高場(chǎng)強(qiáng)干式永磁磁選機(jī)的除鐵實(shí)驗(yàn)

1、引言

霞石正長(zhǎng)巖是最常見(jiàn)的似長(zhǎng)石礦物，其化學(xué)組成為Na(AISiO4)或KNa3(AISiO4)4，六方單錐晶類(lèi)，晶體呈柱狀或厚板狀，常見(jiàn)粒狀或致密狀集合體。天然霞石一般含有鉀，通常鉀、鈉含量比為3:1。無(wú)色或白色，因含雜質(zhì)而常帶淺黃、淺褐和淺紅等色調(diào)；玻璃光澤，斷口油脂光澤，有明顯和不完整解理，貝殼狀斷口。莫氏硬度5~6，性脆。其密度為2.55~2.66g/cm3。霞石是堿性高（富含NaO，而貧SiO2）的標(biāo)準(zhǔn)巖漿礦物，主要產(chǎn)于正長(zhǎng)巖有關(guān)的侵入巖及其偉晶巖和火山巖中，由鈉長(zhǎng)石、 微斜長(zhǎng)石和霞石以及少量的鐵鎂質(zhì)硅酸鹽和其他副礦物組成。最常見(jiàn)的副礦物包括磁鐵礦、赤鐵礦、方解石、石榴石等。霞石具有熔點(diǎn)低和助熔的性能。在1150~1250℃范圍內(nèi)完全熔化，由于霞石與鈉長(zhǎng)石之間有一個(gè)低共熔點(diǎn)，所以霞石燒結(jié)范圍穩(wěn)定，而且高溫下霞石能熔解石英使石英溶液粘度提高?？纱驸c長(zhǎng)石作為助熔劑使石英溶液粘度提高?？纱驸c長(zhǎng)石作為助熔劑使用。用霞石制成的產(chǎn)品不易變形，熱穩(wěn)定性好，燒成溫度低，燒成周期快，使燃料和耐火材料成本大大降低，減少制品翹曲變形造成的損耗，廣泛應(yīng)用于玻璃和陶瓷工業(yè)。

玻璃工業(yè)對(duì)礦石原料和化工原料鐵的含量要求非常低，因?yàn)殍F進(jìn)入玻璃后生成氧化物。不論是氧化鐵還是氧化亞鐵對(duì)玻璃的物理性質(zhì)危害都很大，特別是對(duì)玻璃的光透過(guò)率和熱學(xué)性質(zhì)的影響更甚。它們使玻璃染上不同的顏色、亞鐵離子使之成為淡綠色。另外，由于氧化鐵和氧化亞鐵對(duì)輻射能強(qiáng)烈的吸收作用，所以對(duì)玻璃熔化也造成了巨大的影響。它對(duì)熔制工藝的影響大致表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①降低玻璃的透熱性；②氧化鐵含量相當(dāng)高的玻璃液，對(duì)熔窯壽命影響大；③含鐵量高時(shí)，從穩(wěn)定熔化作業(yè)制度來(lái)看也是不利的。所以如何有效的降低礦石原料中鐵的含量顯得更加重要。

