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CN108636600A - 一种羧甲基淀粉预处理-异形介质磁选工艺 - Google Patents

一种羧甲基淀粉预处理-异形介质磁选工艺 Download PDF

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CN108636600A
CN108636600A CN201810439547.XA CN201810439547A CN108636600A CN 108636600 A CN108636600 A CN 108636600A CN 201810439547 A CN201810439547 A CN 201810439547A CN 108636600 A CN108636600 A CN 108636600A
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CN
China
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magnetic
carboxymethyl starch
iron
magnetic separation
magnetic medium
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李文博
韩跃新
周立波
李艳军
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Northeastern University China
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Northeastern University China
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Abstract

本发明涉及一种羧甲基淀粉预处理‑异形介质磁选工艺，属于矿物加工技术领域。一种羧甲基淀粉预处理‑异形介质磁选工艺，所述方法包括调浆、弱磁性铁矿物絮凝预处理、磁选、扫选的步骤，其中，所述磁选的步骤为：将预处理后所得矿浆在背景场强为5000～9000奥斯特，脉动冲程为0～20mm，脉动冲次为0～250次/min的条件下，采用具有截面为菱形和圆形的异形磁介质盒的立环脉动高梯度磁选机进行强磁选作业，得到强磁选磁性产物，本发明的方法与现有强化微细粒弱磁性铁矿物回收工艺相比较，具有铁回收率高、综合成本低、流程结构简单等优点。

