李三華，周崇文，張甲寶，陳建文

（1.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421005；2.湖南超牌化工有限公司，湖南 衡陽 421800）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，陶瓷工業(yè)對長石礦產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高，特別是對高品質(zhì)長石的需求呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢，與此同時，我國長石存在原礦富礦少、高品質(zhì)長石礦更少且貧礦多的局面，已經(jīng)不能滿足陶瓷工業(yè)的需要。長石原礦中鐵、鈦和云母等雜質(zhì)的含量過高，使得長石礦產(chǎn)品黑點多、白度低，導(dǎo)致長石價格很低，缺乏市場競爭力。目前現(xiàn)有除雜方法存在除鐵效果不明顯、除鐵效率低、污染環(huán)境等問題。某公司生產(chǎn)的XYDCZ13K高梯度磁選機(jī)是目前眾多的磁選機(jī)中除鐵效率高、原料損耗少、原料利用率高、無噪音、無震動、無粉塵、能耗較低、作業(yè)環(huán)境好、勞動效率高、自動化程度高的一種新型設(shè)備。其結(jié)構(gòu)合理，操作維修方便，工藝流程簡單，是長石等非金屬礦除鐵和陶瓷坯、釉料除鐵的理想設(shè)備。

1 XYDC-Z13K高梯度磁選機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 基本結(jié)構(gòu)

XYDC-Z13K系列高梯度磁選機(jī)(以下簡稱XYDC磁選機(jī))是佛山星源機(jī)械有限公司研制生產(chǎn)的一種新型磁選除鐵設(shè)備，該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊合理、占地面積小、可用于非金屬礦(特別適用于-60目細(xì)粒級長石和陶瓷坯、釉料)的濕法磁選除鐵。XYDC磁選機(jī)主要由機(jī)架、箱體、內(nèi)筒、機(jī)頭、勵磁線圈、不銹鋼磁介質(zhì)網(wǎng)、沖洗水泵、電氣控制系統(tǒng)及進(jìn)出漿口、沖洗水口、排污口和冷卻水進(jìn)出口等組成，其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 工作原理

XYDC磁選機(jī)的除鐵機(jī)理為：依靠紫銅管制成的感應(yīng)線圈通入直流電產(chǎn)生磁場，磁力線通過筒體內(nèi)的磁介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)度高、梯度大的磁場，當(dāng)含有磁性物質(zhì)的礦漿自下而上均勻的通過磁介質(zhì)網(wǎng)時，磁性顆粒被磁介質(zhì)網(wǎng)表面強(qiáng)大的磁場所吸附，然后通過PLC程序控制各個閥門及電氣原件做周期性的自動運行，從而達(dá)到自動除鐵、排渣的目的。

圖1 XYDC磁選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 設(shè)備的性能特點及應(yīng)用范圍

2.1 設(shè)備主要特點

XYDC高梯度磁選機(jī)主要特點如下：

(1) 該設(shè)備磁場強(qiáng)度高、梯度大，磁選路徑較長，磁介質(zhì)網(wǎng)可以多樣，使得磁性物質(zhì)在除鐵分選腔內(nèi)得到更加充分的磁選分離，除鐵效果十分明顯。

(2) 采用紫銅管制成的感應(yīng)線圈，直接用內(nèi)冷卻水冷卻，設(shè)備不易發(fā)熱、穩(wěn)定性更高。

(3) 采用PLC程序控制，設(shè)備全自動作業(yè)，無需人工操作，磁選除鐵方便快捷、徹底。

(4) 排除鐵渣時采用振動電機(jī)輔助，外加高壓水泵進(jìn)行沖洗，脫除鐵渣無死角、無殘留物，長期使用磁介質(zhì)網(wǎng)不堵塞。

(5) 制動閥采用進(jìn)口原材料制造而成，無泄漏、低磨損、低流阻、低耗氣量。

(6) 磁介質(zhì)網(wǎng)采用高效不銹鋼導(dǎo)磁片，最高磁場可達(dá)25 000GS，斷掉勵磁線圈電源后無殘留磁性，便于快速脫除鐵渣。

2.2 應(yīng)用范圍

采用濕法生產(chǎn)，入料粒度＜60目，濃度控制在35%以下的含鐵礦物原料均可采用本機(jī)濕法除鐵提純，特別適用于去除非金屬礦中的弱磁性物質(zhì)，尤其是針對云母、氧化鐵、鈦等難分選的弱磁性物質(zhì)有明顯效果。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量

進(jìn)漿配有變頻渣漿泵，通過調(diào)節(jié)進(jìn)槳流量、濃度、磁介質(zhì)網(wǎng)的型號和數(shù)量等控制手段達(dá)到高效除鐵的目的，可生產(chǎn)出鐵含量＜0.1%的低鐵、高白度長石產(chǎn)品，且質(zhì)量十分穩(wěn)定。

3 在湖南衡山鈉長石除鐵提純中的應(yīng)用

湖南衡山有著十分豐富的鈉長石礦產(chǎn)資源，儲量亞洲第一，是鈉長石礦的主要產(chǎn)地，但由于原礦中含有大量的云母和含鐵弱磁性礦物，致使其原礦鐵含量很高，導(dǎo)致原礦價格低廉甚至作為廢石填埋，既浪費了礦產(chǎn)資源，又造成了環(huán)境污染，因此必須經(jīng)過除鐵提純工藝處理才能得到合格的精礦產(chǎn)品。

