磁选的实践应用（二）

   （二）含钽铌-独居石矿物粗精矿的选别
    含但铌矿物的重选粗精矿中矿物组成复杂，除含有锆英石、褐钇铌矿和其他铌钽矿物外，还含有磁铁矿、钛铁矿、独居石、石英、云母、石榴石、电气石和褐铁矿等多种矿物。磁铁矿含量较多，采用弱磁场磁选机回收，而铌钽矿物与独居石、钛铁矿的磁性相差不大，公采用磁选不能完全达到精选分离这些矿物的目的，必须采用磁选与其他方法的联合流程，独居石、锆英石可以用油酸钠、水玻璃、碳配钠等药剂进行粒浮。此外，铌但矿物是导电矿物，独居石不是导电矿物，用电选分离也是有效的。因此，对于这种粗精矿可以采用磁选-粒浮、磁选-电选联合流程处理。某厂含铌钽矿物的重选混合精矿的磁选-粒浮精选流程如图11所示。

               钽铌精矿———（Nb•Ta）₂O₅含量为30.74%，回收率为61.74%；
           钽铌中矿———（Nb•Ta）₂O5含量为5.94%，回收率为4.92%；
          独居石精矿———（R₂O₃）含量为60.94%，回收率为65.43%；
   锆英石精矿———ZrO₂含量为59.83%，回收率为88.49%；
   钛铁矿精矿———TiO₂含量为43.24%，回收率为89.99%；
磁铁矿精矿———Fe含量为67.18%，回收率为95.45%。

    某选厂的入选钽铌原矿系风化壳钽铌铁矿床，有用矿物为铌钽铁矿、锆英石、富铪锆英石、铷云母；脉石矿物为石英、长石、云母、高岭土和粘土等。
    该厂采用的强磁选流程如图12所示。强磁选的入选物料为重选流程中的细泥，指标见图12。分选指标表明,钽铌矿的回收率为90.72%，富铪锆英石、铷云母也富集在粗精矿中，达到了综合回收的目的。[next]
 

 图12  某厂钽铌矿泥的湿式强磁选流程

    在重选粗精矿中，弱磁性矿物较多，如钛铁矿、赤铁矿、石榴子石、角闪石、绿帘石、榍石和白钛矿等,用强磁场磁选机将它们分离出来。磁选尾矿中主要含非导电矿物的锆英石和导电矿物的金红石、锐钛矿,通过电选可以达到将它们分离的目的，并得到合格的精矿。由于金红石和锐钛矿污染程度较大，同时还含有较多的锆英石包裹体和其他矿物,难以选出合格产品，故作为尾矿丢掉。
    所用磁选设备主要为干式单盘和双盘强磁选机，其回收率为96~98%。电选作业分两次精选,回收率在94%以上。最终精矿锆英石品位（含ZrO₂）达60%以上。
    该矿1976~1980年选矿总平均生产指标见表15。

    五、选矿总平均指标强磁性重介质的回收和再生
    在重悬浮液分离循环系统中所用强磁性重介质（如硅铁或磁铁矿）的回收和再生包括重悬浮液同选别产品的分离、重悬浮液浓缩前的磁化，浓缩产品的磁选，磁性产品（重介质）的脱水，磁性产品的脱磁和所需浓度重悬浮液的准备。
    重悬浮液同选别产品的分离在筛子上进行。大部分（90~95%）重悬浮液比较容易地从面积不大的筛子泄下，泄下的重悬浮液保持本身的密度由泵直接返到重悬浮液分离装置中。筛上剩余的重悬浮液残留在矿块之间和矿块的表面上，用压力较高的水从筛子前大部分筛面上冲洗下来。
    对重悬浮液进行磁化是为了使其中的重介质在浓缩时形成磁团聚和沉淀，这样可减少需要的浓缩机面积。
    浓缩产品进入磁选机中以使重介质同非磁性矿粒和矿泥分开。为了减少磁选时重介质的损失，通常是磁选作业包括两段，即一段粗选作业和一段扫选作业。
希望得到再生的重悬浮液的密度最大，以便不减少工作的重悬浮液的密度。为浓稠再生的重悬浮液，可采用沉没式螺旋分级机。
    重介质的脱磁是重悬浮液循环中的最后作业。这一作业是必需的，因为重介质在磁选后被磁化，而被磁化的重介质是不稳定的。
    强磁性重介质的回收再生的流程如图14所示。

