吳城材,張超達,鐘森林,袁祥奕,謝寶華,陳俊明,王麗娟

1.廣東省資源綜合利用研究所,稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東省礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用重點實驗室，廣東 廣州 510650；2.廣州粵有研礦物資源科技有限公司，廣東 廣州 510650

ZQS型周期式高梯度磁選機在非金屬礦除雜提質(zhì)中的應用*

吳城材1，2,張超達1，2,鐘森林1，2,袁祥奕1，2,謝寶華1，2,陳俊明1，2,王麗娟1，2

1.廣東省資源綜合利用研究所,稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東省礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用重點實驗室，廣東 廣州 510650；2.廣州粵有研礦物資源科技有限公司，廣東 廣州 510650

ZQS型高梯度磁選機對非金屬礦除鐵效率高，目前已大量應用于石英砂、高嶺土、長石等非金屬礦的除鐵，尤其在光伏玻璃用石英砂除鐵領域，可滿足Fe2O3質(zhì)量分數(shù)0.008%以下的要求.廣東某石英砂廠用ZQS型高梯度磁選機除鐵可獲得Fe2O3品位0.0072%的石英產(chǎn)品，除鐵率達81.18%；在廣東某高嶺土廠中應用可獲得Fe2O3品位0.85%、白度83.6%的高嶺土產(chǎn)品，除鐵率達67.53%；在河北某廠用于立環(huán)磁選后的長石細泥除鐵，可使長石產(chǎn)品Fe2O3品位降至0.10%，除鐵率達55.40%.

ZQS型高梯度磁選機；除鐵；非金屬礦

非金屬礦物產(chǎn)品含鐵、鈦等礦物是影響其質(zhì)量的重要因素，如陶瓷和玻璃原料中含有鐵、鈦等礦物，會導致陶瓷產(chǎn)品白度低、玻璃產(chǎn)品透明度下降，經(jīng)濟有效地去除非金屬礦物產(chǎn)品中的雜質(zhì)是提高產(chǎn)品質(zhì)量的主要手段，因此研發(fā)先進的設備和技術對非金屬礦物產(chǎn)品進行除雜提純非常重要.

非金屬礦的提純方法主要有磁選、重選、浮選和電選等方法，其中磁選因具有成本低、無污染等優(yōu)點，是非金屬礦除雜的主要方法[1].目前，國內(nèi)生產(chǎn)應用的強磁選設備主要有立環(huán)高梯度磁選機、平環(huán)高梯度磁選機等.為提高除鐵效果，國內(nèi)科技人員開展了一系列研究如多梯度磁介質(zhì)的開發(fā)與應用[2]、多段式高效陶瓷玻璃原料除鐵機[3]等.針對目前除鐵磁選設備存在的技術問題，廣州粵有研礦物資源科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)了ZQS型周期式高梯度磁選機，可有效提高非金屬礦物材料中鐵、鈦的去除率.

石英砂、高嶺土、長石是陶瓷、玻璃等行業(yè)重要的非金屬礦物原料，為脫除其中的雜質(zhì)礦物，提高產(chǎn)品品質(zhì)，ZQS型周期式高梯度磁選機已大量應用于非金屬礦的除鐵中，均取得良好效果.

1 ZQS型高梯度磁選機簡介

ZQS型周期式高梯度磁選機是由磁系、分選桶、清洗裝置、進出管道、機架和電氣控制柜等組成，其結構簡圖如圖1所示.磁系包含上下磁極板、側(cè)磁極板、上下磁極頭和激磁線圈，分選桶內(nèi)裝有導磁磁介質(zhì)，清洗裝置是通過沖洗水與磁介質(zhì)振動相結合的方式來清理磁介質(zhì)，磁介質(zhì)可根據(jù)輸入原料粒度的差異作相應調(diào)整.磁選機的電氣控制柜采用了國際新興“綠色”大功率高頻開關電源技術，其運行程序有自動程序和手動程序兩種運行模式.為保證生產(chǎn)指標，對運行參數(shù)可進行設定和更改.該電控系統(tǒng)還可提供工業(yè)以太網(wǎng)接口和標準信號接口，并與工業(yè)自動化系統(tǒng)配合，實現(xiàn)全自動化生產(chǎn).

ZQS型高梯度磁選機具有背景磁場強度高、磁場梯度大、磁場分布均勻和自動化程度高，及磁選介質(zhì)不運轉(zhuǎn)、分選時間長等優(yōu)點.ZQS型高梯度磁選機設計合理、機械性能好，設備運轉(zhuǎn)率高，維護管理方便.激磁電源采用“綠色”大功率高頻開關電源技術，具有節(jié)能優(yōu)勢.與其它類型強磁選機相比，其對非金屬礦除鐵效果更顯著，尤其適用于非金屬礦物原料的深度除鐵.

