應用SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機提純非金屬礦

陳 劍，李 晨

（贛州金環(huán)磁選設備有限公司，江西 贛州 341000）

隨著我國經(jīng)濟與科技的高速發(fā)展，對非金屬礦產(chǎn)品的要求也越來越高。許多非金屬礦往往因為礦石中鐵、鈦等雜質的含量過高，使得礦產(chǎn)品質次價低，缺乏競爭力。以往去除這類雜質的方法主要有磁選、浮選、酸浸、微生物浸出、絡合等，這些方法除磁選外，都要在加工過程中或多或少的添加藥劑，這些藥劑不但存在著環(huán)保方面的隱患，而且生產(chǎn)出來的中間產(chǎn)品中因殘留著所添加的酸性或堿性的藥劑，對后續(xù)生產(chǎn)工藝中的設備也會造成不同程度的影響，因而這類工藝不受商家的青睞。傳統(tǒng)的磁選機總是不能兼顧高強度和高梯度、以及介質盒不堵塞等特點，而超導磁選機因設備價格過高，以及單臺設備的處理能力小，工業(yè)應用的實例也不多。

SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機自研發(fā)至今已有20多年，經(jīng)過不斷地改進和創(chuàng)新，產(chǎn)品更具有節(jié)能高效的特點。目前已有幾百余臺設備廣泛應用于長石、霞石、石英、紅柱石、高嶺土、矽線石、鋰輝石等非金屬礦的工業(yè)提純中。

1 SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機簡介

SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機(以下簡稱SLon磁選機)是國內(nèi)外率先應用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)式高梯度強磁選機，也是全球銷量遙遙領先的強磁選設備。自1988年研制成功以來，已有2000余臺應用于世界各地弱磁性礦物的分選以及非金屬礦的除鐵工業(yè)生產(chǎn)。該磁選機的特點是轉環(huán)立式旋轉，反向沖洗磁性礦物，配置的脈動機構不僅能松散礦粒群減少礦物的夾雜現(xiàn)象，還能提高磁性礦物的捕集率，因而具有除鐵效率高、磁介質長期不堵塞、對給礦粒度、濃度和品位波動適應性強、工作可靠、操作維護方便等優(yōu)點。目前，該磁選機產(chǎn)品已經(jīng)系列化，擁有SLon-500、SLon-750、 SLon-1000、 SLon-1250、SLon-1500、 SLon-1750、SLon-2000、SLon-2500、SLon-3000、SLon-4000等幾十種機型，背景場強在0～1.3T間連續(xù)可調(diào)，非金屬礦處理能力涵蓋0.01～250t/h。

2 SLon磁選機在非金屬礦提純中的應用

2.1 在石英砂提純中的應用

石英砂是一類用途極為廣泛的非金屬礦物原料。隨著經(jīng)濟和科學的飛速發(fā)展，石英砂的應用已從玻璃制品、建材、防水防腐材料等傳統(tǒng)領域，拓展到高新技術產(chǎn)業(yè)領域，如電子材料、光纖通訊、SiO2薄膜材料等。高新技術領域對石英砂的純度要求極為苛刻：一般要求SiO2含量＞99.99%，雜質含量尤其是鐵、鈦雜質，被限制在很低的范圍內(nèi)。近年來，SLon磁選機在陜西漢中、安徽鳳陽、廣東英德及河源、浙江長興、山東沂南等地得到了廣泛應用，其除鐵效果顯著、運行可靠，得到了用戶的一致贊譽。

安徽鳳陽被命名為“中國優(yōu)質石英砂原料基地”，目前已初步探明儲量為50億t，遠景儲量100億t以上，石英砂中SiO2＞99.5%、Fe2O3＜0.03%、Al2O3＜0.03%。依據(jù)資源優(yōu)勢只要將石英砂進行破碎—石碾碾磨—永磁塊除鐵—脫泥—分級等簡單的加工，就能獲得較為高檔的石英砂產(chǎn)品，這種工藝生產(chǎn)的石英砂中Fe2O3的含量多在0.01%～0.02%。近幾年來，由于政府加強了對礦石原料的監(jiān)管，原料價格不斷上漲，加上當?shù)貜氖率⑸凹庸さ钠髽I(yè)的增多，石英砂利潤空間變得越來越小。隨著SLon磁選機的引入，生產(chǎn)流程(如圖1所示)添加SLon磁選機后，整個工藝的變動較小，依照這種流程生產(chǎn)出來的石英砂中Fe2O3＜0.006%，精礦產(chǎn)率≥95%，產(chǎn)品價格成倍的攀升，目前已有40多臺設備用于該地區(qū)的石英砂除鐵工藝，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的效益。