    图14  强磁性重介质的回收再生流程

    近些年已研制出高场强磁选机，不需担心重介质的损失，洗出的重悬浮液可直接进入这种磁选机,这样便简化了重介质的回收再生流程，在磁选前可以没有磁化和浓缩作业。
    六、水的磁化处理
    水的磁化技术的研究和应用,在国外已有相当长的历史,并且在工业、农业、医学和生物等领域获得了多方面的应用,效果良好。
    磁化的理论基础是建立在水的物理化学性质改变、水流体的动力学和磁场的特性基础上，但就整体来说,对磁化理论基础研究的还不够完善，还在继续探索。
    水的磁处理对象包括工艺用水、矿浆和浮选药剂溶液等。
    为适应各个领域的应用，国外（如苏联）制作出相应的磁化设备，有的设备已系列化。
    磁处理的方法多种多样,但总的原则是使被处理的流体在一定参数的磁场中停留一定的时间。这些参数是磁场强度、磁场梯度、磁场个数(一般都让流体经过数个磁场)和处理时间(或流体通过的速度)等。磁处理时，对它们要进行控制。如采用交变磁场，还需控制磁场的频率。
    流体通过磁场的方式有以下三种：
    （1）流体的运动方向垂直磁场的磁力线；
    （2）流体的运动方向和磁场的磁力线方向一致；
    （3）流体在磁场中做旋转运动。这种旋转运动是通过放置在磁场中的圆柱状旋流器实现的。
    磁场由通电的线圈或永久磁铁来产生。流体一般是经过非磁性材料(如塑料、水泥或辉绿岩)制作的工作管道流经磁场。
    下面介绍永的磁处理的研究和应用实例。[next]
   （一）防止硬水结垢
    研究表明,水通过磁场,对于从溶液中沉淀出的物质的结晶化过程有影响。这种现象很早以前就被应用到工业上去,用来防止锅炉和其管道中硬水结垢。此时沉淀出物质的结构已发生变化,在管道上形成松软的易洗的泥代替了结实的水垢薄膜。
    研究指出，水经磁处理时，需执行下列一些条件：
   （1）磁处理时，应使水的运动方向垂直于极性交替磁场的磁力线；
   （2）这样磁场的数量越大，磁场强度可越低。在锅炉前用的水准备（处理）装置中有7~10个场，而它们的最大磁场强度测量时总共才几百千安/米(几千Oe)。如应用单一极性的装置，磁场强度为530~570kA/m(6700~7200Oe)时可观察到最好的效果，而应用有四个极性交替的装置时，磁场强度为190~220kA/m(2400~2800Oe)就可得到类似的效果，应用有六个极性交替的装置时，磁场强度为120~160kA/m(1500~2000Oe)也可得到类似的效果；
   （3）水通过磁场的速度存在着适宜值。增加磁场的数量和总长度,速度值可提高。在一般用的磁化装置中,速度变化范围为0.1~2m/s；
   （4）适宜的水处理制度和水的离子组成与装置的结构特性有关；
   （5）随着磁场强度的增加，水性质的改变存在着复杂的特征，有许多最大值和最小值；
   （6）水经磁处理后，水性质的异常性保持相当长的时间。
   （二）改善选矿指标
    水经磁处理不仅影响沉淀物质的结晶化过程,而且还明显地改变各种矿物被水的润湿性。研究时应用了交替极性的磁化线圈(彼此平行连接，有12极)。线圈中的电流一般为0.2,0.4,0.6,0.8和1.0A,对应的磁场的径向最大分量为3,6,12,18,24和30kA/m(37,75,150,225,300和375Oe)。所有实验条件(如温度、液体的流动速度、磁化装置的倾角和实验制度等)保持严格恒定，可变因素仅是线圈中的电流，即磁场强度(从0到30kA/m或375Oe)。实验是在蒸馏水和工业用水中进行的。
    曾研究蒸馏水和硬水中的天然纯的各种赤铁矿、褐铁矿和磁铁矿的可浮性与磁化矿浆的磁场强度大小和在适宜磁场强度的磁场中矿浆磁化时间的关系。
    研究结果表明，这些矿物的可浮性，不论在蒸馏水中还是在硬水中，随着磁场强度从0增加到120kA/m(1500Oe)而增加,而后下降。还表明,矿浆在磁场强度为167kA/m(2100Oe)的恒定磁场中的磁化时间影响这些矿物的可浮性。
    在蒸馏水和硬水中进行浮选。磁场强度为120kA/m,磁化时间为2rain,在浮选加药之前,磁化矿浆的搅拌时间为0到10min。实验表明，增加磁化矿浆的搅拌时间,赤铁矿、褐铁矿和磁铁矿的可浮性,不论在蒸馏水和硬水中都在增加。
    磁铁矿在磁场强度为167kA/m的磁场中经过3min的磁化，之后在矿浆中停留24h，浮选实验结果表明，磁铁矿靠磁化而提高的可浮性很稳定，经过24h也不消失。
    国外在实验室条件下浮选三种不同的铁矿石矿样,以检验铁矿石的可浮性和在磁场强度为120kA/m的磁场中磁化处理的关系。试验结果见表16。