XYDC-Z13K高梯度磁选机在长石除铁提纯中的应用

李三华，周崇文，张甲宝，陈建文

（1.湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005；2.湖南超牌化工有限公司，湖南 衡阳 421800）

随着我国国民经济与科学技术的迅猛发展，陶瓷工业对长石矿产品的质量要求也越来越高，特别是对高品质长石的需求呈现出迅猛增长的态势，与此同时，我国长石存在原矿富矿少、高品质长石矿更少且贫矿多的局面，已经不能满足陶瓷工业的需要。长石原矿中铁、钛和云母等杂质的含量过高，使得长石矿产品黑点多、白度低，导致长石价格很低，缺乏市场竞争力。目前现有除杂方法存在除铁效果不明显、除铁效率低、污染环境等问题。某公司生产的XYDCZ13K高梯度磁选机是目前众多的磁选机中除铁效率高、原料损耗少、原料利用率高、无噪音、无震动、无粉尘、能耗较低、作业环境好、劳动效率高、自动化程度高的一种新型设备。其结构合理，操作维修方便，工艺流程简单，是长石等非金属矿除铁和陶瓷坯、釉料除铁的理想设备。

1 XYDC-Z13K高梯度磁选机的基本结构及工作原理

1.1 基本结构

XYDC-Z13K系列高梯度磁选机(以下简称XYDC磁选机)是佛山星源机械有限公司研制生产的一种新型磁选除铁设备，该设备结构紧凑合理、占地面积小、可用于非金属矿(特别适用于-60目细粒级长石和陶瓷坯、釉料)的湿法磁选除铁。XYDC磁选机主要由机架、箱体、内筒、机头、励磁线圈、不锈钢磁介质网、冲洗水泵、电气控制系统及进出浆口、冲洗水口、排污口和冷却水进出口等组成，其具体结构如图1所示。

1.2 工作原理

XYDC磁选机的除铁机理为：依靠紫铜管制成的感应线圈通入直流电产生磁场，磁力线通过筒体内的磁介质产生强度高、梯度大的磁场，当含有磁性物质的矿浆自下而上均匀的通过磁介质网时，磁性颗粒被磁介质网表面强大的磁场所吸附，然后通过PLC程序控制各个阀门及电气原件做周期性的自动运行，从而达到自动除铁、排渣的目的。

图1 XYDC磁选机结构示意图

2 设备的性能特点及应用范围

2.1 设备主要特点

XYDC高梯度磁选机主要特点如下：

(1) 该设备磁场强度高、梯度大，磁选路径较长，磁介质网可以多样，使得磁性物质在除铁分选腔内得到更加充分的磁选分离，除铁效果十分明显。

(2) 采用紫铜管制成的感应线圈，直接用内冷却水冷却，设备不易发热、稳定性更高。

(3) 采用PLC程序控制，设备全自动作业，无需人工操作，磁选除铁方便快捷、彻底。

(4) 排除铁渣时采用振动电机辅助，外加高压水泵进行冲洗，脱除铁渣无死角、无残留物，长期使用磁介质网不堵塞。

(5) 制动阀采用进口原材料制造而成，无泄漏、低磨损、低流阻、低耗气量。

(6) 磁介质网采用高效不锈钢导磁片，最高磁场可达25 000GS，断掉励磁线圈电源后无残留磁性，便于快速脱除铁渣。

2.2 应用范围

采用湿法生产，入料粒度＜60目，浓度控制在35%以下的含铁矿物原料均可采用本机湿法除铁提纯，特别适用于去除非金属矿中的弱磁性物质，尤其是针对云母、氧化铁、钛等难分选的弱磁性物质有明显效果。

2.3 产品质量

进浆配有变频渣浆泵，通过调节进桨流量、浓度、磁介质网的型号和数量等控制手段达到高效除铁的目的，可生产出铁含量＜0.1%的低铁、高白度长石产品，且质量十分稳定。

3 在湖南衡山钠长石除铁提纯中的应用

湖南衡山有着十分丰富的钠长石矿产资源，储量亚洲第一，是钠长石矿的主要产地，但由于原矿中含有大量的云母和含铁弱磁性矿物，致使其原矿铁含量很高，导致原矿价格低廉甚至作为废石填埋，既浪费了矿产资源，又造成了环境污染，因此必须经过除铁提纯工艺处理才能得到合格的精矿产品。

