HTDZ型电磁浆料高梯度磁选机在处理黄金尾矿中的应用*

王宝春 刘风亮 王娟娟 丁长田 王国强 贺广超

(山东华特磁电科技股份有限公司 山东 临朐 262600)

前言

目前尾矿已成为制约我国矿山健康持续发展，危及矿区及周边生态环境的重要因素。黄金尾矿综合利用主要有3种方式：一是尾矿再选。因前期的工艺技术落后，在尾矿中含有部分金、银等有价值的元素，通过利用尾矿再选技术提高资源回收率。二是制作建筑材料。在黄金尾矿中有大量的非金属原料，通过合理的工艺流程去除杂质，可作为建筑陶瓷原材料。三是用作井下充填料。因地下采矿造成采空区，将黄金尾矿与其他填料混合后进行回填，避免造成塌陷。目前矿山企业正向数字化、绿色化的可持续的方向发展，如何在生产过程中解决尾矿综合利用的各种技术问题，需要新工艺、新技术、新设备的支持。大力发展循环经济、提高资源利用率，黄金尾矿处理和综合利用是解决我国当前资源、环境对经济发展制约的必由之路。

烟台某黄金尾矿企业，通过合理的选矿工艺，已完成利用黄金尾矿做建筑陶瓷长石原料的大规模生产，并推向建筑陶瓷工业市场。通过此方式该厂消耗大量的尾矿，节约了大量土地和宝贵资源，这样既减少了尾矿的排放，土地的占用和环保等费用，又为矿山带来了可观的经济效益和巨大的社会效益，同时为建筑陶瓷行业找到了一种廉价的优质原料。

1 黄金尾矿的矿物组成成分及磨矿分析

1.1 黄金尾矿中的主要矿物组成成分

黄金尾矿中的主要矿物组成为长石、石英、云母，以及少量的硫化物、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿等，而含铁的氧化物为主要的有害成分，要作为陶瓷原料，需要将含铁的氧化物去除掉。该黄金尾矿的多元素成分分析见表1。

表1 黄金尾矿的多元素成分分析(质量%)

由表1可知，该尾矿的化学成分主要是SiO2、Al2O3、K2O、Na2O等，矿石中K2O+Na2O=9.2%，含量较低，铁含量为1.73%，含量较高，因此需要通过选矿工艺流程，降低铁含量，同时降低硅含量。

1.2 黄金尾矿磨矿情况分析

因磨矿成本高，根据工艺要求及半工业试验验证，保证16目全通即可。一方面保证有用矿物与含杂质的脉石充分解离，减少过磨现象，降低选矿成本；另一方面，过度磨矿后产生的矿泥，会对后续的浮选作业产生巨大的影响，如恶化浮选效果，增加浮选药剂的用量。

2 生产工艺流程

黄金尾矿去除铁杂质的工艺流程为：先通过筒式磁选机，除去磁性铁杂质，再通过强磁选，除去弱磁性杂质，工艺流程简图如图1所示。

图1 工艺流程简图

3 强磁选过程详解

强磁选过程包括：一段立环高梯度磁选机、二段立环高梯度磁选机、电磁浆料高梯度磁选机除铁。该工艺流程选配的立环磁选机为2 m型号，背景磁场为1.3 T，精矿产量约为23 t/h，立环强磁选后的精矿作为浆料磁选机的原矿。浆料磁选机型号为HTDZ-1250FS型，背景磁场为1.0 T。二段立环强磁选后的精矿指标含铁量为0.47%，白度为46.1，二段立环强磁的精矿的粒度分析如表2所示。

表2 二段立环强磁的精矿的粒度分析

3.1 浆料磁选机工作过程简述

该设备运行时励磁线圈通电，在分选腔内产生磁场，然后在分选腔中装入特殊材料的导磁介质(钢毛、钢板网、波纹片等)，通过磁场感应，使分选介质表面产生高梯度磁场，当物料流经分选区中的导磁介质时，铁磁性杂质会被有效地吸除，物料通过出料管排出(精矿)。进料一段时间后停止励磁，然后通过程序自动控制各阀门的开关，将存在分选腔内部的物料用水顶出(水顶矿)，然后用高压水将磁介质内的铁磁性杂质(尾矿)冲走，整个过程由程序自动控制，周期循环。

3.2 黄金尾矿的半工业实验方案

表3 介质搭配方案

根据二段立环高梯度磁选机精矿产品的产量、白度、含铁量及粒度需要对浆料磁选机的介质进行合理搭配，达到最优选矿效果。根据前期调试的需要，对该物料进行半工业试验，实验设备为HTDZ-520型浆料磁选机，同时需要分析不同介质搭配对黄金尾矿分选效果，该实验设备搭配的介质方案如表3所示。

黄金尾矿具有粒度粗、沉积时间短、通过性差的特点，因此在进料时间、介质搭配需要做详细试验，避免物料沉积、管道阻塞、分选效果差的情况出现，同时保证足够的进矿压力。粗物料进矿方式分为两种：一种为上部给料管进料，另外一种为下部给料管进料，具体采用哪种进料方式需要通过实验进行验证。

3.2.1 半工业实验1

半工业实验1具体试验条件及结果如表4所示。

表4 半工业实验1试验条件与结果

由表5可知，浆料磁选机磁场为1.0 T时，采用上部给料方式，介质网按照1#方案，精矿白度可以提高10.2。

3.2.2 半工业实验2

半工业实验2具体试验条件及结果如表5所示。

表5 半工业实验2试验条件与结果

由表6可知，浆料磁选机磁场为1.0 T时，介质网按照2#方案，采用下部给料方式，精矿白度可以提高15.4。

4 工业生产

1)黄金尾矿主要用于建筑陶瓷原料，对含铁量指标要求比较严格，因此通过两次半工业实验的选矿对比，在生产中采用实验2的介质搭配。

2)为保证浆料磁选机精矿的选矿指标，同时避免物料浪费，在生产时将水顶矿再排到浆料磁选机的原矿池中。

5 结论

1)黄金尾矿与建筑陶瓷产品所需要的长石原料成分相近，通过弱磁-浮选-强磁选，可以得到含铁量为0.21%，白度为61.5的长石精矿。

2)黄金尾矿除铁工艺流程简单，黄金尾矿产出长石工业成品已用于建筑陶瓷配料中，通过使用客户的反馈，生产出的试样各项性能满足产品要求。

3)作为强磁选设备，立环高梯度磁选机与浆料高梯度磁选机在黄金尾矿处理时，相互搭配各有所长。但是在进一步提高产品白度，降低含铁量时，浆料磁选机具有明显优势。

4)按照该生产线配置年产长石精矿15万t，可以为企业带来显著经济效益，同时减少了尾矿对环境的污染。