ZCLA选矿机在海滨砂矿中的对比应用,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲点评】试验研究表明，采用ZCLA选矿机作为海滨砂的预选抛尾设备，不仅工艺流程简单，而且技术指标明显优于立环脉冲高梯度磁选机、湿式中磁选设备、螺旋溜槽等设备，高效回收了海滨砂中的有价资源。

《ZCLA选矿机在海滨砂矿中的对比应用》

海滨砂矿是指在海滨地带由河流、海浪、潮汐及海流共同作用下，由砂质沉积物中的重矿物碎屑富集而形成的矿床。海滨砂矿作为一种重要的矿物资源，其中主要的有用矿物包括磁铁矿（钛磁铁矿）、钛铁矿、金红石、铬铁矿、锆英石和独居石等，生产实践中主要回收工艺有螺旋溜槽、摇床、磁选、电选、浮选及上述各种工艺的组合。

在实际生产中，由于海滨砂矿中的有用矿物含量非常低，首先需要对海滨砂进行大量抛尾，以便将有用矿物初步富集，由于螺旋溜槽是按照矿物的比重和粒度进行分选，一些粒度极不均匀的海滨砂给入溜槽分选前必须采用筛分除渣，同时由于受溜槽分选粒度限制，造成部分细粒级的有用矿物也得不到有效回收，影响资源的综合利用率。

传统的磁选机仅能回收其中的磁铁矿资源，而很难回收其中的主要成分：钛铁矿和铬铁矿等。长沙矿冶研究院有限责任公司和湖南科源磁力装备有限公司联合研制的ZCLA选矿机是一种新型的永磁选矿设备，克服了传统外筒磁选机对粗粒级不能分选的弊端，同时按照矿物的磁性进行分选，应用于海滨砂矿粗选抛尾获得了非常好的效果。

【ZCLA选矿机的结构及原理】ZCLA磁选机是一种复合力场的选矿设备。它由电机、减速机、外环磁系、分选转筒、耐磨涂层、机架、转筒托辊、聚磁介质、转筒坡度液压调节装置、自动控制系统、以及给料装置、磁性物料卸料装置、非磁性物料卸料装置等辅助部件组成。

物料给入到分选转筒中，在分选区内受到的力有：磁力、重力、离心力和流体粘滞力。磁性物料受到的磁力大于竞争力，吸附在分选转筒内的聚磁介质上随之向磁性物料卸矿区运动，在漂洗水和多极磁翻滚的作用下将夹杂其中的非磁性颗粒清除，最终运动到磁性物料卸料区，在冲洗水的作用下卸入磁性产品料斗中。非磁性物料所受竞争力大于磁力，随矿浆流沿着分选转筒底部向尾矿排料口运动，最终被排入非磁性产品区，从而实现了磁性矿物与非磁性矿物的分离。

该设备可以通过不同磁系结构设计实现不同磁场强度的要求，适应不同种类矿物的分选，通过调节分选转筒转速、底座倾斜角度、漂洗水量、介质类型等参数来调节分选指标，通过改变圆筒的直径和长度来满足设备不同处理能力的要求。

【试验研究及结果】采用ZCLA选矿机，分别对海南某海滨砂矿、南非某海滨砂矿、澳洲某海滨砂矿进行预选抛尾试验。

【海南某海滨砂矿试验研究】海南某海滨砂矿主要有用矿物为钛铁矿和磁铁矿，原砂中TiO2品位13.50%左右，目前，该资源现场采用传统湿式中磁选设备进行生产，需要经过一粗两精才能获得TiO2品位43.97%，回收率68.76%的指标，试验采用立环脉动高梯度磁选机和ZCLA选矿机进行对比研究，立环脉动高梯度磁选机其他操作参数最优时，三个不同磁场强度下获得的试验结果见表1所示，ZCLA调整其他参数到最优时，采用两种不同磁介质获得的试验结果见表2所示。

【表1立环脉动高梯度磁选试验结果/%】

表1的结果表明，采用立环脉动高梯度磁选磁选机，经过一段分选，不同磁场强度条件下获得的钛精矿品位为33.46%~39.83%，回收率为63.35%~79.29%。

【表2ZCLA选矿机试验结果/%】

从表2的结果可知，采用ZCLA选矿机对该海滨砂矿进行抛尾，可以一次性抛出77.51%~81.73%的尾矿，精矿品位可以达到44.72%~46.21%，既可以作为最终产品进行销售，也可以进一步精选提高品质。相对于生产采用的传统外筒式磁选机，ZCLA选矿机选矿流程更简单，获得的最终指标也更优，相较立环脉动高梯度磁选机而言，ZCLA选矿机获得的精矿品位和回收率指标都更优。引入汉考克-卢伊肯效率值作评价标准，两种不同介质汉考克-卢伊肯效率值见表3所示。