2、磁選

2.1、磁選是利用各種礦物的磁性差別，在不均勻磁場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)分選的一種選礦方法。選礦是磁選機(jī)中進(jìn)行的。礦物顆粒通過(guò)磁選機(jī)磁場(chǎng)時(shí)，同時(shí)受到磁力和機(jī)械力（重力、離心力、介質(zhì)阻力、摩擦力等）的作用，磁性較強(qiáng)的礦粒所受的磁力大于其所受的機(jī)械力，而非磁性礦粒受磁力小，則以機(jī)械力占優(yōu)勢(shì)。由于作用在各種礦粒上的磁力和機(jī)械力的全力不同，使它們運(yùn)動(dòng)軌跡不同，從而實(shí)現(xiàn)分選。所以分離磁性礦物的必要條件是：磁性礦粒所受的磁力必須大于它方向相反的機(jī)械力的全力。而實(shí)現(xiàn)這一必要條件主要取決于以下兩個(gè)因素：1）磁場(chǎng)的不均勻性。磁場(chǎng)的非均勻性用磁場(chǎng)梯度表示。用符號(hào)dh/dx或grandH表示。礦物顆粒在均勻磁場(chǎng)中只受轉(zhuǎn)矩的作用，使它的長(zhǎng)軸平行于磁場(chǎng)方向。在非均勻磁場(chǎng)中，礦粒不僅受到轉(zhuǎn)矩的作用還受磁力的作用。結(jié)果使它即發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，又向磁場(chǎng)梯度增大的方向移動(dòng)，最后被吸在磁極外表面上。2）礦粒磁性的比磁化系數(shù)X0和反映磁場(chǎng)特性的磁場(chǎng)力HgradH（磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)梯度乘積）。當(dāng)分選強(qiáng)磁性礦物時(shí)，礦物的X0很大，所需磁場(chǎng)力可相應(yīng)低些；當(dāng)分選弱磁性礦物時(shí)，礦物的X0很小，所需的磁場(chǎng)力就要大些。根據(jù)礦物的加工生產(chǎn)工藝的要求不同，磁選機(jī)可分為濕式磁選和干式磁選。根據(jù)組成磁場(chǎng)材料的不同，分為電磁磁選和永磁磁選。傳統(tǒng)的濕式磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度弱，磁場(chǎng)梯度小，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，甚至受到嚴(yán)重污染，加工工藝復(fù)雜，先期投入大，制造成本高，僅能用于磁選分離比磁化系數(shù)X0很大的強(qiáng)磁性礦物。而傳統(tǒng)的干式磁選機(jī)，外表構(gòu)造大都以滾筒式為主，最高磁場(chǎng)強(qiáng)度只能達(dá)到6000Gs，只能適用于分離比磁化系數(shù)X0較大的中性磁性礦物。而霞石中的鐵以礦物晶體結(jié)構(gòu)鐵Fe2O3為主，屬弱磁性礦物。所以如何磁選分離弱磁性礦物Fe2O3成為分離的關(guān)鍵。本次實(shí)驗(yàn)采用煙臺(tái)天元實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)的TYCX199-1000-3高性能干式永磁強(qiáng)力磁選機(jī)。

2.2、干式永磁強(qiáng)力磁選機(jī)

2.2.1、磁輥總成

磁輥采用高性能釹鐵硼磁鋼精密制作，磁路按照N-S極性交替排列擠壓聚磁而成，開(kāi)放磁系，有效表面磁場(chǎng)長(zhǎng)度為1000mm，磁輥表面最高磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)1.5T，平均場(chǎng)強(qiáng)為1.35T，磁場(chǎng)梯度達(dá)280T/m。分選傳送帶采用厚度為0.2mm表面涂有超強(qiáng)磨材料的高性能特殊基布制成，連續(xù)工作時(shí)間可達(dá)500h/條。

2.2.2、工作原理

物料經(jīng)料倉(cāng)進(jìn)入振動(dòng)給料器后，物料均勻而平衡地分布在傳送帶上，磁性礦粒在磁輥磁場(chǎng)的作用下被磁化，從而受磁場(chǎng)的吸引力的作用，使其吸在皮帶表面上，并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶帶至排礦端，進(jìn)入磁性產(chǎn)品尾料倉(cāng)。非磁性礦粒，由于所受的磁場(chǎng)力很小，沿運(yùn)行軌道慣性落入精礦倉(cāng)。磁選分離過(guò)程結(jié)束。見(jiàn)下圖。

3、實(shí)驗(yàn)

樣品提取：采用干式選礦生產(chǎn)工藝，霞石經(jīng)破碎->磨礦->篩分->磁選后，提取三種粒度不同的礦石樣品，樣品中Fe2O3的含量為1.27%，分別進(jìn)行一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)分選比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表。

由表實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：高場(chǎng)強(qiáng)干式水磁輥式磁選機(jī)可以較好的降低霞石中鐵的含量，除鐵率最高可達(dá)92.1%，并最終生產(chǎn)出含鐵量低于0.1%的優(yōu)質(zhì)霞石產(chǎn)品。

4、結(jié)論

4.1、通過(guò)對(duì)三種粒度不同的霞石礦粉進(jìn)行除鐵實(shí)驗(yàn)，-50+325目粒度礦粉除鐵效果較好，F(xiàn)e2O3含量最低可降至0.1%，提高了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

4.2、由于該霞石礦最終產(chǎn)品為滿足玻璃工業(yè)需要，在-30+200目范圍內(nèi)，所以完全可以采用簡(jiǎn)單的干式選礦生產(chǎn)工藝。

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