目前，生產(chǎn)的ZQS型周期式高梯度磁選機系列產(chǎn)品有ZQS-500、750、1000、1250、1500等機型，該系列產(chǎn)品現(xiàn)已大量用于石英砂、長石、高嶺土等非金屬礦物的除鐵.

圖1 ZQS型周期式高梯度磁選機的示意圖Fig.1 Schematic diagram of ZQS-type circle high gradient magnetic separator

2 ZQS周期式高梯度磁選機在非金屬礦除雜中的應用

2.1 在石英除雜中的應用

石英砂礦除主要礦物石英外，還含有其它礦物，如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、電氣石和角閃石等，這些是石英礦的主要雜質(zhì)礦物，直接影響石英產(chǎn)品的質(zhì)量.目前，ZQS型周期式高梯度磁選機系列產(chǎn)品已在廣東、江蘇、湖北、遼寧等地廣泛應用于石英砂除雜提質(zhì).如遼寧某石英砂廠原除鐵流程為一粗一精兩段立環(huán)磁選，在磁選給礦Fe2O3品位為0.09%時，經(jīng)磁選后，可得Fe2O3品位0.04%的石英精砂.采用立環(huán)粗選-ZQS精選除鐵流程后，可得Fe2O3品位0.025%的石英精砂.江蘇某石英廠在磁選給礦Fe2O3品位為0.034%時，經(jīng)ZQS一次磁選后，可得Fe2O3品位0.006%的石英精砂，完全達到光伏玻璃用砂的要求.與傳統(tǒng)的其它類型強磁選機相比，采用ZQS型周期式高梯度磁選機除去石英砂中雜質(zhì)礦物的效果特別顯著.

廣東某石英砂廠的生產(chǎn)原料為水洗高嶺土后的尾砂，其主要礦物為石英及夾帶的高嶺土，主要雜質(zhì)礦物為少量的鐵礦物、鈦礦物、白云母、電氣石、鈦鐵礦及微量鋯英石、蘭晶石等.原礦主要成分為SiO298.27%、Fe2O30.06%、Al2O31.31%.

該廠的生產(chǎn)流程為預篩分-磨礦-分級(脫去細粒)-檢查篩分，然后經(jīng)一次永磁磁選機除去強磁性礦物后，再通過GL螺旋選礦機除去重礦物，最后用ZQS-1000型高梯度磁選機除去弱磁性礦物.該廠的生產(chǎn)工藝流程如圖2所示，ZQS磁選機給料的主要元素分析結果列于表1，磁選機選別的石英砂產(chǎn)品分析結果列于表2.

表1 ZQS磁選機給料的主要元素分析結果

Table 1 Main chemical composition of ZQS magnetic separator feeding

元素SiO2Fe2O3TiO2Al2O3含量w/%99.700.0370.0330.045

表2 石英砂產(chǎn)品的主要元素分析結果

Table 2 Main chemical composition of silica sand product

元素SiO2Fe2O3TiO2Al2O3含量w/%99.740.00720.0230.031

圖2 廣東某石英砂廠的生產(chǎn)流程圖Fig.2 Flow sheet of a silica sand plant in Guangdong

由表2可知，用ZQS型周期式高梯度磁選機磁選可獲得Fe2O3品位0.0072%的石英砂產(chǎn)品，除鐵率達81.18%.生產(chǎn)實踐表明，所生產(chǎn)的石英砂產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，達到了光伏玻璃用砂質(zhì)量的要求.

2.2 在高嶺土除雜中的應用

廣東某高嶺土廠的原料屬砂質(zhì)高嶺土，其主要雜質(zhì)礦物為鐵礦物、少量鈦礦物，其中鐵礦物主要為褐鐵礦、少量黃鐵礦和磁鐵礦.針對該廠原礦中鐵、鈦等雜質(zhì)礦物的特性，我們采用ZQS-500型周期式高梯度磁選機作為工業(yè)除鐵設備，其生產(chǎn)工藝為制漿、分級除砂和2次磁選除雜，其工藝流程如圖3所示.磁選給料的多元素分析列于表3，生產(chǎn)的高嶺土產(chǎn)品分析結果列于表4.

由表4可知，所生產(chǎn)的高嶺土產(chǎn)品Fe2O3品位為0.85%、白度為83.6%，除鐵率達67.53%.生產(chǎn)結果表明，用ZQS型周期式高梯度磁選機能大幅度

脫除高嶺土中的Fe2O3雜質(zhì)，顯著提高產(chǎn)品的白度，提質(zhì)降雜效果明顯.

