吉林硅藻土磁選除鐵工藝研究

馬圣堯，周岳遠，李小靜

吉林硅藻土磁選除鐵工藝研究

馬圣堯，周岳遠，李小靜

（長沙礦冶研究院，湖南 長沙 410012）

針對吉林臨江硅藻土含Fe2O3較高的問題，本文采用磁選工藝對硅藻土進行除鐵。在最佳條件下，Fe2O3含量為2.02%的硅藻土，除鐵后得到Fe2O3含量低于0.9%的硅藻土。

硅藻土；磁選；高梯度；除鐵

Abstract: Aimed at the view of high Fe2O3content in Jilin diatomite, this paper used magnetic separation technology for ironremoval of diatomite. In the best condition,the diatomite with Fe2O3content of 2.02% was produced to the diatomite with Fe2O3content of less than 0.9% after iron-removal.

Key words: diatomite; magnetic separation; high gradient; iron-removal

我國硅藻土資源豐富，主要集中在華東及東北地區，其中規模較大、工作做得較多的有吉林、浙江、云南、山東、四川等省，分布雖廣，但優質土僅集中于吉林長白地區，其他礦床大多數為3、4級土，由于雜質含量高，不能直接深加工利用[1]。

吉林省東部臨江地區的硅藻土資源以質量優良、儲量巨大、開采條件極佳聞名于世，現已成為我國硅藻土礦石的重要產地。Fe2O3是硅藻土中的主要有害雜質，臨江硅藻土礦中絕大多數礦體Fe2O3含量普遍偏高，導致原礦無法有效利用，只能作尾礦廢棄，不僅浪費了寶貴的資源，又使礦山的廢棄物大量堆積，影響了當地的生態環境。因此，探索經濟有效的除鐵工藝，合理利用高鐵硅藻土，具有重要的現實意義[2]。

本文主要是通過磁選對硅藻土進行除鐵，在不影響硅藻土原礦結構的情況下，制定了磁選工藝。

1 礦石性質

臨江地區硅藻土礦物主要由硅藻、粘土礦物及碎屑礦物等組成。礦石主要礦物成分為硅藻蛋白石，呈微晶狀膠質硅。硅藻間含有的粘土礦物有蒙脫石、伊利石、高嶺石和少量的綠泥石等；同時含有少量碎屑礦物有石英和鈉長石、拉長石、正長石、黑云母等。

硅藻土礦石化學成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等組成，原礦組分(%)為：SiO257.67、Al2O311.40、Fe2O32.02、MgO 1.90、CaO 0.85，按照廠家要求希望將Fe2O3的含量降到1%左右，比便進行下一步的加工利用。

2 試驗

2.1 試驗樣品

原礦樣品由吉林臨江北峰提供，粒度已經磨到-200目90%，原礦經化驗分析Fe2O3的含量為2.02%。

2.2 分選設備

2.2.1 分選設備

分選設備共3種：①CRIMMφ200×300的電磁高梯度磁選機(背景場強1.4T)；②CRIMMφ200× 400的永磁高梯度磁選機(背景場強為0.8T)；③φ500的電磁平環強磁選機(分選場強為1.8T)。

2.2.2 設備分選原理

CRIMM系列電磁高梯度磁選機是在銷裝螺線管線圈內，放置裝有一定數量導磁不銹鋼毛(或鋼板網)的分選罐，線圈勵磁后，使導磁不銹鋼毛磁化，其表面產生高度不均勻的磁場，即高梯度的磁化磁場，順磁性物料通過分選罐中的鋼毛時，將受到一個與外加磁場和磁場梯度的乘積成比例的磁場力，吸附在鋼毛表面，而非磁性物直接通過磁場，經過非磁性物閥門和管道，流入非磁性產品槽中。當鋼毛捕收的弱磁性物達到一定程度時(由工藝要求決定)，停止給礦。斷開勵磁電源、沖洗磁性物，磁性物經過磁性物閥門和管道，流入磁性產品槽中。然后進行第二次作業，如此循環，周而復始。其外觀和主機結構如圖1所示。

