石英是反磁性物質(zhì)，在磁場(chǎng)中不能被磁化，而磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等雜質(zhì)礦物具有磁性，利用這一性質(zhì)上的差異，可通過(guò)磁選對(duì)石英砂礦中磁性雜質(zhì)礦物以及顆粒內(nèi)部或表面富集大量含鐵氧礦物的石英砂顆粒進(jìn)行去除。
含鐵石英砂的磁化率隨著鐵含量的增高而變大，作用于砂粒的磁力隨著磁化率變大而變大，當(dāng)磁力大于作用于磁性礦粒上的所有機(jī)械力的合力，即可達(dá)到分離的效果。
1、磁選工藝的應(yīng)用特點(diǎn)
目前，在石英砂工業(yè)生產(chǎn)中，磁選是必不可少的一段工藝，用來(lái)去除鐵質(zhì)雜質(zhì)較多，包括石英砂中原生雜質(zhì)或其他處理工藝（如破碎工藝）引入的雜質(zhì)。具有環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、效果較好的特點(diǎn)。
但是磁選只能在一定程度上去除含鐵等磁性礦物雜質(zhì)，對(duì)含鋁、鉀、鈉等雜質(zhì)的去除效果有限，當(dāng)石英砂中含有大量的弱磁性和非磁性礦物雜質(zhì)時(shí)，僅僅靠磁選無(wú)法有效純化石英砂，因此磁選常作為聯(lián)合提純工藝的一部分或適用于生產(chǎn)普通級(jí)石英砂產(chǎn)品。
此外，強(qiáng)磁選對(duì)含磁礦物的解離度要求較高，當(dāng)含磁礦物在石英礦中以連生體的方式賦存時(shí)，將大大降低磁選工藝的選礦效率。
2、常見(jiàn)磁選設(shè)備及應(yīng)用案例
常用的磁選設(shè)備有除鐵器、磁滑輪、干式筒式磁選機(jī)、永磁筒式磁選機(jī)、感應(yīng)輥式磁選機(jī)、盤(pán)式磁選機(jī)、高梯度磁選機(jī)、超導(dǎo)磁選機(jī)、瓊斯型濕式強(qiáng)磁選機(jī)、平環(huán)式磁選機(jī)等。
一般而言，對(duì)含雜以弱磁性雜質(zhì)礦物為主的石英砂，利用濕式強(qiáng)磁機(jī)在10000奧斯特以上可以選出；對(duì)含雜質(zhì)以磁鐵礦為主的強(qiáng)磁性礦物，則采用弱磁機(jī)或中磁機(jī)進(jìn)行選取效果比較好。適用于石英砂選礦的主要是強(qiáng)磁場(chǎng)選機(jī)。磁選的投資額是比較高的，但操作很簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。
磁選分為干選和濕選。干式強(qiáng)磁選運(yùn)行成本較低，操作較為簡(jiǎn)便。采用濕式強(qiáng)磁選機(jī)可最大限度地清除包括連生體顆粒在內(nèi)的赤鐵礦、褐鐵礦和黑云母等弱磁性雜質(zhì)礦物，但濕式強(qiáng)磁選存在能耗大、易磨損、用水量大、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。
?。?）采用高梯度強(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)對(duì)石英砂巖進(jìn)行除鐵效果試驗(yàn)，結(jié)果表明，效果較好的是高梯度磁選機(jī)，可獲得Fe2O3為0.036%的優(yōu)質(zhì)石英砂精礦。三種磁選機(jī)磁場(chǎng)梯度不同，高梯度磁選機(jī)的磁場(chǎng)梯度最大，因而作用于礦粒上的磁場(chǎng)力最高。就磁場(chǎng)強(qiáng)度而言，雙轉(zhuǎn)環(huán)式的最高，這意味著耗電量最高，但磁選效果并非最好，說(shuō)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(guò)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。
?。?）江西某石英砂廠采用高場(chǎng)強(qiáng)立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行提純，該廠石英原礦Fe2O3含量約0.06%，經(jīng)破碎、磨礦、脫泥后用弱磁選機(jī)分選出機(jī)械鐵，然后分別采用中磁選機(jī)和強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行1次粗選和1次掃選，最后用高場(chǎng)強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行1次精選，最終獲得了高純度的優(yōu)質(zhì)石英砂（Fe2O3含量小于0.008%），尾礦和中礦可作為普通建筑材料出售。
（3）韓國(guó)KCC集團(tuán)石英砂選廠采用2臺(tái)1.8T高場(chǎng)強(qiáng)立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)用于提取高純度石英砂。高場(chǎng)強(qiáng)磁選機(jī)給礦Fe2O3含量0.317%，經(jīng)過(guò)磨礦-分級(jí)-脫泥-1次弱磁選-1粗1精強(qiáng)磁選，最終可得到Fe2O3含量0.052%石英砂精礦，磁性雜質(zhì)的去除率均在80%以上，滿足國(guó)外客戶對(duì)精砂Fe2O3含量在0.065%以下的要求。