Description

一种羧甲基淀粉预处理-异形介质磁选工艺
技术领域
本发明涉及一种羧甲基淀粉预处理-异形介质磁选工艺，属于矿物加工技术领域。
背景技术
随着工业化和现代化建设进程的不断加快，我国对于铁矿石的需求量不断增加，大量优质铁矿资源不断被开发利用，导致国内铁矿资源贫、细、杂的特点愈加明显。目前，我国易选的铁矿石资源逐年减少，但微细粒嵌布的弱磁性铁矿资源储量丰富，由于这部分资源中有用矿物的嵌布粒度往往小于20μm，采用常规选矿设备和选矿工艺难以对这些矿产资源实现有效的分选，使大量铁矿资源在选别过程中流失。通过一方面优化选别作业的入选物料性质，另一方面优化选别作业的工艺参数及设备的方法，这对于强化微细粒嵌布的弱磁性铁矿资源的开发利用具有重要意义。
发明内容
针对上述微细粒嵌布的弱磁性铁矿资源的高效开发利用的问题，本发明提供一种异形磁介质高梯度强磁分选方法，所述方法将含有微细粒的弱磁性铁矿物的矿浆中添加适宜的药剂进行预处理，从而增大目的矿物的表观尺寸，满足后续选别作业的粒度要求，同时可以消除机械夹带、矿泥罩盖等不利因素。同时，在高梯度强磁选工艺中，选用异形磁介质聚磁介质作为高梯度磁选作业的载体，强化微细粒弱磁性铁矿物的回收。
一种异形磁介质高梯度强磁分选方法所述方法包括调浆、弱磁性铁矿物絮凝预处理、磁选的步骤，其中，所述磁选的步骤为：
将预处理后所得矿浆在背景场强为5000～9000奥斯特，脉动冲程为0～20mm，脉动冲次为0～250次/min的条件下，采用具有异形磁介质盒的立环脉动高梯度磁选机进行强磁选作业，得到强磁选磁性产物，
所述异形磁介质盒包括呈阵列排布的A形和B形磁介质棒，所述A形和B形磁介质棒在阵列的行方向和列方向上间隔排布，所述阵列的列间隔为同一列相邻磁介质棒的垂直中心间距，其大小为4～8mm；所述阵列的行间隔为同一行相邻磁介质棒的水平中心间距，其大小为4～8mm，其中，所述A形磁介质棒为截面为圆形的磁介质棒，其圆棒直径为1.5～3mm；所述B形磁介质棒为截面为菱形的磁介质棒，其短对角线长度为1.5～3mm，菱形两条对角线之比为1～2，其长对角线方向沿其所在列方向。
进一步地，所述异形磁介质盒按其中所述菱形磁介质棒长对角线方向与磁场方向平行设置。
进一步地，所述圆形介质棒和菱形介质棒的轴向长度相同，为50～80mm。
本发明所述阵列的行间隔指的是A阵列或B阵列各自阵列中同一行相邻两个磁介质棒间的水平中心间距；所述列间隔指的是A阵列或B阵列各自阵列中同一列相邻两个磁介质棒间的垂直中心间距。
本发明所述方法优选，所述的弱磁性铁矿物絮凝预处理步骤为：将调浆后的矿浆加入羧甲基淀粉溶液，保持搅拌转速为500r/min～1000r/min，匀速搅拌3～10min，使矿浆中的微细粒弱磁性铁矿物在羧甲基淀粉的作用下形成铁矿物絮团，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为100:1～10:1。
进一步地，所述羧甲基淀粉溶液是将玉米淀粉与氯乙酸发生醚化反应后获得的羧甲基淀粉溶液。
更进一步地，所述羧甲基淀粉溶液可按下述方法制得：
玉米淀粉与蒸馏水按1:10的质量比进行配置，将锥形瓶固定在水浴锅中加热至90℃，将玉米淀粉和蒸馏水加入锥形瓶中搅拌30min后冷却室温。将质量浓度为20％～50％的NaOH溶液倒入锥形瓶中，并用搅拌器强力搅拌1小时。调节水浴锅的温度至50℃，将质量浓度为50％的氯乙酸溶液倒入锥形瓶中，并用搅拌器搅拌2小时后停止搅拌，并冷却至室温，获得羧甲基淀粉溶液。
本发明所述方法优选，所述调浆的步骤为：取浓度为20％～40％、铁品位15％～30％、矿物粒度为-0.038mm含量占95％以上的矿浆，在搅拌转速为1000r/min～2000r/min的条件下，加入矿浆pH调整剂匀速搅拌3～10min，使矿浆pH值为8～11。
进一步地，所述矿浆pH调整剂是碳酸钠、氢氧化钠或其混合物。
本发明的有益效果为：本发明采用对铁矿物具有选择性絮凝作用的羧甲基淀粉作为絮凝剂，在高梯度强磁选作业前，在矿浆中加入羧甲基淀粉，通过羧甲基淀粉的桥联作用，以及一定搅拌强度的搅拌作业使矿浆中的微细粒铁矿物形成一定强度、大小适中的铁矿物絮团，增加铁矿物在磁选过程中的捕获概率，然后采用具有异形磁介质的高梯度强磁选机进行磁选，由于菱形磁介质与常规圆棒介质相比，由于其两端具有尖角，可以产生更高的磁场梯度，从而产生更大的磁场力，而且菱形磁介质与圆形磁介质呈上下交错排列，有利于矿浆分散和流动，进而能强化微细粒弱磁性铁矿物的回收。本发明的方法与现有强化微细粒弱磁性铁矿物回收工艺相比较，具有铁回收率高、综合成本低、流程结构简单等优点。
附图说明
图1为本发明所用磁介质盒中磁介质排布的截面示意图；
图2为实施例所用磁介质盒中磁介质棒局部排布示意图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明实施例中采用的搅拌机为XJT-Ⅱ型。本发明实施例中采用的立环高梯度磁选机规格为Slon-500型，
本实施例采用的截面为圆形和菱形的介质棒材质均为导磁不锈钢0Cr18Ni。圆形介质棒直径为2mm，菱形介质棒长对角线和短对角线长度均为2mm；圆形介质棒和菱形介质棒的轴向长度均为50mm。A阵列(圆形介质棒)的行间隔为4mm，列间隔为6mm；B阵列(菱形介质棒)行间隔为4mm，列间隔为6mm。
本发明实施例中采用的NaOH溶液质量浓度为2％。
本发明实施例中采用的Na2CO3溶液质量浓度为2％。
本发明实施例中采用的羧甲基淀粉溶液按下述方法制得：
