生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃需要優(yōu)質(zhì)的石英砂，而自然界能夠滿足優(yōu)質(zhì)玻璃用料要求的天然石英砂幾乎沒有,大部分都要經(jīng)過選礦才能使用。在石英砂中, 除主要礦物石英外，還常含有一些其它雜質(zhì)礦物，如赤鐵礦、褐鐵礦、電氣石、角閃石等，這些雜質(zhì)礦物是硅砂中鐵元素的主要賦存狀態(tài)之一。此外, 在加工和運(yùn)輸過程中，也會(huì)有一些金屬鐵的混入。這些雜質(zhì)大部分為在磁場中可被磁化的磁性物質(zhì)，而石英則是在磁場中不能被磁化的非磁性物質(zhì)。利用這一性質(zhì)上的差異，可通過磁選除去石英砂中的這些鐵雜質(zhì)，以提高石英砂的質(zhì)量。
石英砂作為廉價(jià)資源，對選礦過程需要的投資成本又有嚴(yán)重制約，因此，如何以盡可能少的投入獲取大量的優(yōu)質(zhì)硅砂是一個(gè)需要不斷研究的問題。強(qiáng)磁選是一種有效的除鐵手段,但采用什么樣的生產(chǎn)工藝，則要針對礦源實(shí)際及用戶對產(chǎn)品的需求通過試驗(yàn)研究決定。本研究以三種不同類型的濕式強(qiáng)磁選機(jī)(高梯度強(qiáng)磁選機(jī)、雙立環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī)、雙轉(zhuǎn)環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī))針對某砂巖礦的除鐵效果進(jìn)行了試驗(yàn)，對它們的使用效果進(jìn)行了評價(jià)；采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對三種工藝參數(shù)(給料量、沖洗水量、磁場強(qiáng)度)進(jìn)行了條件實(shí)驗(yàn)；在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了單機(jī)連續(xù)試驗(yàn)。結(jié)果說明：采用該工藝可獲得Fe2O3 為0 .036 %的優(yōu)質(zhì)石英砂精礦。綜合比較，就本砂巖礦而言，推薦使用雙立環(huán)磁選機(jī)。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1 .1 原礦性質(zhì)
試驗(yàn)用原礦系某沉積石英砂巖，其主要性質(zhì)如下:普氏硬度(f)20 ；礦石密度2 .64t/m3 ；堆積密度1.71t/m3 ；邦德沖擊功指數(shù)19.8387kW·h/t ；10 目棒磨功指數(shù)8 .5708kW·h/t 。礦石中鐵的物相分析結(jié)果，見表1 。
 1 .2 試樣制備
原礦石含鐵量為0.125 %。經(jīng)顎式破碎、棒磨、篩分、脫水、水力分級、弱磁選等作業(yè)，-0.125mm 粒級被去除，制成0 .71～0.125mm 的石英砂供試驗(yàn)用。用于磁選的試樣含鐵量(Fe2O3)為0 .093 %；其粒度組成，見表2 。
 1 .3 .1 高梯度強(qiáng)磁選機(jī):
這是一種濕式強(qiáng)磁選機(jī)，與一般強(qiáng)磁選機(jī)不同的是它采用一種新型聚磁介質(zhì)———鋼毛, 因而磁場強(qiáng)度和梯度大幅提高。此外，它的磁系是一種無鐵芯的電磁磁系———螺線管。本試驗(yàn)所用的高梯度磁選機(jī)，其分選環(huán)中心圓直徑為800mm， 磁感應(yīng)強(qiáng)度(背景)為0 .9 ～ 1T(特斯拉)，處理能力0 ～ 500kg/h，轉(zhuǎn)速3r/min 。
1 .3 .2 立環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī):
這種濕式強(qiáng)磁選機(jī)其分選圓環(huán)垂直安裝于同一水平軸上，內(nèi)裝6 ～ 20mm 球介質(zhì)，充填率為85 %～ 90 %。球介質(zhì)在分選室內(nèi)脫離磁場后產(chǎn)生輕微滾動(dòng)，給卸礦創(chuàng)造了有利條件，不易發(fā)生介質(zhì)堵塞。試驗(yàn)所用雙立環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī)， 其分選環(huán)直徑為500mm，磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)1 .6T 。
1 .3 .3 雙轉(zhuǎn)盤式強(qiáng)磁選機(jī):
這種磁選機(jī)的分選環(huán)置于磁軛間隙間，分上下兩層配置，由垂直中心軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其聚磁介質(zhì)為不銹鋼制作的齒板，可獲得較高的磁場強(qiáng)度和磁場梯度。試驗(yàn)所用設(shè)備額定磁感應(yīng)強(qiáng)度，可達(dá)1 .6T 。
1 .4 實(shí)驗(yàn)方法