?。?）廣東某公司采用周期式磁選機(jī)對(duì)石英砂進(jìn)行磁選試驗(yàn)，獲得了SiO2%≥99.5%，F(xiàn)e2O3＜80ppm的光伏玻璃用石英砂。
?。?）在實(shí)驗(yàn)室條件下采用干式振動(dòng)高梯度磁選機(jī)對(duì)廣東某石英礦進(jìn)行除鐵試驗(yàn)，1次選別就獲得石英精礦Fe2O3品位僅為0.04%的良好指標(biāo)。
3、石英砂磁選技術(shù)及研究進(jìn)展
田金星通過(guò)研究四川攀枝花石英砂礦發(fā)現(xiàn)，磁性雜質(zhì)去除率隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大，磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到100000e以后，雜質(zhì)的脫除率增加不明顯，經(jīng)磁選處理后，40-80目石英砂SiO2含量為99.09%，F(xiàn)e2O3含量0.070%；80-140目SiO2含量為99.14%，F(xiàn)e2O3含量0.067%；
李育彪等對(duì)陜西某石英砂進(jìn)行磁選試驗(yàn)，在最優(yōu)條件下磁選對(duì)Fe2O3的去除率達(dá)到43.87%，滿足了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)石英砂的初步提純目的。
劉加威等研究了磁選和酸洗聯(lián)用工藝對(duì)石英砂提純效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磁選對(duì)鐵的去除率隨著石英砂粒徑的減小而增加，并且選用150-180微米的石英砂磁選除鐵的效果最好。
趙雪淞等采用磁選和微生物浸出聯(lián)用提純石英砂，系統(tǒng)研究了礦粉細(xì)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)鐵去除率的影響。石英砂磁選時(shí)的提純效率與礦粉細(xì)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān)，提純效率會(huì)隨著他們的增加先提高再趨于穩(wěn)定。在最優(yōu)條件下磁選后石英砂中雜質(zhì)鐵的含量?jī)H為0.0074%。
張福忠等介紹了永磁磁選設(shè)備去除石英粉中的含鐵礦物研究，在1T磁場(chǎng)強(qiáng)度下可將大部分鐵雜質(zhì)去除。
崔振紅等在提純最后階段采用強(qiáng)磁選工藝，可獲得SiO2含量為99.90%的高純石英砂。
Yin等采用細(xì)粒磁鐵礦作為磁種，提高了微細(xì)粒赤鐵礦與石英反浮選的分選效率。
Abukhadra等將金礦副產(chǎn)物石英經(jīng)草酸處理后，再經(jīng)過(guò)磁力磁選，可將石英中鐵含量降低到0.001%，SiO2含量可提高到99.9%。
4、石英砂磁選技術(shù)要點(diǎn)
（1）磁選次數(shù)和石英砂粒度都對(duì)雜質(zhì)的脫除率有影響，次數(shù)越多脫除率越高，但一定次數(shù)后去除率升高不再明顯；石英砂的粒徑越小，磁選效果越好，但小到一定程度分離效果不明顯。
?。?）濕式強(qiáng)磁選機(jī)除鐵效果受給料量、沖洗水量、磁場(chǎng)強(qiáng)度等參數(shù)影響，其中以磁場(chǎng)強(qiáng)度影響最大。另外，磁選次數(shù)越多，石英砂粒度越細(xì)，除鐵效果越好。
?。?）磁選主要適應(yīng)于粗、中粒的礦物分離提純，在礦物本身能達(dá)到單體解離的狀況下盡可能粗些，一般大于0.074mm，且粒度應(yīng)當(dāng)盡量均勻。目前有效磁選細(xì)度下限為0.035mm，過(guò)細(xì)時(shí)，對(duì)強(qiáng)磁性礦物易被水流帶走，弱磁性礦物則不易有效捕捉到。采用高磁場(chǎng)強(qiáng)度和高梯度，下限可達(dá)10-15μm，但對(duì)弱磁性礦物磁選效果受到限制。
?。?）有些礦物如赤鐵礦、褐鐵礦等本身易泥化，往往形成礦泥罩蓋，加上本身磁性較弱，將大大影響磁選效果。對(duì)此采取適當(dāng)清洗或控制磨礦細(xì)度等措施。
（5）一般在破碎過(guò)程中混入的機(jī)械鐵磁性較強(qiáng)，應(yīng)先采用弱磁磁選設(shè)備去除，然后再用強(qiáng)磁選設(shè)備去除其中的弱磁性雜質(zhì)；強(qiáng)磁性物含量較多時(shí)直接采用強(qiáng)磁選設(shè)備除鐵。
?。?）磁選設(shè)備性能是影響磁選效果的重要因素，主要包括磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)梯度、結(jié)構(gòu)特征等。
 |