将玉米淀粉与蒸馏水按1:10的质量比进行配置，将锥形瓶固定在水浴锅中加热至90℃，将玉米淀粉和蒸馏水加入锥形瓶中搅拌30min后冷却室温。将质量浓度为50％的NaOH溶液倒入锥形瓶中，并用搅拌器强力搅拌1小时。调节水浴锅的温度至50℃，将质量浓度为50％的氯乙酸溶液倒入锥形瓶中，并用搅拌器搅拌2小时后停止搅拌，并冷却至室温，获得羧甲基淀粉溶液。
本发明实施例中采用的含微细粒弱磁性铁矿物的矿粉中含TFe＝25～30wt％，FeO＝5～10wt％，SiO2＝25～30wt％，Al2O3＝5～10wt％，MgO＝1～5wt％，BaO＝1～5wt％，CaO＝1～5wt％，S＝0.2～1wt％，P＝0.01～0.5wt％。
实施例1
(1)取两份TFe品位分别为26.85％，26.91％，浓度为33％，粒度为-0.038mm占95％以上含弱磁性铁矿物的矿浆，在搅拌转速为1000r/min的条件下，加入质量浓度为2％的NaOH溶液匀速搅拌5min，调节矿浆pH值为10.0。
(2)降低搅拌转速至650r/min，在两份矿浆中均加入对铁矿物具有选择性絮凝作用的羧甲基淀粉溶液，匀速搅拌5min，使矿浆中的铁矿物通过羧甲基淀粉的桥联作用形成具有一定强度、大小适中的弱磁性铁矿物絮团，从而增加铁矿物在磁选过程中的捕获概率，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为40:1。
(3)将其中一份矿浆给入到含有异形介质的立环高梯度磁选机进行分选，将另一份矿浆给入到含有常规圆棒介质的立环高梯度磁选机进行分选。在背景场强为7500奥斯特，脉动冲程为15mm，脉动冲次为200次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行一次强磁粗选作业，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得铁品位为42.85％，铁回收率为43.69％的强磁粗选磁性产物；采用羧甲基淀粉预处理-常规圆棒介质强磁选工艺获得的磁性产物铁品位为42.76％，铁回收率为40.58％。
(4)将两份强磁粗选尾矿在背景场强为9500奥斯特，脉动冲程为15mm，脉动冲次为150次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行两次扫选，将两次扫选磁性产物与粗选磁性产物混合，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质强磁选工艺可以获得最终铁品位为42.35％，铁回收率为75.56％的强磁选磁性产物以及含铁品位为12.25％的扫选尾矿产品；常规强磁选工艺获得最终铁品位为40.61％，铁回收率为71.58％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.56％的扫选尾矿产品。
实施例2
(1)取两份TFe品位分别为26.85％，26.71％，浓度为33％，粒度为-0.038mm占95％以上含弱磁性铁矿物的矿浆，在搅拌转速为1000r/min的条件下，加入质量浓度为2％的NaOH溶液匀速搅拌5min，调节矿浆pH值为9.5。
(2)降低搅拌转速至600r/min，在两份矿浆中均加入对铁矿物具有选择性絮凝作用的羧甲基淀粉溶液，匀速搅拌5min，使矿浆中的铁矿物通过羧甲基淀粉的桥联作用形成具有一定强度、大小适中的弱磁性铁矿物絮团，从而增加铁矿物在磁选过程中的捕获概率，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为60:1。
(3)将其中一份矿浆给入到含有异形介质的立环高梯度磁选机进行分选，将另一份矿浆给入到含有常规圆棒介质的立环高梯度磁选机进行分选。在背景场强为8000奥斯特，脉动冲程为15mm，脉动冲次为200次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行一次强磁粗选作业，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得铁品位为42.26％，铁回收率为44.09％的强磁粗选磁性产物，采用羧甲基淀粉预处理-常规圆棒介质强磁选工艺获得的磁性产物铁品位为42.96％，铁回收率为41.68％。
(4)将两份强磁粗选尾矿在背景场强为10000奥斯特，脉动冲程为15mm，脉动冲次为150次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行两次扫选，将两次扫选磁性产物与粗选磁性产物混合，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质强磁选工艺可以获得最终铁品位为42.55％，铁回收率为76.56％的强磁选磁性产物以及含铁品位为12.55％的扫选尾矿产品；常规强磁选工艺获得最终铁品位为40.81％，铁回收率为72.27％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.36％的扫选尾矿产品。
实施例3
(1)取两份TFe品位分别为26.85％，26.77％，浓度为30％，粒度为-0.038mm占95％以上含弱磁性铁矿物的矿浆，在搅拌转速为1000r/min的条件下，加入质量浓度为2％的NaOH溶液匀速搅拌5min，调节矿浆pH值为9.0。
(2)降低搅拌转速至600r/min，其中一份矿浆中加入羧甲基淀粉溶液，匀速搅拌5min，使矿浆中的铁矿物通过羧甲基淀粉的桥联作用形成具有一定强度、大小适中的弱磁性铁矿物絮团，从而增加铁矿物在磁选过程中的捕获概率，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为60:1。；另一份矿浆中不添加羧甲基淀粉溶液，匀速搅拌5min。
