大型高效SLon立环高梯度磁选机在非金属矿提纯中的应用

陈 剑 曾招科

（赣州金环磁选设备有限公司）

SLon立环高梯度磁选机是利用磁力和重力的综合力场来分选弱磁性矿物的高效磁选设备，自1986年面世以来，已经历了30多年的持续创新和发展，其选矿效率高、使用和维护成本低、设备作业率高、使用寿命长、无污染等优点受到业界的广泛认可［1-8］。

我国非金属矿加工起步较晚，在国际市场竞争中一度以质次价低成为基本特征。与金属矿相比，多数非金属矿属于廉价资源，其中作为玻璃、陶瓷原料的石英砂和长石尤为明显。对于这类低附加值资源的开发，企业要想获得较好的经济效益，常规除铁提纯设备——高梯度磁选机的大型化和高效化就显得尤其关键。

1 SLon立环高梯度磁选机的发展趋势

1.1 大型化

SLon立环高梯度磁选机（以下简称SLon磁选机）主要用于弱磁性金属矿物的选别［9］和非金属矿物的提纯，目前已有15大类机型，其中SLon-2250、SLon-2500、SLon-3000、SLon-3500、SLon-4000、SLon-5000磁选机是近些年为了适应选矿厂规模化生产而研发的大型磁选机，其主要技术参数见表1。

注：干矿处理量为非金属矿处理量。

SLon磁选机的大型化主要通过优化磁系结构，采用优质电导材料并增加其用量，在不增加设备漏磁量和设备单件起吊重量的前提下，降低激磁电流密度，从而显著降低电耗。

传统经典工业型SLon磁选机的主要技术参数见表2。

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比较表1、表2可以看出，在背景磁感应强度均为1.0 T时，按设备处理量的平均值计算的单位能耗随设备规格的增大而下降［10］，SLon-750磁选机的单位能耗为8.5 kWh/t，SLon-5000磁选机的单位能耗为0.52 kWh/t，后者比前者节能93.88%。

1.2 高背景磁感应强度

在玻璃、陶瓷原料等非金属矿除铁提纯中，非金属精矿的产率和精矿铁含量是最重要的指标，其中精矿铁含量直接决定了产品的档次和价位。因而，在非金属矿除铁提纯中，都希望在非金属矿产率较高的情况下，使铁矿物尽可能剔除干净。

非金属矿在加工过程中，除了会引入机械铁外，在矿物形成过程中常常会伴生褐铁矿、赤铁矿、钛铁矿和云母等杂质矿物，这些杂质矿物的磁性都非常弱，在磨矿过程中粒度会比较细（如高岭土通常要磨至-325目100%），矿物颗粒间的粘力及矿浆表面的张力会随着磨矿细度的提高而急剧加大，要去除这些微细粒杂质矿物，需要磁力更强的磁选设备。为了满足非金属矿工业生产的需要，公司研制了多种型号的高背景磁感应强度的SLon磁选机，额定背景 磁感应强度为1.3，1.5和1.8 T等。几种常用高背景 磁感应强度SLon磁选机的主要技术参数见表3［4］。

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2 SLon磁选机针对非金属矿选矿的技术创新

SLon磁选机早期主要应用于弱磁性金属矿（如赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、钛铁矿、黑钨矿和锰矿）的选矿中，用于非金属矿除铁的SLon磁选机在设备细节上进行了优化和创新。

（1）设置了转环调速装置，可根据给矿量的大小及物料的性质，合理调节转环的转速，从而确定物料的分选时间，达到预期的效果。

（2）用检修口取代脉动机构，减小分选物料被吸附的阻力，尽可能提高磁性杂质的捕集率。

（3）采取复合磁介质，利用棒径不同和填充率的差异组合，实现不同棒径的介质各司其职，例如粗棒介质低填充密度，设置在入料的方向，既能吸附磁性较强的颗粒，还能有效阻挡矿浆流，从而延长介质盒的使用寿命；采取棒介质错位排列，保证分选物料能与磁介质充分接触，提高了除杂效果。

（4）设置有可靠的温度显示、报警、自我保护系统和远程控制接口，人机界面友好，能最大程度地实现自动化控制，减轻工人的劳动强度。

（5）所有与物料接触的矿斗均采用不锈钢材质或衬胶工艺，减小污染并增加矿斗的耐磨性。

3 大型高效SLon磁选机在玻璃、陶瓷行业的应用

3.1 SLon-2000磁选机（1.3 T）和SLon-2500磁选机（1.8 T）在石英砂除铁中的应用

江西遂川有着丰富的石英岩资源，其中Si02含量超过96%，Fe203含量低于0.05%，且含泥小、易开采。2014年某矿采用破碎、磨矿、脱泥、分级、滚筒弱磁选机选出机械铁、SLon-2000型1.3 T磁选机1次粗选、SLon-2500型1.8 T磁选机1次精选工艺进行石英砂的加工提纯，试验流程见图1，最终得到含铁量小于0.008%的石英砂精矿，该产品可广泛用于光伏玻璃行业。

