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    跳汰重選去除鋯剛玉磚玻璃渣試驗

    責任編輯:三久重工 發表時間:2016-05-28 01:09

      玻璃熔窯是熔化玻璃液的一種熱工設備。玻璃窯的窯襯一般是由幾種耐火磚砌筑而成的。玻璃池窯與玻璃液接觸的池壁和池底等部位,國內外普遍采用電熔鋯剛玉磚砌筑。這種耐火材料在使用過程中會受到多種作用的破壞,高溫下承受爐體及物料的荷重、操作過程中的外界應力;由于溫度的急劇變化,受熱不均而出現的極大溫差,以及由此而產生的內應力;高溫流體的沖刷以及高溫流體爐渣、雜質元素的侵蝕;環境氣氛的轉變及作用等。這些作用導致了耐火材料的熔融軟化、熔蝕磨損和崩裂損壞。耐火材料使用一定時間后,需拆除替換。替換下來的鋯剛玉磚中,由于受玻璃液的滲透侵蝕作用,磚的表面及裂隙中賦存有大量的玻璃渣。這種含有玻璃渣的鋯剛玉磚經粉碎后不能直接作為生產鋯剛玉磚的原料。究其原因,玻璃渣中含有堿金屬氧化物Na2O、K2O,這些氧化物如果帶入所生產的鋯剛玉磚中,將起到熔劑的作用,與SiO2等形成較多的玻璃相,使制品在較低溫度下出現液相,且粘度低,從而影響耐火制品的高溫性能。為充分利用廢棄的耐火磚,節約成本,必須設法去除鋯剛玉磚中的玻璃渣,使其性能達到生產鋯剛玉磚原料的要求。目前,去除鋯剛玉磚中玻璃渣常采用人工的方法,其勞動強度大,效率低,玻璃渣去除不徹底。本試驗旨在通過采用重選去除玻璃渣這種物理選礦方法,代替繁重的人工法。

      試樣取自湖南某耐火材料廠從玻璃熔窯中拆換下來的廢鋯剛玉磚,最大塊度為300mm。用肉眼即可觀察到,磚的一面甚至三面都附有玻璃渣,其裂隙及空洞被玻璃填充。試樣破碎至小于4mm后,進行了工藝礦物學研究。結果表明,試樣中含玻璃9.82%,主要化學成份為:Al2O3 43.51%、ZrO2 33.24%、SiO2 18.22%、Na2O 2.75%、Fe2O3 0.13%。

      電熔鋯剛玉磚是高溫下將工業氧化鋁、鋯英石精礦作原料,熔化后澆鑄成一定形狀的制品。其礦物組成為 ZrO230%~50%,Al2O330%~50%,SiO2不大于20%,礦物相主要為剛玉、斜鋯石的共晶體,少量的斜鋯石、剛玉及玻璃相,是一種非均質體。具有制品致密、氣孔少、體積密度大,高的機械強度,高的荷重軟化溫度,熱震穩定好,優良的抵抗熔渣侵蝕的能力。對本次試樣中揀選出來的鋯剛玉進行了物質成份分析,結果為:Al2O3 48.09%、ZrO2 36.79%、SiO2 13.19%、Na2O 1.30%、Fe2O3 0.13%。鋯剛玉比重3.81。試樣中的玻璃為普通鈉鈣玻璃,比重2.59kg/m³。主要組成為:Al2O3 1.24%、SiO2 65.09%、Na2O 15.94%、K2O 1.20%、Fe2O3 0.10%。試樣破碎后的粒度組成、玻璃含量分布及單體解離度測定結果中可看出,玻璃渣的嵌布粒度較粗,較易單體解離。試樣破碎至小于4mm時,玻璃總的單體解離度達86.9%;同時,玻璃相對于鋯剛玉較易粉碎,玻璃在細粒級中的含量高于粗粒級中的含量,粒度越細,其含量越高。

      根據試樣中玻璃易于單體解離的特點,先采用跳汰機去除0.5~4mm粒級中的玻璃較為合適。按照跳汰選礦給礦需分成較窄級別才有利于分選的特點,將大于0.5mm的試樣分成2~4mm、1~2mm和0.5~1mm三個級別,再分別進行跳汰選別。各個粒級的跳汰尾礦合并磨礦至小于74μm占 40%的細度,與上述未進行選別的小于0.5mm粒級試樣合并。通過篩分,得到大于0.1和小于0.1mm兩個級別,然后進行搖床選礦。

      試樣中玻璃嵌布粒度較粗,易單體解離,玻璃和鋯剛玉之間有一定的比重差,可用重選法分離。但兩者的比重相差不大,應屬于重選法中較難選試樣。

      與一般金屬礦選別相比,試樣中的重礦物含量多,超過90%,恰好與金屬礦選別的原料相反。因此,跳汰作業中重礦物床層厚是其特點。試驗中發現, 為使床層略呈松散狀態,在沖程、沖次適當配合下,需要的水速較大。此時,顆粒主要借助重力加速度差相對運動,粒度影響較顯著,所以跳汰需要窄級別入選。試樣經分級跳汰后,跳汰精礦中的玻璃含量可降至0.41%~0.73%,Na2O可降至1.36%~1.41%,作業產率為47.46%~51.37%。其中,1~2mm粒級的跳汰效果最好,重礦物產品中玻璃含量最低,產率最大;0.5~1mm粒級的選別效果最差,重礦物產品中玻璃含量高,產率也小。

      上述跳汰尾礦中還含有較多的鋯剛玉與玻璃的連生體,要使它們完全解離,需經過磨礦。在磨礦細度為40%的小于74μm時,玻璃的單體解離度已達 95%以上,該結果進一步說明玻璃較易單體解離。此時,試樣的最大粒度為0.5mm,適合搖床分選。搖床試驗獲得了如下指標:搖床重產品作業產率為 53.46%~61.25%,玻璃含量0.32%~0.39%,Na2O含量1.35%~1.37%;搖床尾礦中玻璃含量達61.15%~64.50%。此結果說明,搖床的分選精度較高。

      采用先跳汰后搖床的重選工藝流程能有效地發揮跳汰機處理粒度粗、首先獲得較純的鋯剛玉以及搖床的處理粒度較細、分選精度高的特點。先用跳汰選出純度較高、硬度大的鋯剛玉,跳汰尾礦中的玻璃含量增加,整體硬度變小,便于磨礦,可降低磨礦成本。跳汰尾礦作為搖床給礦,其中重礦物含量相對減少,使搖床分帶更加明顯,有利于搖床的操作進行。

      物理選礦去除鋯剛玉中玻璃渣研究結果表明,含Na2O 2.75%的鋯剛玉經重選法去除玻璃后,Na2O含量可降至1.34%,鋯剛玉回收率為83.8%,其質量達到SJ-36鋯剛玉磚的原料要求。試驗獲得的結果是滿意的,且流程簡單。

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