(3)在背景场强为7500奥斯特，脉动冲程为10mm，脉动冲次为200次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行一次强磁粗选作业，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得铁品位为43.86％，铁回收率为42.97％的强磁粗选磁性产物；采用常规圆棒介质强磁选工艺获得的磁性产物铁品位为43.49％，铁回收率为40.38％。
(4)将两份强磁粗选尾矿在背景场强为9500奥斯特，脉动冲程为10mm，脉动冲次为150次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行两次扫选，将两次扫选磁性产物与粗选磁性产物混合，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得最终铁品位为40.95％，铁回收率为76.82％的强磁选磁性产物以及含铁品位为12.95％的扫选尾矿产品；常规强磁选工艺获得最终铁品位为39.96％，铁回收率为71.67％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.34％的扫选尾矿产品。
实施例4
(1)取两份TFe品位分别为27.08％，26.98％，浓度为30％，粒度为-0.038mm占95％以上含弱磁性铁矿物的矿浆，在搅拌转速为1000r/min的条件下，加入质量浓度为2％的NaOH溶液匀速搅拌5min，调节矿浆pH值为9.5。
(2)降低搅拌转速至700r/min，其中一份矿浆中加入对铁矿物具有选择性絮凝作用的羧甲基淀粉溶液，匀速搅拌5min，使矿浆中的铁矿物通过羧甲基淀粉的桥联作用形成具有一定强度、大小适中的弱磁性铁矿物絮团，从而增加铁矿物在磁选过程中的捕获概率，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为80:1。。另一份矿浆中不添加羧甲基淀粉只匀速搅拌5min。
(3)在背景场强为8500奥斯特，脉动冲程为10mm，脉动冲次为200次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行一次强磁粗选作业，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得铁品位为45.26％，铁回收率为44.79％的强磁粗选磁性产物；采用常规圆棒介质强磁选工艺获得的磁性产物铁品位为43.96％，铁回收率为42.58％。
(4)将两份强磁粗选尾矿在背景场强为10000奥斯特，脉动冲程为10mm，脉动冲次为150次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行两次扫选，将两次扫选磁性产物与粗选磁性产物混合，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得最终铁品位为42.25％，铁回收率为78.68％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.05％的扫选尾矿产品；常规强磁选工艺获得最终铁品位为40.81％，铁回收率为73.27％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.64％的扫选尾矿产品。
实施例5
(1)取两份TFe品位分别为26.95％，27.01％，浓度为33％，粒度为-0.038mm占95％以上含弱磁性铁矿物的矿浆，在搅拌转速为1000r/min的条件下，加入质量浓度为2％的NaOH溶液匀速搅拌5min，调节矿浆pH值为10.0。
(2)降低搅拌转速至600r/min，其中一份矿浆中加入对铁矿物具有选择性絮凝作用的羧甲基淀粉溶液，匀速搅拌5min，使矿浆中的铁矿物通过羧甲基淀粉的桥联作用形成具有一定强度、大小适中的弱磁性铁矿物絮团，从而增加铁矿物在磁选过程中的捕获概率，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为60:1。。另一份矿浆中不添加羧甲基淀粉只匀速搅拌5min。
(3)在背景场强为7000奥斯特，脉动冲程为10mm，脉动冲次为200次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行一次强磁粗选作业，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得铁品位为42.45％，铁回收率为43.09％的强磁粗选磁性产物；采用常规圆棒介质强磁选工艺获得的磁性产物铁品位为42.96％，铁回收率为40.68％。
(4)将两份强磁粗选尾矿在背景场强为9000奥斯特，脉动冲程为10mm，脉动冲次为150次/min、矿浆流速0.03m/s的条件下进行两次扫选，将两次扫选磁性产物与粗选磁性产物混合，其中采用羧甲基淀粉预处理-异形磁介质联合新工艺可以获得最终铁品位为42.85％，铁回收率为75.66％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.25％的扫选尾矿产品；常规强磁选工艺获得最终铁品位为40.61％，铁回收率为70.27％的强磁选磁性产物以及含铁品位为13.56％的扫选尾矿产品。

