【摘要】： 離心分離是回收鐵尾礦渣中細(xì)粒鐵的高效方法,具有快速、成本低、對環(huán)境無污染等優(yōu)點。然而,國內(nèi)傳統(tǒng)間斷式離心機(jī)應(yīng)用時故障率很高和處理能力很低,使其不能有效應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn);國外工業(yè)應(yīng)用離心機(jī)如Knelson和Falcon離心機(jī)適用于處理微量金屬物料,故不能用于處理高鐵物料鐵尾渣。本文研究連續(xù)離心分離回收鐵尾礦渣中的鐵,對其技術(shù)關(guān)鍵連續(xù)離心分離設(shè)備,提出往復(fù)移動水束流沖擊卸落富集層實現(xiàn)連續(xù)離心分離過程,并進(jìn)行技術(shù)可行性理論分析;在此基礎(chǔ)上,研制連續(xù)離心分離設(shè)備,進(jìn)行連續(xù)離心分離回收鐵尾礦渣中鐵實驗和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用研究。 采用連續(xù)離心分離試驗設(shè)備,對其實現(xiàn)連續(xù)分離過程的條件進(jìn)行實驗研究,結(jié)果表明:水束流沖擊壓力和能量同時滿足最小門限值要求是實現(xiàn)連續(xù)離心分離過程的前提條件;水束流門限沖擊壓力隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速提高線性增大,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為700 r/min時,沖擊壓力約0.55 MPa,表明水束流沖擊卸落富集層實現(xiàn)連續(xù)離心分離要求的沖擊壓力不高;水束流門限沖擊能量隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速提高和富集產(chǎn)物產(chǎn)量增大而增大;水束流沖擊角影響其沖擊效率。 對磁分離預(yù)處理后的鐵尾礦渣(鐵含量52.42%)進(jìn)行連續(xù)離心分離單因素條件實驗,結(jié)果表明:最佳操作條件包括給料體積速率約25 L/min,給料固體濃度20%,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速450 r/min,轉(zhuǎn)鼓半錐角5°和水束流往復(fù)速度36 mm/s;此條件下,得到富集產(chǎn)物的產(chǎn)量、鐵含量和鐵回收率分別為54.69%、62.32%和65.02%;試驗設(shè)備處理量為0.3525噸鐵尾礦渣/小時,電耗為2.57千瓦時/噸鐵尾礦渣,水耗為1.30噸水/噸鐵尾礦渣,表明鐵尾礦渣連續(xù)離心分離具有分離效果好和成本低的優(yōu)點。實驗時,水束流往復(fù)速度由36 mm/s增加至60 mm/s時,富集產(chǎn)物鐵含量由62.32%快速降低至59.16%,鐵回收率僅由65.02%降低至64.75%,表明水束流往復(fù)速度適宜不會破壞薄流膜分離過程,且有利于提高富集產(chǎn)物質(zhì)量。 為深入了解鐵尾礦渣連續(xù)離心分離的優(yōu)越性,進(jìn)行鐵尾礦渣連續(xù)與間斷離心分離對比實驗。與鐵尾礦渣渣間斷離心分離比較,連續(xù)離心分離獲得富集產(chǎn)物鐵回收率提高,但鐵含量有所下降,兩者總體分離效能接近;但連續(xù)離心分離物料處理量大大提高、設(shè)備故障率和能耗明顯降低,有利于克服間斷離心分離設(shè)備故障率高和處理能力小難以推廣應(yīng)用的技術(shù)難題,容易與其它分離方法如高梯度磁分離法結(jié)合形成工業(yè)化生產(chǎn)工藝處理鐵尾礦渣。 高梯度磁分離處理鐵尾礦渣效果好,處理量大,但難以得到鐵含量很高的合格富集產(chǎn)物。因此,本研究進(jìn)行磁分離預(yù)處理-連續(xù)離心分離法處理鐵尾礦渣(鐵含量28.76%)實驗,獲得合格鐵精粉產(chǎn)品的產(chǎn)量、鐵含量和鐵回收率分別為11.05%、62.32%和23.94%,鐵回收效果顯著。 為研究該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用可行性,設(shè)計籌建連續(xù)離心分離工藝工業(yè)生產(chǎn)試驗回收廠,進(jìn)行從在排鐵尾礦渣中回收鐵工業(yè)生產(chǎn)性試驗。三個月平均工業(yè)生產(chǎn)試驗指標(biāo)為:鐵尾礦渣鐵含量28.12%,獲得鐵精粉產(chǎn)品的產(chǎn)量、鐵含量和鐵回收率分別為10.42%、58.48%和21.66%;該技術(shù)的工業(yè)生產(chǎn)性試驗,減少鐵尾礦渣排放量10.42%,并實現(xiàn)重要的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。與實驗鐵回收結(jié)果比較,該技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)獲得鐵精粉產(chǎn)品的鐵含量較低,主要原因可能是由于連續(xù)離心分離工業(yè)設(shè)備應(yīng)用時效能降低造成的。因此,該技術(shù)要得到有效工業(yè)應(yīng)用,關(guān)鍵是提高連續(xù)離心分離工業(yè)應(yīng)用的效能。 上述研究表明,連續(xù)離心分離是回收鐵尾礦渣中鐵的有效方法,可實現(xiàn)重要的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,因此具有重要的工業(yè)應(yīng)用價值。連續(xù)離心分離設(shè)備可有效用于處理高鐵物料鐵尾礦渣,可解決目前國內(nèi)外工業(yè)應(yīng)用離心機(jī)適用于處理微量金屬物料的技術(shù)難題。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X751
【圖文】：

