陳 劍，李 晨

（贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司，江西 贛州 341000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)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?yàn)榈V石中鐵、鈦等雜質(zhì)的含量過高，使得礦產(chǎn)品質(zhì)次價(jià)低，缺乏競爭力。以往去除這類雜質(zhì)的方法主要有磁選、浮選、酸浸、微生物浸出、絡(luò)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(shè)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(jī)總是不能兼顧高強(qiáng)度和高梯度、以及介質(zhì)盒不堵塞等特點(diǎn)，而超導(dǎo)磁選機(jī)因設(shè)備價(jià)格過高，以及單臺設(shè)備的處理能力小，工業(yè)應(yīng)用的實(shí)例也不多。

SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)自研發(fā)至今已有20多年，經(jīng)過不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，產(chǎn)品更具有節(jié)能高效的特點(diǎn)。目前已有幾百余臺設(shè)備廣泛應(yīng)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(dòng)高梯度磁選機(jī)簡介

SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)(以下簡稱SLon磁選機(jī))是國內(nèi)外率先應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)式高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，也是全球銷量遙遙領(lǐng)先的強(qiáng)磁選設(shè)備。自1988年研制成功以來，已有2000余臺應(yīng)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(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)環(huán)立式旋轉(zhuǎn)，反向沖洗磁性礦物，配置的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)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(zhì)長期不堵塞、對給礦粒度、濃度和品位波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。目前，該磁選機(jī)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(jī)型，背景場強(qiáng)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(jī)在非金屬礦提純中的應(yīng)用

2.1 在石英砂提純中的應(yīng)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(jì)和科學(xué)的飛速發(fā)展，石英砂的應(yīng)用已從玻璃制品、建材、防水防腐材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域，拓展到高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，如電子材料、光纖通訊、SiO2薄膜材料等。高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)κ⑸暗募兌纫髽O為苛刻：一般要求SiO2含量＞99.99%，雜質(zhì)含量尤其是鐵、鈦雜質(zhì)，被限制在很低的范圍內(nèi)。近年來，SLon磁選機(jī)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(yīng)用，其除鐵效果顯著、運(yùn)行可靠，得到了用戶的一致贊譽(yù)。

安徽鳳陽被命名為“中國優(yōu)質(zhì)石英砂原料基地”，目前已初步探明儲量為50億t，遠(yuǎn)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(jìn)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(qiáng)了對礦石原料的監(jiān)管，原料價(jià)格不斷上漲，加上當(dāng)?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(jī)的引入，生產(chǎn)流程(如圖1所示)添加SLon磁選機(jī)后，整個(gè)工藝的變動(dòng)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(jià)格成倍的攀升，目前已有40多臺設(shè)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(yīng)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(xì)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(fèi)了資源。經(jīng)研究，這種廢石其實(shí)是一種有用的長石，除了含鐵量偏高之外，其余物理化學(xué)性質(zhì)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(jī)進(jìn)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(jī)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(xué)分析，各項(xiàng)指標(biāo)均符合玻璃生產(chǎn)原料的要求，長石精礦多元素分析結(jié)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(dá)到年產(chǎn)30萬t優(yōu)質(zhì)長石精礦的生產(chǎn)能力。

另外，SLon磁選機(jī)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(jī)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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(zhì)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(zhì)高嶺土的重要途徑。目前，SLon磁選機(jī)在安徽淮北、廣東清遠(yuǎn)、湖南寧鄉(xiāng)等地的高嶺土除鐵工藝中得到廣泛應(yīng)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(shí)踐證明，經(jīng)過深加工后的煤系高嶺土具有白度高、質(zhì)量好的特點(diǎn)。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(zhì)煤系高嶺土的生產(chǎn)線，其中除鐵工序采用SLon-1500型磁選機(jī)，其工藝流程見圖4。該煤系高嶺土經(jīng)過SLon磁選機(jī)除鐵后Fe2O3含量＜0.5%，精礦經(jīng)過煅燒白度達(dá)到93%，粒度-2μm達(dá)到90%，可作為造紙優(yōu)質(zhì)涂料，該產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

圖4 淮北煤系高嶺土加工流程

高嶺土中鐵質(zhì)礦物的嵌布粒度很細(xì)，高嶺土除鐵是一個(gè)技術(shù)難度較大的課題。SLon磁選機(jī)在高嶺土除鐵提純工業(yè)中獲得成功應(yīng)用，標(biāo)志著我國高嶺土除鐵技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的高度。

2.4 在紅柱石除鐵工藝中的應(yīng)用

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

3 結(jié)語

(1)SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)經(jīng)過20多年的發(fā)展和完善，新一代磁選機(jī)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(yīng)性更強(qiáng)。

(2)SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)采用獨(dú)特的立環(huán)和脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，不僅使磁介質(zhì)能夠保持長久不堵塞，而且脈動(dòng)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(jī)械夾雜，并能大大提高磁性礦粒的捕集機(jī)率，因此在非金屬礦除鐵領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊。

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