圖1 鳳陽石英砂工業(yè)生產(chǎn)流程

2.2 在長石礦除鐵中的應用

安徽滁州有著豐富的長石資源，但由于含鐵量偏高長期得不到利用，除細粒礦石用做建筑砂出售外，大量礦石都作為廢石拋棄，造成了環(huán)境污染，浪費了資源。經(jīng)研究，這種廢石其實是一種有用的長石，除了含鐵量偏高之外，其余物理化學性質均能滿足玻璃工業(yè)原料的要求。該長石礦經(jīng)破碎、磨礦至-1.0mm，采用SLon磁選機進行一粗一精選別(見圖2)。

原礦中Fe2O3含量為1.45%，經(jīng)SLon磁選機一粗一精選別，能得到Fe2O3＜0.26%的長石精礦，長石精礦產(chǎn)品分析及長石精礦化學分析，各項指標均符合玻璃生產(chǎn)原料的要求，長石精礦多元素分析結果(%)如下：SiO267.28、Al2O318.03、K2O 6.00、Na2O 5.08、Fe2O30.26、MgO 0.045。目前，在安徽的來安縣和明光市內(nèi)已建成多條長石生產(chǎn)線，已達到年產(chǎn)30萬t優(yōu)質長石精礦的生產(chǎn)能力。

另外，SLon磁選機大量用于湖南衡陽(見圖3)、福建漳州、廣東河源等地的長石加工中，經(jīng)過SLon磁選機除鐵后的長石精礦白度能增加20%以上，拓寬了長石精礦的應用領域。

圖2 安徽明光長石生產(chǎn)流程

圖3 湖南衡陽長石工業(yè)生產(chǎn)

2.3 在高嶺土除鐵中的應用

高嶺土是一種重要的非金屬礦資源。我國高嶺土資源豐富，但優(yōu)質的很少，其加工主要包括除砂、除鐵、除硫等，磁選除鐵是獲取優(yōu)質高嶺土的重要途徑。目前，SLon磁選機在安徽淮北、廣東清遠、湖南寧鄉(xiāng)等地的高嶺土除鐵工藝中得到廣泛應用。

安徽淮北高嶺土屬煤系高嶺土，因煤系高嶺土含鐵較高和顏色呈灰黑狀而很少得到利用。實踐證明，經(jīng)過深加工后的煤系高嶺土具有白度高、質量好的特點。安徽淮北金巖高嶺土公司建成了一條年產(chǎn)1萬t優(yōu)質煤系高嶺土的生產(chǎn)線，其中除鐵工序采用SLon-1500型磁選機，其工藝流程見圖4。該煤系高嶺土經(jīng)過SLon磁選機除鐵后Fe2O3含量＜0.5%，精礦經(jīng)過煅燒白度達到93%，粒度-2μm達到90%，可作為造紙優(yōu)質涂料，該產(chǎn)品質量穩(wěn)定，各項指標達到設計要求。

圖4 淮北煤系高嶺土加工流程

高嶺土中鐵質礦物的嵌布粒度很細，高嶺土除鐵是一個技術難度較大的課題。SLon磁選機在高嶺土除鐵提純工業(yè)中獲得成功應用，標志著我國高嶺土除鐵技術達到了一個新的高度。

2.4 在紅柱石除鐵工藝中的應用

紅柱石是一種鋁硅酸鹽礦物，其化學式為Al2O3·SiO2，它有兩個同質多相變體，即藍晶石和矽線石，在1400～1500℃高溫下，紅柱石不可逆的轉化成化學性質穩(wěn)定的莫來石(3Al2O3-2SiO2)和SiO2的混合物，高溫理學性能好，是目前已知的優(yōu)質耐火材料之一。它除用作冶煉工業(yè)的高級耐火材料，技術陶瓷工業(yè)的原料以外，還可冶煉高強度輕質硅鋁合金，制作金屬纖維以及超音速飛機和宇宙飛船的導向型之用。紅柱石礦中的Fe2O3通常含量較高，達4%～8%，除鐵工藝必不可少。在陜西眉縣，SLon磁選機成功應用于紅柱石除鐵工藝，當給礦含F(xiàn)e2O34.32%，經(jīng)SLon磁選機一粗一精可獲得含F(xiàn)e2O30.49%的紅柱石精礦，除鐵率達93.1%。

3 結語

(1)SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機經(jīng)過20多年的發(fā)展和完善，新一代磁選機除了工作可靠、性能穩(wěn)定外，更加節(jié)能高效，控制系統(tǒng)通過采用SIEMENS S7-200可編程控制器(PLC)和觸摸屏控制，操作更加方便、故障率更低，對環(huán)境的適應性更強。

(2)SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機采用獨特的立環(huán)和脈動機構，不僅使磁介質能夠保持長久不堵塞，而且脈動流體力使礦粒群在分選過程中始終保持松散狀態(tài)，從而有效消除非磁性顆粒的機械夾雜，并能大大提高磁性礦粒的捕集機率，因此在非金屬礦除鐵領域應用前景十分廣闊。

(3)SLon磁選機采用的純紫銅材料制作勵磁線圈以及低壓直流的勵磁方式，不僅更安全、穩(wěn)定，也比采用鋁合金線圈的磁選機節(jié)電20%。