大型高效SLon立環(huán)高梯度磁選機在非金屬礦提純中的應(yīng)用

陳 劍 曾招科

（贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司）

SLon立環(huán)高梯度磁選機是利用磁力和重力的綜合力場來分選弱磁性礦物的高效磁選設(shè)備，自1986年面世以來，已經(jīng)歷了30多年的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，其選礦效率高、使用和維護成本低、設(shè)備作業(yè)率高、使用壽命長、無污染等優(yōu)點受到業(yè)界的廣泛認可［1-8］。

我國非金屬礦加工起步較晚，在國際市場競爭中一度以質(zhì)次價低成為基本特征。與金屬礦相比，多數(shù)非金屬礦屬于廉價資源，其中作為玻璃、陶瓷原料的石英砂和長石尤為明顯。對于這類低附加值資源的開發(fā)，企業(yè)要想獲得較好的經(jīng)濟效益，常規(guī)除鐵提純設(shè)備——高梯度磁選機的大型化和高效化就顯得尤其關(guān)鍵。

1 SLon立環(huán)高梯度磁選機的發(fā)展趨勢

1.1 大型化

SLon立環(huán)高梯度磁選機（以下簡稱SLon磁選機）主要用于弱磁性金屬礦物的選別［9］和非金屬礦物的提純，目前已有15大類機型，其中SLon-2250、SLon-2500、SLon-3000、SLon-3500、SLon-4000、SLon-5000磁選機是近些年為了適應(yīng)選礦廠規(guī)模化生產(chǎn)而研發(fā)的大型磁選機，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。

注：干礦處理量為非金屬礦處理量。

SLon磁選機的大型化主要通過優(yōu)化磁系結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)質(zhì)電導(dǎo)材料并增加其用量，在不增加設(shè)備漏磁量和設(shè)備單件起吊重量的前提下，降低激磁電流密度，從而顯著降低電耗。

傳統(tǒng)經(jīng)典工業(yè)型SLon磁選機的主要技術(shù)參數(shù)見表2。

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比較表1、表2可以看出，在背景磁感應(yīng)強度均為1.0 T時，按設(shè)備處理量的平均值計算的單位能耗隨設(shè)備規(guī)格的增大而下降［10］，SLon-750磁選機的單位能耗為8.5 kWh/t，SLon-5000磁選機的單位能耗為0.52 kWh/t，后者比前者節(jié)能93.88%。

1.2 高背景磁感應(yīng)強度

在玻璃、陶瓷原料等非金屬礦除鐵提純中，非金屬精礦的產(chǎn)率和精礦鐵含量是最重要的指標，其中精礦鐵含量直接決定了產(chǎn)品的檔次和價位。因而，在非金屬礦除鐵提純中，都希望在非金屬礦產(chǎn)率較高的情況下，使鐵礦物盡可能剔除干凈。

非金屬礦在加工過程中，除了會引入機械鐵外，在礦物形成過程中常常會伴生褐鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦和云母等雜質(zhì)礦物，這些雜質(zhì)礦物的磁性都非常弱，在磨礦過程中粒度會比較細（如高嶺土通常要磨至-325目100%），礦物顆粒間的粘力及礦漿表面的張力會隨著磨礦細度的提高而急劇加大，要去除這些微細粒雜質(zhì)礦物，需要磁力更強的磁選設(shè)備。為了滿足非金屬礦工業(yè)生產(chǎn)的需要，公司研制了多種型號的高背景磁感應(yīng)強度的SLon磁選機，額定背景 磁感應(yīng)強度為1.3，1.5和1.8 T等。幾種常用高背景 磁感應(yīng)強度SLon磁選機的主要技術(shù)參數(shù)見表3［4］。

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2 SLon磁選機針對非金屬礦選礦的技術(shù)創(chuàng)新

SLon磁選機早期主要應(yīng)用于弱磁性金屬礦（如赤鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦和錳礦）的選礦中，用于非金屬礦除鐵的SLon磁選機在設(shè)備細節(jié)上進行了優(yōu)化和創(chuàng)新。

（1）設(shè)置了轉(zhuǎn)環(huán)調(diào)速裝置，可根據(jù)給礦量的大小及物料的性質(zhì)，合理調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)速，從而確定物料的分選時間，達到預(yù)期的效果。

（2）用檢修口取代脈動機構(gòu)，減小分選物料被吸附的阻力，盡可能提高磁性雜質(zhì)的捕集率。

（3）采取復(fù)合磁介質(zhì)，利用棒徑不同和填充率的差異組合，實現(xiàn)不同棒徑的介質(zhì)各司其職，例如粗棒介質(zhì)低填充密度，設(shè)置在入料的方向，既能吸附磁性較強的顆粒，還能有效阻擋礦漿流，從而延長介質(zhì)盒的使用壽命；采取棒介質(zhì)錯位排列，保證分選物料能與磁介質(zhì)充分接觸，提高了除雜效果。

（4）設(shè)置有可靠的溫度顯示、報警、自我保護系統(tǒng)和遠程控制接口，人機界面友好，能最大程度地實現(xiàn)自動化控制，減輕工人的勞動強度。

（5）所有與物料接觸的礦斗均采用不銹鋼材質(zhì)或襯膠工藝，減小污染并增加礦斗的耐磨性。

3 大型高效SLon磁選機在玻璃、陶瓷行業(yè)的應(yīng)用

3.1 SLon-2000磁選機（1.3 T）和SLon-2500磁選機（1.8 T）在石英砂除鐵中的應(yīng)用

江西遂川有著豐富的石英巖資源，其中Si02含量超過96%，F(xiàn)e203含量低于0.05%，且含泥小、易開采。2014年某礦采用破碎、磨礦、脫泥、分級、滾筒弱磁選機選出機械鐵、SLon-2000型1.3 T磁選機1次粗選、SLon-2500型1.8 T磁選機1次精選工藝進行石英砂的加工提純，試驗流程見圖1，最終得到含鐵量小于0.008%的石英砂精礦，該產(chǎn)品可廣泛用于光伏玻璃行業(yè)。