2017年、2019年该矿因生产规模扩大，生产产品规格的多样化，先后采购了4台SLon-3000磁选机，其中背景磁感应强度1.3和1.8 T的各1台，1.5 T的2台，用于石英砂除铁，目前已达到年产石英砂120万t的生产规模。

3.2 SLon-2500磁选机（1.5 T）在招远某黄金尾矿选长石中的应用

山东招远某黄金尾矿中主要含有SiO2、铁矿物、钛矿物、Al2O3、Na2O、K2O，除铁、钛矿物，其他成分是构成陶瓷原料的主要成分。2018年利用SLon-2500磁选机（1.5 T）对该尾矿（白度为21.4%）进行了除铁试验，除铁流程及指标见图2，产品成分分析结果见表4。

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现场尾矿采用图2所示的流程处理，在Fe2O3含量为1.07%、白度为21.4%的情况下，获得了白度为45.1%、Fe2O3含量为0.46%、产率为83.72%的长石精矿，产品指标良好；该指标完全满足下游陶瓷行业的需求［11］。

3.3 SLon-2000磁选机（1.3 T）、SLon-3000磁选机（1.8 T）在宜春某钽铌尾矿处理中的应用

江西宜春地区有着丰富的钽铌锂矿石资源，属钠长石化锂云母化花岗岩型矿石［12］。目前，该地区广泛应用SLon系列磁选机，实现对尾矿资源的综合利用，主要磁选机型号包括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，尾矿综合利用率达到93%以上，为企业创造了巨大经济效益和环境效益。

某钽铌尾矿主要化学成分分析结果见表5，除Fe203、TiO2、MnO2外的其他成分均是构成陶瓷原料的有效成分。试验采用图3所示的流程处理白度为25%～30%的试样，剔除磁性矿物后的长石白度可达60%以上，浮选出锂云母后的长石精矿白度达到70%以上，产品中Fe203含量低于0.15%，Mn含量低于0.01%，达到了优质长石产品的质量标准。

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3.4 SLon-3500磁选机（1.3 T）在某海相石英砂除铁中的应用

随着绿色能源的兴起，光伏行业对超白石英砂的需求越来越大，以往采用的脉石英或者高品质石英岩、石英砂岩，随着开采年限的增加，资源日渐枯竭。2000年以后，湛江、海南一带不少企业开始以海滨砂为原料生产玻璃用砂，海滨砂属于海相沉积石英砂，主要成分是SiO2，但通常含有氧化铁、钛铁矿、锆英石和金红石等矿物，受区域原料性质差异较大的影响和提纯设备性能的局限，未大规模生产超白石英砂。2015年后，大型高效SLon磁选机开始应用于海相石英砂的提纯，先后在海南文昌、江苏的泰兴和南通与扬州，以及马来西亚、越南等国家的沿江沿海城市建起石英砂生产企业，将海滨砂Fe203含量从0.02%将至0.008%以下。南通闽江矿业公司就是一家有代表性的公司，其采用了2台SLon-3500磁选机（1.3 T），生产流程见图4。

海相沉积型石英砂的粒度80%以上都在超白砂的合格粒度范围内，仅有产率小于20%的原料需要磨矿，因而生产流程简单、动力设备投入小、易控制，适合大规模生产。生产中所产生的少量尾矿还可作为建筑材料，且生产基本无需添加选矿药剂，因而生产工艺环保。

4 结论

（1）市场的需求推动了SLon磁选机大型化、高效化发展，新型SLon磁选机具有节能、高效、占地面积小、智能化程度高等优点。

（2）针对非金属矿除铁提纯的特点，SLon磁选机在选材、控制和磁介质的排列上进行了不断优化，在提高除铁效率的同时，在设备操作的便利性、可靠性、安全性上也有了显著的提高。

（3）SLon磁选机用于非金属矿加工，具有广泛的应用前景。将大型高效SLon磁选机用于石英砂除铁提纯项目，无论是Fe203含量为0.05%的石英岩还是Fe203含量为0.02%的海相石英砂，均能得到Fe203含量小于0.008%的超白石英砂产品；用于钽铌矿尾矿、金尾矿中长石的提纯时，白度通常会提高20～30个百分点；用于玻璃、陶瓷原料的提纯时，有利于缩短生产流程、降低生产成本、产生规模效益和环境效益。