发生器9,属内部充气式。磁团聚浮选装置的磁系部分10、11、12由三对铁氧体磁块构成，表
10、面场强达120kAmHL图2碳团聚浮选试验装置分选矿浆在该设备的磁场作用下，形成轻度磁团聚，这种磁团聚体既具有分选过程所需的稳定性，又易于分散破坏和再团聚，从而有利于提高分选精度。在该设备中，除磁系表面附近磁场磁力较强外，其余各点的磁场磁力均很弱，因而有效磁力不是磁极对磁性颗粒的磁吸引力，而主要为磁性诱导作用，即磁性颗粒间的相互吸引力，磁铁矿颗粒具有强磁性是该方法应用的前提。磁铁矿颗粒在靠近磁场处形成团聚，在脱离磁场后团聚体由于水流力及颗粒间碰撞等作用遭到破坏，矿浆进入强烈的磁性流变状态。被分散的磁铁矿颗粒接近磁场后又迅速形成新的磁聚团，致使分选矿浆中的磁铁矿聚团实际上处于“分散-团聚-再分散
11、-再团聚”的反复状态。当磁性颗粒发生团聚时，在重力作用下向下运动，直到被排进精矿区；当磁性颗粒被分散时，脉石矿物脱离磁团（磁链），在药剂的作用下被气泡捕获后上升到溢流槽，作为尾矿排出。强弱交替磁场的作用不但能很好地解决磁选过程中发生的磁团聚，保证精矿的品位，同时磁场力对磁性颗粒还具有很好的抑制作用，保证了磁性矿物较高的回收率。同时在外加磁场中，磁铁矿石受到磁化进而相互团聚，团聚体粒度显著增大，加快它的沉降速度并降低了可浮性，也强化了磁铁矿与其他矿物之间的性质差异。3结论以往的磁铁矿选矿工艺，为了解决部分连生体对精矿的污染，采用将所有的矿物颗粒都磨到一定的细度，而不管它是否已经达到单体解离。这样
12、做，既限制了磨机的处理能力，还浪费了磨机的能耗，并且造成过磨增加了金属流失，磁团聚重选新工艺也有效解决了此问题。磁团聚重选新工艺在一定程度上减少了中、粗粒级贫连生体对精矿的污染，将它从流程中分离出来，使之得到再磨和再选，从而可在放粗粒度的情况下获得高品位的精矿，实现了产量和质量的双提高，是一种适用于不均匀嵌布的磁铁矿的有效选矿工艺。磁铁矿在磁浮力场中的分选效果明显好于单一的浮选和磁选，反复交替强弱磁场不仅有效地解决了磁团聚引起的非磁性夹杂问题，提高了精矿的品位，而且磁场对磁性矿物起到了很好的抑制作用，降低了尾矿中磁性矿物的含量，提高了磁性矿物的回收率，实现了磁性矿物与非磁性矿物的高效分离。同时
13、磁团聚浮选的结果优于常规服浮选，也节省了抑制剂的费用。参考文献1曾凡，胡永平.矿物加工颗粒学M.江苏：中国矿业大学出版社，1995.8：293-294.2袁志涛，徐新阳，郑龙熙.磁团聚与弱磁选设备J.有色矿冶，2001,17(1)：17-19.3林潮，孙传尧.磁铁矿物的磁性及磁团聚对选矿过程的影响J.矿冶，1997.9,6(3)：25-31.HJ郝树华，蒋文利.铁精矿提铁降硅的捷径磁团聚重选新工艺的应用和效果分析J.金属矿山，2003,(5)：18-32.5杨敷尊，选矿.磁团聚重选分选机与磁力脱水槽的本质区别及其分选实质的探讨J.首钢矿业文集：选矿设备与应用，75-806冉红想,梁殿印.磁铁矿
14、在磁浮力场中的分选试验研究J.矿冶,2004.9,13(3):30-32.7夏海涛，康庆民，朱连国.磁絮凝自重介剪切磁选机在石人沟铁矿的应用J.金属矿山，2003,(5)：58-60.SeparationofFine-grainedIronOrebyMagneticFloccuIationAbstract:Thetechnologyofmagneticflocculationseparationoffine-grainedironorehaslongbeenusedinindustry.Magneticflocculationinthemagneticseparationprocesshasbothpositiveandnegativeeffects.Toaddressthisissueofgangueandlowgrademineralmixedintheconcentratebymagneticflocculation,reverseflotationandgravityseparationbasedonmagneticflocculationhavebeenintroducedinthispaper.Keywords:magneticflocculation;magnetite;gravityseparation;reverseflotation