湖南衡山石碑鈉長石原礦的化學(xué)成分見表1，原礦經(jīng)破碎、洗礦、磨礦、分級至細(xì)度為-60目，通過永磁磁選機(jī)除去機(jī)械鐵后，再采用XYDC磁選機(jī)進(jìn)行一次粗選和一次精選的除鐵提純工藝(工藝流程見圖2)，嚴(yán)格控制生產(chǎn)中的工藝參數(shù)，能得到Fe2O3含量＜0.08%的鈉長石精礦，鈉長石精礦產(chǎn)品的各項指標(biāo)均符合高檔日用陶瓷和高檔建筑陶瓷生產(chǎn)原料的要求，鈉長石精礦化學(xué)成分見表2。目前某公司已建成三條生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力達(dá)到30萬t，拓寬了鈉長石精礦的應(yīng)用領(lǐng)域。

表1 原礦的化學(xué)成分(%)

圖2 湖南衡山石碑鈉長石除鐵工藝流程

表2 精礦的化學(xué)成分(%)

3.1 磨礦濃度

合理的控制磨礦濃度，能提高磨礦效率，減少介質(zhì)磨損，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，經(jīng)過長期生產(chǎn)試驗摸索，衡山石碑鈉長石磨礦濃度的最佳范圍為75%～80%。

3.2 磨礦細(xì)度

磨礦細(xì)度是影響除鐵效率的主要因素之一，磨礦較粗，礦石解理不完全，長石包裹著部分含鐵礦物，除鐵時這部分被長石包裹的含鐵礦物將難以除去，除鐵效率低；磨礦太細(xì)，礦石泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，微細(xì)顆粒(-800目)的磁性很弱，除鐵時很難將微細(xì)顆粒中的鐵除去，除鐵效率也很低，同時又浪費能源。經(jīng)過試驗，衡山石碑鈉長石磨礦細(xì)度的最佳范圍為60～160目。

3.3 除鐵濃度和市場應(yīng)用

經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐和對比試驗，通過變頻渣漿泵調(diào)節(jié)進(jìn)槳流量，在經(jīng)濟(jì)合理的產(chǎn)能情況下，最佳的除鐵濃度在23%～28%。濃度太高，礦漿粘度過高，除鐵效果不好；濃度太低，生產(chǎn)成本過高。

通過嚴(yán)格控制除鐵機(jī)運行的各項設(shè)定參數(shù)和合理控制磨礦細(xì)度、除鐵濃度和流量等生產(chǎn)中的工藝參數(shù)，采用XYDC磁選機(jī)進(jìn)行一次粗選和一次精選的除鐵提純工藝，得到了Fe2O3含量＜0.08%的鈉長石精礦。鈉長石原礦、一次粗選礦和一次精選礦的化學(xué)成分見表3。

表3 原礦、粗選礦和精選礦的化學(xué)成分(%)

近年來，國內(nèi)外對高品質(zhì)長石的需求越來越大，特別是在用戶用量增大的同時，對產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性要求也越來越高，因此在濕法除鐵提純生產(chǎn)工藝中，要求設(shè)備向大型化、高場強(qiáng)、高梯度、智能化方向發(fā)展，XYDC-Z13K系列高梯度磁選機(jī)工作效率高，生產(chǎn)加工成本低，設(shè)備占地面積小，能耗低，勞動效率高，已經(jīng)在陶瓷廠的坯、釉料除鐵及非金屬礦精加工的濕法除鐵提純中得到廣泛應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)十分明顯。

4 結(jié)語

(1) XYDC磁選機(jī)的設(shè)計、構(gòu)造合理，磁場強(qiáng)度高，梯度大，磁選路徑長，獨特的磁介質(zhì)網(wǎng)，能有效除去微細(xì)粒級弱磁性礦物，特別適用于非金屬礦的濕法除鐵提純生產(chǎn)工藝的要求。

(2) XYDC磁選機(jī)的感應(yīng)線圈直接采用內(nèi)水冷卻，設(shè)備長期使用不發(fā)熱；脫除鐵渣時采用振動電機(jī)輔助和外加高壓水泵進(jìn)行沖洗，脫除鐵渣時無死角、無殘留物，長期使用磁介質(zhì)網(wǎng)不堵塞；采用了變頻自下進(jìn)漿，自上出漿，整套設(shè)備采用PLC程序控制，設(shè)備全自動化作業(yè)，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，且除鐵穩(wěn)定性好。

(3) 經(jīng)過長期生產(chǎn)實踐證明，嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝和參數(shù)，能將衡山石碑鈉長石中Fe2O3含量為0.53%的原礦通過一次粗選和一次精選的除鐵提純工藝，可穩(wěn)定獲得Fe2O3含量＜0.08%的精礦，使得鈉長石精礦的白度和透明度大為提高，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。

(4) XYDC磁選機(jī)除鐵提純生產(chǎn)工藝流程合理，自動化程度高，操作簡單，維修方便，原料損耗少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量十分穩(wěn)定，極大拓寬了原材料利用范圍。