2017年、2019年該礦因生產(chǎn)規(guī)模擴大，生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格的多樣化，先后采購了4臺SLon-3000磁選機，其中背景磁感應(yīng)強度1.3和1.8 T的各1臺，1.5 T的2臺，用于石英砂除鐵，目前已達到年產(chǎn)石英砂120萬t的生產(chǎn)規(guī)模。

3.2 SLon-2500磁選機（1.5 T）在招遠某黃金尾礦選長石中的應(yīng)用

山東招遠某黃金尾礦中主要含有SiO2、鐵礦物、鈦礦物、Al2O3、Na2O、K2O，除鐵、鈦礦物，其他成分是構(gòu)成陶瓷原料的主要成分。2018年利用SLon-2500磁選機（1.5 T）對該尾礦（白度為21.4%）進行了除鐵試驗，除鐵流程及指標見圖2，產(chǎn)品成分分析結(jié)果見表4。

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現(xiàn)場尾礦采用圖2所示的流程處理，在Fe2O3含量為1.07%、白度為21.4%的情況下，獲得了白度為45.1%、Fe2O3含量為0.46%、產(chǎn)率為83.72%的長石精礦，產(chǎn)品指標良好；該指標完全滿足下游陶瓷行業(yè)的需求［11］。

3.3 SLon-2000磁選機（1.3 T）、SLon-3000磁選機（1.8 T）在宜春某鉭鈮尾礦處理中的應(yīng)用

江西宜春地區(qū)有著豐富的鉭鈮鋰礦石資源，屬鈉長石化鋰云母化花崗巖型礦石［12］。目前，該地區(qū)廣泛應(yīng)用SLon系列磁選機，實現(xiàn)對尾礦資源的綜合利用，主要磁選機型號包括SLon-2000（1.3 T）、SLon-2500（1.3 T）、SLon-3000（1.3 T）、SLon-2500（1.8 T）、SLon-3000（1.8 T）等，尾礦綜合利用率達到93%以上，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

某鉭鈮尾礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表5，除Fe203、TiO2、MnO2外的其他成分均是構(gòu)成陶瓷原料的有效成分。試驗采用圖3所示的流程處理白度為25%～30%的試樣，剔除磁性礦物后的長石白度可達60%以上，浮選出鋰云母后的長石精礦白度達到70%以上，產(chǎn)品中Fe203含量低于0.15%，Mn含量低于0.01%，達到了優(yōu)質(zhì)長石產(chǎn)品的質(zhì)量標準。

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3.4 SLon-3500磁選機（1.3 T）在某海相石英砂除鐵中的應(yīng)用

隨著綠色能源的興起，光伏行業(yè)對超白石英砂的需求越來越大，以往采用的脈石英或者高品質(zhì)石英巖、石英砂巖，隨著開采年限的增加，資源日漸枯竭。2000年以后，湛江、海南一帶不少企業(yè)開始以海濱砂為原料生產(chǎn)玻璃用砂，海濱砂屬于海相沉積石英砂，主要成分是SiO2，但通常含有氧化鐵、鈦鐵礦、鋯英石和金紅石等礦物，受區(qū)域原料性質(zhì)差異較大的影響和提純設(shè)備性能的局限，未大規(guī)模生產(chǎn)超白石英砂。2015年后，大型高效SLon磁選機開始應(yīng)用于海相石英砂的提純，先后在海南文昌、江蘇的泰興和南通與揚州，以及馬來西亞、越南等國家的沿江沿海城市建起石英砂生產(chǎn)企業(yè)，將海濱砂Fe203含量從0.02%將至0.008%以下。南通閩江礦業(yè)公司就是一家有代表性的公司，其采用了2臺SLon-3500磁選機（1.3 T），生產(chǎn)流程見圖4。

海相沉積型石英砂的粒度80%以上都在超白砂的合格粒度范圍內(nèi)，僅有產(chǎn)率小于20%的原料需要磨礦，因而生產(chǎn)流程簡單、動力設(shè)備投入小、易控制，適合大規(guī)模生產(chǎn)。生產(chǎn)中所產(chǎn)生的少量尾礦還可作為建筑材料，且生產(chǎn)基本無需添加選礦藥劑，因而生產(chǎn)工藝環(huán)保。

4 結(jié)論

（1）市場的需求推動了SLon磁選機大型化、高效化發(fā)展，新型SLon磁選機具有節(jié)能、高效、占地面積小、智能化程度高等優(yōu)點。

（2）針對非金屬礦除鐵提純的特點，SLon磁選機在選材、控制和磁介質(zhì)的排列上進行了不斷優(yōu)化，在提高除鐵效率的同時，在設(shè)備操作的便利性、可靠性、安全性上也有了顯著的提高。

（3）SLon磁選機用于非金屬礦加工，具有廣泛的應(yīng)用前景。將大型高效SLon磁選機用于石英砂除鐵提純項目，無論是Fe203含量為0.05%的石英巖還是Fe203含量為0.02%的海相石英砂，均能得到Fe203含量小于0.008%的超白石英砂產(chǎn)品；用于鉭鈮礦尾礦、金尾礦中長石的提純時，白度通常會提高20～30個百分點；用于玻璃、陶瓷原料的提純時，有利于縮短生產(chǎn)流程、降低生產(chǎn)成本、產(chǎn)生規(guī)模效益和環(huán)境效益。