圖 2-1 SLon-100 周期式脈動高梯度磁選機(jī)及其棒磁介質(zhì)（1－給料盒；2－磁極；3－磁軛；4－激磁線圈；5－磁介質(zhì)；6－脈動機(jī)構(gòu)；7－接料斗；8－流量調(diào)節(jié)閥。 F~－脈動力）Fig.2-1 SLon-100 cyclic pulsating high gradient magnetic separator and rod magnetic mat

噴嘴的直徑和數(shù)量，對實現(xiàn)連續(xù)分離和避免能量損失十分重要。3.3.2.4 水束流往復(fù)速度對連續(xù)分離效果的影響分析 射流切割物體時射流束橫移速率影響切割速率[140]，而本研究中水束流沖擊卸落富集層時，水束流往復(fù)速率影響富集層移除率，并對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面上富集層厚度分布和薄流膜軸向流動產(chǎn)生重要影響。結(jié)合圖 3-15 示意圖和圖 3-16 流膜拍攝圖，分析水束流往復(fù)速度對連續(xù)離心分離效果的影響。圖 3-15 水束流往復(fù)速度對薄流膜流動的影響（a）水束流往復(fù)速度太�。唬╞）水束流往復(fù)速度適宜；（c）水束流往復(fù)速度太大（1－水束流；2－薄流膜；3－轉(zhuǎn)鼓；4－富集層）Fig.3-15 Effect of reciprocating velocity of water sprays on characteristics of flow film(a )(b) (c)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;Mechanism of separating pyrite and dolomite by flotation[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2007年04期

2 宋擁政，溫效康，梁志強(qiáng);高壓水磨料射流切割的力學(xué)特性與模型[J];鍛壓機(jī)械;1995年03期

3 熊大和;SLon磁選機(jī)在淮北煤系高嶺土除鐵中的應(yīng)用[J];非金屬礦;2004年05期

4 張涇生;;我國鐵礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];鋼鐵;2007年02期

5 卡洛里斯;沉降式臥螺離心機(jī)分離技術(shù)[J];中國給水排水;2002年08期

6 陳凡植,顏幼平,康新宇;高梯度磁分離技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J];化工環(huán)保;2000年05期

7 艾德鴻,江啟平;選礦尾砂綜合利用的探討[J];環(huán)境工程;2002年05期

8 張淑會,薛向欣,金在峰;我國鐵尾礦的資源現(xiàn)狀及其綜合利用[J];材料與冶金學(xué)報;2004年04期

9 莊蕾;;高壓水射流清洗用噴嘴及噴頭[J];清洗世界;2003年12期

10 俞雷霖;奚立峰;俞如友;;離心分離技術(shù)的國內(nèi)現(xiàn)狀國外進(jìn)展及大規(guī)模定制設(shè)計[J];化學(xué)世界;2006年11期

本文編號：2718625