CRIMM系列永磁高梯度磁選機磁極對中間配置了能控制一定液面的不銹鋼分選箱，分選箱中裝滿分選介質堆，當分選箱進入磁體后，將給礦調漿后給入介質堆中。在水槽液位的阻力作用下，礦漿呈離散態勻速等降通過位于分選磁場中的介質堆，非磁性顆粒因不受磁力作用而進入下部非磁性產品排出(圖2所示)。磁性顆粒則由于受磁力作用而吸附于介質表面，當分選箱介質堆內吸滿磁性顆粒后，給漿閥將自動關閉，驅動氣缸將分選箱推出磁場區，脫離磁場后，在上部沖洗水射流噴淋清洗的作用下磁性顆粒脫離分選介質堆，排入磁性產品料槽；沖洗干凈的介質堆隨即由氣缸再拉回磁場區，重復以上的分選作業，實現了磁性顆粒與非磁性顆粒的分離[3]。

2.3 試驗過程

根據試驗樣品情況，共安排了六組試驗，分述如下：

試驗1：從硅藻土原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經過一次電磁高梯度磁選機分選，得到精礦和尾礦(見圖3)。

試驗2：從原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度10%，經過一次分選介質為鋼網的電磁高梯度磁選機，再將精礦經過一次分選介質為4#鋼毛的電磁高梯度磁選機，得到精礦和尾礦(見圖4)。

試驗3：從原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經過一次分選介質為鋼網的電磁高梯度磁選機，再將精礦經過一次分選介質為4#鋼毛的電磁高梯度磁選機，得到精礦和尾礦。試驗流程圖同試驗2。

試驗4：從原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%并加分散劑，經過一次分選介質為鋼網的電磁高梯度磁選機，再將精礦經過一次分選介質為4#鋼毛的電磁高梯度磁選機，得到精礦和尾礦。試驗流程圖同試驗2。

試驗5：從硅藻土原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經過兩次電磁平環強磁選機分選，得到精礦和尾礦(見圖5)。

試驗6：從硅藻土原礦中縮分出1kg礦樣加水配到濃度20%，經過兩次永磁和一次電磁高梯度磁選機分選，得到精礦和永磁尾礦，電磁尾礦(見圖6)。

2.4 試驗結果

試驗結果如下頁表所列。

圖6 試驗6工藝流程

3 試驗結果分析與相關建議

(1) 原礦樣品含鐵較高(Fe2O3含量2.02%)，一次選別的精礦原礦的Fe2O3含量1.41%，因此應采用多段磁選才能達到較好效果，且原礦密度較低，粘度較高，加水較難化開。

(2) 通過這六組試驗可以看出，除鐵效果最好的濃度為10%的二次電磁高梯度，精礦Fe2O3含量0.86%，除鐵率達到67.0%。

(3) 另外對濃度和是否加分散劑對試驗結果做了比較試驗，由試驗2、3和4可以看出，濃度大小和是否加分散劑對試驗的選別效果影響較小。

(4) 此次試驗也只是單機上進行的簡單探索試驗，說明磁選對于硅藻土的除鐵有一定效果。如需達到更好的分選效果，建議做系統的選礦工藝試驗。

吉林臨江北峰硅藻土磁選除鐵的試驗數據

[1]張鳳君.硅藻土的加工與應用[M].北京:化學工業出版社,2006.

[2]陳景偉,張修吉.臨朐硅藻土除鐵工藝研究[J].礦產綜合利用, 2005(4):18-21.

[3]李小靜,周岳遠,曹傳輝,等.CRIMM型雙箱往復式永磁高梯度磁選機研制及應用[J].非金屬礦,2008(1):47-48.

Technology Research of Magnetic Separation on Iron-removal of Jilin Diatomite

MA Sheng-yao, ZHOU Yue-yuan, LI Xiao-jing
(Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy, Changsha 410012, China)

P619.265;TD924

A

1007-9386(2012)03-0013-03

2011-12-21