【表3不同介质类型试验选矿汉考克效率值/%】

从表3所示结果可知，采用1型介质时选矿效率为69.36，采用2型介质时选矿效率值为59.12，1型介质选矿汉考克值明显大于2型介质的选矿效率值，说明1型介质选矿的分选效率更高，选矿效果更好。

【南非某海滨砂矿试验研究】南非某海滨砂矿矿床资源储量较大，主要矿物为钛铁矿，其次是磁铁矿和铬铁矿，矿石中钛铁矿矿物含量较高，钛铁矿普遍存在赤铁矿化蚀变，粒度较均匀，一般在0.04～0.2mm之间，少量粗粒者可达0.3mm以上，原砂中TiO2品位为3.60%左右，Cr2O3品位为0.40%左右。试验分别采用螺旋溜槽重选和ZCLA选矿机作为该资源的预选抛尾工艺，两种工艺最佳参数是获得的指标见表4所示。

【表4南非某海滨砂矿选矿试验指标/%】

从表4所示结果可以看出，采用螺旋溜槽作为预选工艺设备时，一段选别抛出84.32%的尾矿，获得的粗精矿TiO2品位为18.90%，回收率80.16%。采用ZCLA作为预选工艺设备时，经过一段选别可以抛出89.13%的尾矿，粗精矿TiO2品位为31.28%，回收率89.87%。应用汉考克-卢伊肯效率判据公式计算两种工艺的效率值见表5所示。

【表5两种不同工艺选矿汉考克效率值/%】

从表5所示结果可以看出，采用ZCLA选矿机作为预选工艺的设备时，汉考克效率值为85.12，远大于采用螺旋溜槽预选工艺时的69.35，说明采用ZCLA预选工艺分选效果更好。

【澳洲某海滨砂矿试验研究】澳洲某海滨砂矿主要可回收利用的矿物有钛磁铁矿、钛铁矿和铬铁矿，原矿TiO2品位为5.80%左右，Cr2O3品位为0.30%左右，通过研究表明采用传统外筒式磁选机和ZCLA选矿机对弱磁性铁矿物的回收效果相差不大，试验主要对比研究传统湿式中磁选机和ZCLA选矿机对钛铁矿和铬铁矿的回收效果，试验结果见表6所示。

【表6两种不同磁选工艺试验结果/%】

从表6所示结果可以看出，，采用ZCLA选矿机作为该资源的预选设备时，可很好的实现钛铁矿和铬铁矿的回收利用，TiO2和Cr2O3的回收率分别为95.81%和95.19%，为了进一步比较两种工艺选矿效果得差异，应用汉考克—卢伊肯效率公式作为抛尾效率的判据，两种不同选矿工艺选矿效率值计算结果见表7所示。

【表7两种不同工艺选矿汉考克效率值/%】

从表7所示结果可以看出，采用ZCLA选矿机作为预选工艺的设备时，汉考克效率值为78.34，远大于采用湿式中磁选预选工艺时36.32，可见用ZCLA预选工艺分选效果非常好。

【结论】

1.ZCLA选矿机可以作为海滨砂矿的预选抛尾设备，为国内外海滨砂矿的开发利用提供了一种全新的选矿手段。

2.通过试验研究表明，国内外不同海滨砂矿采用ZCLA选矿机作为预选抛尾设备，不仅可以简化工艺流程，而且在技术指标上较立环脉冲高梯度磁选机、湿式中磁选设备、螺旋溜槽等设备更优，有利于资源的综合回收利用。

3.海南某海滨砂矿原砂中TiO2品位13.50%左右，采用ZCLA选矿机预选抛尾，可以一次性抛出77.51%的尾矿，精矿品位可以达到44.72%，较立环脉冲高梯度磁选机而言，精矿品位高4.89个，回收率高14.16个。

4.南非某海滨砂矿，原矿TiO2含量3.60%左右、Cr2O3含量0.40%左右，经ZCLA选矿机一段抛尾后可以抛出89.13%的尾矿，粗精矿TiO2品位为31.28%，回收率89.87%，采用螺旋溜槽作为预选设备时，一段只抛出84.32%的尾矿，粗精矿TiO2品位为18.90%，回收率80.16%。

5.澳洲某海滨砂矿原矿TiO2品位为5.80%左右，Cr2O3品位为0.30%左右，经ZCLA选矿机一次抛尾后，TiO2和Cr2O3的品位分别为21.33%和1.12%，回收率分别达到95.81%和95.19%，而采用传统湿式中磁选设备，一次抛尾获得的粗精矿TiO2和Cr2O3的品位分别为17.91%和0.86%，回收率仅为48.00%和42.18%。

——安登气，陈志强

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