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(jī)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(hù)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(rèn)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(jì)效益，常規(guī)除鐵提純設(shè)備——高梯度磁選機(jī)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(jī)的發(fā)展趨勢

1.1 大型化

SLon立環(huán)高梯度磁選機(jī)（以下簡稱SLon磁選機(jī)）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(jī)型，其中SLon-2250、SLon-2500、SLon-3000、SLon-3500、SLon-4000、SLon-5000磁選機(jī)是近些年為了適應(yīng)選礦廠規(guī)?；a(chǎn)而研發(fā)的大型磁選機(jī)，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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)的單位能耗為8.5 kWh/t，SLon-5000磁選機(jī)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(qiáng)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(biāo)，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(jī)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(xì)（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(xì)度的提高而急劇加大，要去除這些微細(xì)粒雜質(zhì)礦物，需要磁力更強(qiáng)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(qiáng)度的SLon磁選機(jī)，額定背景 磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.3，1.5和1.8 T等。幾種常用高背景 磁感應(yīng)強(qiáng)度SLon磁選機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表3［4］。

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2 SLon磁選機(jī)針對非金屬礦選礦的技術(shù)創(chuàng)新

SLon磁選機(jī)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(jī)在設(shè)備細(xì)節(jié)上進(jìn)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(dá)到預(yù)期的效果。

（2）用檢修口取代脈動機(jī)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(qiáng)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(hù)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制接口，人機(jī)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(qiáng)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(jī)在玻璃、陶瓷行業(yè)的應(yīng)用

3.1 SLon-2000磁選機(jī)（1.3 T）和SLon-2500磁選機(jī)（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(jī)選出機(jī)械鐵、SLon-2000型1.3 T磁選機(jī)1次粗選、SLon-2500型1.8 T磁選機(jī)1次精選工藝進(jìn)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(kuò)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(jī)，其中背景磁感應(yīng)強(qiáng)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(dá)到年產(chǎn)石英砂120萬t的生產(chǎn)規(guī)模。

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

山東招遠(yuǎn)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(jī)（1.5 T）對該尾礦（白度為21.4%）進(jìn)行了除鐵試驗，除鐵流程及指標(biāo)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(biāo)良好；該指標(biāo)完全滿足下游陶瓷行業(yè)的需求［11］。

3.3 SLon-2000磁選機(jī)（1.3 T）、SLon-3000磁選機(jī)（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(jī)，實現(xiàn)對尾礦資源的綜合利用，主要磁選機(jī)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(dá)到93%以上，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)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(dá)60%以上，浮選出鋰云母后的長石精礦白度達(dá)到70%以上，產(chǎn)品中Fe203含量低于0.15%，Mn含量低于0.01%，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)長石產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

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3.4 SLon-3500磁選機(jī)（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(jī)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(jī)（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(jī)大型化、高效化發(fā)展，新型SLon磁選機(jī)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(jī)在選材、控制和磁介質(zhì)的排列上進(jìn)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(jī)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(jī)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。