礦樣由電磁振動(dòng)給料機(jī)控制給料量，經(jīng)砂泵按30 %質(zhì)量濃度打入強(qiáng)磁選機(jī)的給礦槽，沖水量由玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)及閥門控制， 磁場強(qiáng)度根據(jù)電流表數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速為3r/min 。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2 .1 條件試驗(yàn)
2 .1 .1 試驗(yàn)設(shè)計(jì):
條件試驗(yàn)的目的是找出各種設(shè)備相應(yīng)的最佳工作條件。試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，確定處理量、沖洗水量、磁場強(qiáng)度三個(gè)因素，每個(gè)因素三個(gè)水平，選用L9(33)正交表進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。各種磁選機(jī)的試驗(yàn)因素及水平，見表3 。試驗(yàn)結(jié)果由精砂中Fe2O3 含量及精砂產(chǎn)率二項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評定，含鐵量指標(biāo)越低越好、產(chǎn)率越高越好。
 2.1.2 試驗(yàn)結(jié)果:
試驗(yàn)結(jié)果, 見表4 ;根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出的平均效應(yīng), 見表5 。
對表4 、表5 進(jìn)行分析, 可得出各類磁選機(jī)合適的工作條件:①高梯度磁選機(jī), 處理量100kg/h , 沖洗水量5 .5L/min , 背景磁場強(qiáng)度760kA/m ;②雙立環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī), 處理量80kg/ h , 沖洗水量5 .0 L/min , 磁場強(qiáng)度580kA/m ;③雙轉(zhuǎn)環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī), 處理量80kg/h , 沖洗水量4 .5L/min , 磁場強(qiáng)度955kA/m 。
2 .2 強(qiáng)磁選連續(xù)試驗(yàn)
為得到到穩(wěn)定的選礦指標(biāo),按條件試驗(yàn)選定的最佳條件進(jìn)行了較長時(shí)間的連續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果, 見表6 。由表6 可見, 對于所試驗(yàn)的三種磁選機(jī), 其除鐵效果有所不同。其中較好的是高梯度磁選機(jī), 得到的結(jié)果為0 .036 %;雙立環(huán)式磁選機(jī)和盤式磁選機(jī)分別為0 .044 %和0 .049 %。這種結(jié)果應(yīng)該與磁場力強(qiáng)弱有關(guān)。
本實(shí)驗(yàn)中的三種磁選機(jī)磁場梯度不同, 高梯度磁選機(jī)的磁場梯度最大, 因而作用于礦粒上的磁場力最高。就磁場強(qiáng)度而言, 雙轉(zhuǎn)環(huán)式的最高, 這意味著針對本砂巖礦而言, 它的耗電量最高, 但磁選效果并非最好, 說明它的運(yùn)行成本較高, 而生產(chǎn)效率較低。盡管高梯度磁選機(jī)的除鐵效果最好, 但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn), 這種磁選機(jī)和雙轉(zhuǎn)環(huán)式一樣易堵塞, 只有雙立環(huán)式磁選機(jī)不發(fā)生堵塞現(xiàn)象。分析原因, 應(yīng)該是該磁選機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中, 內(nèi)部鋼球在重力和離心力綜合作用下, 不斷發(fā)生小的錯(cuò)動(dòng)和位移, 從而使得介質(zhì)間隙處于變化之中, 進(jìn)入內(nèi)部的顆粒容易排出。
3 結(jié)論
1.針對某砂巖礦而言, 在所試驗(yàn)的三種強(qiáng)磁選機(jī)中以高梯度強(qiáng)磁選機(jī)的除鐵效果最好, 單段磁選的結(jié)果可達(dá)到0 .036 %;其次為雙立環(huán)強(qiáng)磁選機(jī), 再次為雙轉(zhuǎn)環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī)?？紤]到不易堵塞的特點(diǎn),推薦采用雙立環(huán)式磁選機(jī)。
2.給料量、沖洗水量、磁場強(qiáng)度等參數(shù)均對除鐵效果有一定影響, 其中以磁場強(qiáng)度影響最大。
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