圖3 廣東某高嶺土廠的生產(chǎn)流程圖Fig.3 Flow sheet ofa kaolin plant in Guangdong

元素Al2O3SiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2IL(灼減)白度含量w/%36.9246.671.750.0130.0461.270.0580.03913.2164.4

表4 高嶺土產(chǎn)品的主要元素分析結果

2.3 在長石除雜中的應用

河北某長石加工企業(yè)處理的原料為長石原礦經(jīng)二次立環(huán)高梯度磁選機除鐵后，再經(jīng)旋流器脫出的細泥.該細泥雖經(jīng)兩次立環(huán)磁選，但因粒度較細，立環(huán)磁選效果不好，導致含鐵量較高、白度較低，只能

當成尾礦處理.該原料粒度較細，+0.074mm 占19.06%、-0.74+0.043mm占17.65%、-0.043+0.037mm占15.88%、-0.037mm占47.41%.該原料多元素分析結果列于表5.根據(jù)原料性質(zhì)，采用一臺ZQS-1000周期式高梯度磁選機除鐵，所生產(chǎn)的長石精礦產(chǎn)品的分析結果列于表6.

表5 長石原料的主要化學成分

表6 長石產(chǎn)品的主要化學成分

由表6可知，用ZQS-1000型周期式高梯度磁選機除鐵后，可獲得長石產(chǎn)品Fe2O3品位0.10%、白度54.5%的指標，除鐵率達55.40%.生產(chǎn)實踐證明，在長石原料除雜領域用ZQS周期式高梯度磁選機脫除鐵礦物的效果很理想.

3 結 論

(1)ZQS型高梯度磁選機用于非金屬礦除鐵的效果非常顯著，尤其適用于非金屬礦物原料的深度除鐵.

(2)廣東某石英砂廠用ZQS型高梯度磁選機除鐵獲得Fe2O3品位0.0072%石英砂，除鐵率達81.18%，達到光伏玻璃用砂質(zhì)量的要求；在廣東某

高嶺土廠中應用獲得到Fe2O3品位0.85%、白度為83.6%的高嶺土產(chǎn)品，除鐵率達67.53%；在河北某廠用于立環(huán)磁選后的長石細泥除鐵，可使長石產(chǎn)品Fe2O3品位從0.27%降至0.10%，除鐵率達55.40%.

[1] 徐星佩.非金屬礦除雜提純的磁選工藝設備概述[J].金屬礦山,2009(7):36-37.

[2] 王豐雨.高梯度磁選機中多梯度磁介質(zhì)的開發(fā)與應用[C].鐘森林,趙明//中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會.中國采選技術十年回顧與展望:第三屆中國礦業(yè)科技大會論文集.北京:冶金工業(yè)出版社，2012:711-713.

[3] 王麗娟,張超達,鐘森林,等.多段式高效陶瓷玻璃原料除鐵機的研制[J].現(xiàn)代礦業(yè),2016(6):259-262.

Application of ZQS-type circle high gradient magnetic separator in ironremoval purification of non-metallic mine

WU Chengcai1,2，ZHANG Chaoda1,2，ZHONG Senlin1,2，YUAN Xiangyi1,2，XIE Baohua1,2， CHEN Junming1,2，WANG Lijuan1,2

1.GuangdongInstituteofResourcesComprehensiveUtilization，StateKeyLaboratryofRareMatalsSeparationandComprehensiveUtilization,GuangdongProvincialKeyLaboratoryofDevelopmentandComprehensiveUtlizationofMineralRasource,Guangzhou510650,China;2.GuangzhouYueyouyanMineralResourceTechnologyCo.Ltd.，Guangzhou510650,China

High efficient in ironremoval of non-metallic mine，at present，ZQS-type circle high gradient magnetic separator is widely employed in the field of ironremoval of silica sand，kaolin，and feldspar etc.，especially in solar photovoltaic glass area which could meet the requirement of Fe content under 0.008%.Applied in a silica sand plant in Guangdong，0.0072% Fe2O3content and 81.18% ironremoval rate of silica sand product could be achieved. Applied in a kaolin plant in Guangdong，0.85% Fe2O3content and 83.6% whiteness of kaolin product could be achieved. Applied in a feldspar plant in Hebei，0.10% Fe2O3content and 55.4% ironremoval rate of feldspar fine clay could be achieved after the treatment of high gradient magnetic separator.

ZQS-type circle high gradient magnetic separator；iron-remove；nonmetallic mine

2016-12-28

廣州市科技計劃項目(201605131504248)；廣東省科技計劃項目(2014B090907009)；廣東省科學院項目(2016GDASPT-0307)

吳城材(1965-)，男，福建永定人，高級工程師，本科.

1673-9981(2017)01-0047-04

TD951 文獻識別碼：A