摘要：SLon連續式離心機應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,實現離心力場中連續給排料的離心分離過程。該機具有分離效果好、處理能力較大和節能環保等特點。10臺SLon-1600mm×900mm連續式離心機應用于海南鋼鐵公司,在SLon強磁粗選-離心機精選回收尾礦的流程中,SLon連續式離心機近3個月的工業試驗生產指標為給礦品位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連續式離心機在海南鋼鐵公司的成功應用,將產生可觀的經濟效益和環境效益。
　　關鍵詞：SLon連續式離心機　回收細粒礦物　SLon強磁粗選-連續離心機精選工藝
　　我國鐵礦資源普遍具有貧、細、雜等特點,生產優質鐵精粉工藝流程復雜,導致生產成本高和鐵金屬回收率較低,有相當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,研究探索經濟合理和環境友好的回收技術和設備,將這種含鐵尾礦綜合利用、變廢為寶,對我國的經濟發展所起到的作用將是巨大的。
　　離心分離技術是分離回收細粒礦物的有效方法之一,具有成本低、無污染,應用時工藝流程相對簡單、利于管理等優點[6]。我國早期研制的系列臥式間斷式離心機曾應用于錫、鎢、細粒鐵礦物等的分選回收,分選指標優良。但是,間斷式離心機工業生產時間斷給排料,導致設備故障率很高和處理能力很低的缺點,限制了其在工業生產中的廣泛應用,后相繼為磁選和浮選等更為先進的分離技術所取代[6]。因此,對目前國內現有離心機急需研究解決以下兩個問題:①實現簡單有效的連續給排料;②增大設備處理能力。
　　SLon連續式離心機應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,實現離心力場中連續給排料的離心分離過程,具有分離效果好、處理能力較大、適應性強和節能環保等特點。10臺SLon-1600mm×900mm連續式離心機應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連續式離心機近3個月的工業試驗生產指標為給礦品位50.52%,鐵精礦品位56.56%,作業回收率61.59%,單機處理能力2.0～3.0t/h。SLon連續式離心機在海鋼公司的生產應用,將產生可觀的經濟效益和環境效益。
    1　SLon連續式離心機工作原理
    SLon連續式離心機主要由離心轉鼓、機架、給礦和卸礦裝置等組成(圖1)。其工作原理:離心轉鼓臥式旋轉,轉鼓內產生一離心力場。礦漿經給礦裝置連續給至離心轉鼓的內表面上,并在轉鼓帶動下形成一旋轉流動薄流膜,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生選擇性分離。大密度顆粒快速離心沉降至轉鼓的內表面上,并在離心力場作用下成壓實薄層狀精礦層隨轉鼓一起作旋轉運動;小密度顆粒受離心力場作用較小,快速流出轉鼓成為尾礦。轉鼓內卸礦裝置連續噴射高壓水射流束沖擊大密度壓實精礦層。在水射流束持續沖擊作用下,大密度壓實精礦層局部產生流變,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品即精礦。 
    SLon連續式離心機主要技術參數如表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單位,造成新建尾礦回收選礦廠給礦性質變化很大。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范圍內波動。2005年對海鋼在排尾礦樣的考查結果(當時110萬t選礦廠沒有投產):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磁選設備有限公司合作,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,最終鐵精礦產品的產率、品位和回收率分別為17.15%,64.39%和36.27%;與單一磁選法相比,在最終精礦產率和回收率基本相當情況下,精礦品位高出4個多百分點。因此,應用采用強磁粗選-離心機精選流程處理海鋼在排尾礦的優越性是顯而易見的。
    3　工業應用
    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上應用的技術可行性,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月底建設完成,并于2007年3月正式投產進行工業試驗生產。回收選礦廠工業試驗近3個月的生產指標如圖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進行初步預富集和拋尾,得到粗精礦品位為50.52%。10臺SLon-1600×900連續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%,作業回收率達到61.59%。
    回收流程中采用10臺SLon-1600mm×900mm連續式離心機,生產過程中連續給排料,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連續式離心機適應性較強,在給礦體積4～12m3/h和給礦濃度20%～40%范圍內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,鐵精礦產量為10～13t/h,經濟和環境效益顯著。
    該回收流程中,SLon連續式離心機為提高最終鐵精礦品位起到了關鍵的作用。但是,最終鐵精礦品位沒有達到原來的設計目標,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,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連續式離心機在回收選礦廠工業試驗生產中的成功應用,決定再安裝8臺SLon-1600mm×900mm連續式離心機用作為離心機精選設備,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　論
    (1)SLon連續式離心機工業生產時分離過程簡單、故障率低、處理能力較大、適應性較強,具有節能和環保等許多優點,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連續式離心機應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試驗生產中,SLon連續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%,作業回收率61.59%,為最終獲得高品位的鐵精礦產品起到了關鍵的作用。目前回收選礦廠仍在工業生產調試過程中。SLon連續式離心機的工業應用,將產生可觀的經濟效益和環境效益。
    (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,篩上產品再磨再選,篩下產品直接進入離心掃選作業,以提高最終離心分離的金屬回收率。