湖南衡山石碑钠长石原矿的化学成分见表1，原矿经破碎、洗矿、磨矿、分级至细度为-60目，通过永磁磁选机除去机械铁后，再采用XYDC磁选机进行一次粗选和一次精选的除铁提纯工艺(工艺流程见图2)，严格控制生产中的工艺参数，能得到Fe2O3含量＜0.08%的钠长石精矿，钠长石精矿产品的各项指标均符合高档日用陶瓷和高档建筑陶瓷生产原料的要求，钠长石精矿化学成分见表2。目前某公司已建成三条生产线，年生产能力达到30万t，拓宽了钠长石精矿的应用领域。

表1 原矿的化学成分(%)

图2 湖南衡山石碑钠长石除铁工艺流程

表2 精矿的化学成分(%)

3.1 磨矿浓度

合理的控制磨矿浓度，能提高磨矿效率，减少介质磨损，达到节能降耗的目的，经过长期生产试验摸索，衡山石碑钠长石磨矿浓度的最佳范围为75%～80%。

3.2 磨矿细度

磨矿细度是影响除铁效率的主要因素之一，磨矿较粗，矿石解理不完全，长石包裹着部分含铁矿物，除铁时这部分被长石包裹的含铁矿物将难以除去，除铁效率低；磨矿太细，矿石泥化现象严重，微细颗粒(-800目)的磁性很弱，除铁时很难将微细颗粒中的铁除去，除铁效率也很低，同时又浪费能源。经过试验，衡山石碑钠长石磨矿细度的最佳范围为60～160目。

3.3 除铁浓度和市场应用

经过长期的生产实践和对比试验，通过变频渣浆泵调节进桨流量，在经济合理的产能情况下，最佳的除铁浓度在23%～28%。浓度太高，矿浆粘度过高，除铁效果不好；浓度太低，生产成本过高。

通过严格控制除铁机运行的各项设定参数和合理控制磨矿细度、除铁浓度和流量等生产中的工艺参数，采用XYDC磁选机进行一次粗选和一次精选的除铁提纯工艺，得到了Fe2O3含量＜0.08%的钠长石精矿。钠长石原矿、一次粗选矿和一次精选矿的化学成分见表3。

表3 原矿、粗选矿和精选矿的化学成分(%)

近年来，国内外对高品质长石的需求越来越大，特别是在用户用量增大的同时，对产品质量的稳定性要求也越来越高，因此在湿法除铁提纯生产工艺中，要求设备向大型化、高场强、高梯度、智能化方向发展，XYDC-Z13K系列高梯度磁选机工作效率高，生产加工成本低，设备占地面积小，能耗低，劳动效率高，已经在陶瓷厂的坯、釉料除铁及非金属矿精加工的湿法除铁提纯中得到广泛应用，经济技术指标十分明显。

4 结语

(1) XYDC磁选机的设计、构造合理，磁场强度高，梯度大，磁选路径长，独特的磁介质网，能有效除去微细粒级弱磁性矿物，特别适用于非金属矿的湿法除铁提纯生产工艺的要求。

(2) XYDC磁选机的感应线圈直接采用内水冷却，设备长期使用不发热；脱除铁渣时采用振动电机辅助和外加高压水泵进行冲洗，脱除铁渣时无死角、无残留物，长期使用磁介质网不堵塞；采用了变频自下进浆，自上出浆，整套设备采用PLC程序控制，设备全自动化作业，减轻了工人的劳动强度，且除铁稳定性好。

(3) 经过长期生产实践证明，严格控制生产工艺和参数，能将衡山石碑钠长石中Fe2O3含量为0.53%的原矿通过一次粗选和一次精选的除铁提纯工艺，可稳定获得Fe2O3含量＜0.08%的精矿，使得钠长石精矿的白度和透明度大为提高，企业的经济效益大幅度提高。

(4) XYDC磁选机除铁提纯生产工艺流程合理，自动化程度高，操作简单，维修方便，原料损耗少，生产成本低，产品质量十分稳定，极大拓宽了原材料利用范围。