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(mǎn)足優(yōu)質(zhì)玻璃用料要求的天然石英砂幾乎沒(méi)有,大部分都要經(jīng)過(guò)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, 在加工和運輸過(guò)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(chǎng)中可被磁化的磁性物質(zhì)，而石英則是在磁場(chǎng)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(guò)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(guò)程需要的投資成本又有嚴重制約，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(wèn)題。強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(hù)對產(chǎn)品的需求通過(guò)試驗研究決定。本研究以三種不同類(lèi)型的濕式強磁選機(高梯度強磁選機、雙立環(huán)式強磁選機、雙轉環(huán)式強磁選機)針對某砂巖礦的除鐵效果進(jìn)行了試驗，對它們的使用效果進(jìn)行了評價(jià)；采用正交實(shí)驗設計對三種工藝參數(給料量、沖洗水量、磁場(chǎng)強度)進(jìn)行了條件實(shí)驗；在條件試驗的基礎上進(jìn)行了單機連續試驗。結果說(shuō)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。
1 實(shí)驗部分
1 .1 原礦性質(zhì)
試驗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19.8387kW·h/t ；10 目棒磨功指數8 .5708kW·h/t 。礦石中鐵的物相分析結果，見(jiàn)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 的石英砂供試驗用。用于磁選的試樣含鐵量(Fe2O3)為0 .093 %；其粒度組成，見(jiàn)表2 。
 1 .3 .1 高梯度強磁選機:
這是一種濕式強磁選機，與一般強磁選機不同的是它采用一種新型聚磁介質(zhì)———鋼毛, 因而磁場(chǎng)強度和梯度大幅提高。此外，它的磁系是一種無(wú)鐵芯的電磁磁系———螺線(xiàn)管。本試驗所用的高梯度磁選機，其分選環(huán)中心圓直徑為800mm， 磁感應強度(背景)為0 .9 ～ 1T(特斯拉)，處理能力0 ～ 500kg/h，轉速3r/min 。
1 .3 .2 立環(huán)式強磁選機:
這種濕式強磁選機其分選圓環(huán)垂直安裝于同一水平軸上，內裝6 ～ 20mm 球介質(zhì)，充填率為85 %～ 90 %。球介質(zhì)在分選室內脫離磁場(chǎng)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。試驗所用雙立環(huán)式強磁選機， 其分選環(huán)直徑為500mm，磁感應強度可達1 .6T 。
1 .3 .3 雙轉盤(pán)式強磁選機:
這種磁選機的分選環(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，其聚磁介質(zhì)為不銹鋼制作的齒板，可獲得較高的磁場(chǎng)強度和磁場(chǎng)梯度。試驗所用設備額定磁感應強度，可達1 .6T 。
1 .4 實(shí)驗方法
礦樣由電磁振動(dòng)給料機控制給料量，經(jīng)砂泵按30 %質(zhì)量濃度打入強磁選機的給礦槽，沖水量由玻璃轉子流量計及閥門(mén)控制， 磁場(chǎng)強度根據電流表數值進(jìn)行調節，轉速為3r/min 。
2 實(shí)驗結果與討論
2 .1 條件試驗
2 .1 .1 試驗設計:
條件試驗的目的是找出各種設備相應的最佳工作條件。試驗采用正交試驗設計法，確定處理量、沖洗水量、磁場(chǎng)強度三個(gè)因素，每個(gè)因素三個(gè)水平，選用L9(33)正交表進(jìn)行試驗設計。各種磁選機的試驗因素及水平，見(jiàn)表3 。試驗結果由精砂中Fe2O3 含量及精砂產(chǎn)率二項指標進(jìn)行綜合評定，含鐵量指標越低越好、產(chǎn)率越高越好。
 2.1.2 試驗結果:
試驗結果, 見(jiàn)表4 ;根據試驗結果計算出的平均效應, 見(jiàn)表5 。
對表4 、表5 進(jìn)行分析, 可得出各類(lèi)磁選機合適的工作條件:①高梯度磁選機, 處理量100kg/h , 沖洗水量5 .5L/min , 背景磁場(chǎng)強度760kA/m ;②雙立環(huán)式強磁選機, 處理量80kg/ h , 沖洗水量5 .0 L/min , 磁場(chǎng)強度580kA/m ;③雙轉環(huán)式強磁選機, 處理量80kg/h , 沖洗水量4 .5L/min , 磁場(chǎng)強度955kA/m 。
2 .2 強磁選連續試驗
為得到到穩定的選礦指標,按條件試驗選定的最佳條件進(jìn)行了較長(cháng)時(shí)間的連續試驗。試驗結果, 見(jiàn)表6 。由表6 可見(jiàn), 對于所試驗的三種磁選機, 其除鐵效果有所不同。其中較好的是高梯度磁選機, 得到的結果為0 .036 %;雙立環(huán)式磁選機和盤(pán)式磁選機分別為0 .044 %和0 .049 %。這種結果應該與磁場(chǎng)力強弱有關(guān)。
本實(shí)驗中的三種磁選機磁場(chǎng)梯度不同, 高梯度磁選機的磁場(chǎng)梯度最大, 因而作用于礦粒上的磁場(chǎng)力最高。就磁場(chǎng)強度而言, 雙轉環(huán)式的最高, 這意味著(zhù)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(shuō)明它的運行成本較高, 而生產(chǎn)效率較低。盡管高梯度磁選機的除鐵效果最好, 但試驗中發(fā)現, 這種磁選機和雙轉環(huán)式一樣易堵塞, 只有雙立環(huán)式磁選機不發(fā)生堵塞現象。分析原因, 應該是該磁選機在轉動(dòng)過(guò)程中, 內部鋼球在重力和離心力綜合作用下, 不斷發(fā)生小的錯動(dòng)和位移, 從而使得介質(zhì)間隙處于變化之中, 進(jìn)入內部的顆粒容易排出。
3 結論
1.針對某砂巖礦而言, 在所試驗的三種強磁選機中以高梯度強磁選機的除鐵效果最好, 單段磁選的結果可達到0 .036 %;其次為雙立環(huán)強磁選機, 再次為雙轉環(huán)式強磁選機?？紤]到不易堵塞的特點(diǎn),推薦采用雙立環(huán)式磁選機。
2.給料量、沖洗水量、磁場(chǎng)強度等參數均對除鐵效果有一定影響, 其中以磁場(chǎng)強度影響最大。
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