Claims (7)

1.一种羧甲基淀粉预处理-异形介质磁选工艺，其特征在于：所述方法包括调浆、弱磁性铁矿物絮凝预处理、磁选、扫选的步骤，其中，所述磁选的步骤为：
将预处理后所得矿浆在背景场强为5000～9000奥斯特，脉动冲程为0～20mm，脉动冲次为0～250次/min的条件下，采用具有异形磁介质盒的立环脉动高梯度磁选机进行强磁选作业，得到强磁选磁性产物，
所述异形磁介质盒包括呈阵列排布的A形和B形磁介质棒，所述A形和B形磁介质棒在阵列的行方向和列方向上间隔排布，所述阵列的列间隔为同一列相邻磁介质棒的垂直中心间距，其大小为4～8mm；所述阵列的行间隔为同一行相邻磁介质棒的水平中心间距，其大小为4～8mm，其中，所述A形磁介质棒为截面为圆形的磁介质棒，其圆棒直径为1.5～3mm；所述B形磁介质棒为截面为菱形的磁介质棒，其短对角线长度为1.5～3mm，菱形两条对角线之比为1～2，其长对角线方向沿其所在列方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述异形磁介质盒按其中所述菱形磁介质棒长对角线方向与磁场方向平行设置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的弱磁性铁矿物絮凝预处理步骤为：将调浆后的矿浆加入羧甲基淀粉溶液，保持搅拌转速为500r/min～1000r/min，匀速搅拌3～10min，使矿浆中的微细粒弱磁性铁矿物在羧甲基淀粉的作用下形成铁矿物絮团，其中，所述矿浆与羧甲基淀粉溶液的质量比为100:1～10:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述调浆的步骤为：取浓度为20％～40％、铁品位15％～30％、矿物粒度为-0.038mm含量占95％以上的矿浆，在搅拌转速为1000r/min～2000r/min的条件下，加入矿浆pH调整剂匀速搅拌3～10min，使矿浆pH值为8～11。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述羧甲基淀粉溶液是将玉米淀粉与氯乙酸发生醚化反应后获得的羧甲基淀粉溶液。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述矿浆pH调整剂是碳酸钠、氢氧化钠或其混合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述扫选为：将粗选尾矿进行2～3次扫选，所述扫选为：将一次强磁粗选非磁性产品在背景磁场强度为5000～9000奥斯特，磁选机脉动冲程为0～20mm，脉动冲次为0～250次/min的条件下再次均匀给入磁选机中进行选别，获得磁选中矿产品和最终扫选尾矿产品，其尾矿铁品位为5％～15％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112657672A (zh) * 2020-12-30 2021-04-16 东北大学 强化细粒铁矿物回收用有机高分子药剂合成及使用方法

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CN112657672B (zh) * 2020-12-30 2022-09-27 东北大学 强化细粒铁矿物回收用有机高分子药剂合成及使用方法

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