SJ型漿料高梯度磁選機大型化研究與應用

王勇平 任祥君 黃會春 陳亮亮

（贛州金環磁選設備有限公司）

非金屬礦是當今世界重要的礦物原料，其目前的消費已遠超金屬礦。隨著我國經濟的高速發展，非金屬礦產品需求量迅速增加，這就要求選礦設備和選礦工藝向大型化、自動化、高效率和低成本方向發展，以滿足現代選礦工業的需要［1］。SJ型漿料高梯度磁選機在工業上廣泛應用于石英、長石、高嶺土等非金屬礦的去雜提純。經過多年的技術創新和改進，在設備大型化、自動化、節能高效、提高可靠性等方面得到了快速發展，并得到了更為廣泛的應用。

1 設備大型化研究

設備大型化有利于提高選礦設備的臺時處理能力和自動化水平，同時具有處理粒級范圍寬、選礦效率高、節能降耗、生產成本低等優點，可為用戶提高經濟、社會、環境效益，降低生產成本和維護成本［2］。

1.1 SJ-1250型漿料高梯度磁選機的研制

贛州金環磁選設備有限公司在總結SJ-500型、SJ-750型、SJ-1000型漿料高梯度磁選機研制成功的基礎上，研制了SJ-1250型漿料高梯度磁選機（以下簡稱SJ-1250型漿料機）。SJ-1250型漿料機控制柜的整流輸出采用高頻開關電源的方式，該方式性能可靠，節能效果顯著，控制柜具備過流、過熱等故障報警及自動停機保護功能，且具有故障自診斷、遠程控制等功能［3］。同時，可根據客戶需求提供工業以太網接口和標準信號（0～5 V、0～10 V或4～20 mA）接口與工業自動化系統配合使用。在設備結構中，結合現場經驗優化設計了SJ-1250型漿料機磁系結構，以提高礦漿流體運動性，合理布局管路，以增加管路內礦漿流動性，降低管阻。

1.2 SJ-1500型漿料機高梯度磁選機的研制

在完成SJ-1250型漿料機研制的基礎上，又研制出了SJ-1500型漿料高梯度磁選機（以下簡稱SJ-1500型漿料機）。該機干礦處理量達40～45 t/h。在SJ-1250型漿料機和SJ-1500型漿料機的研制過程中，采用了一系列新技術新工藝提升設備性能和選礦性能［4］。

（1）采用磁路優化設計，將漿料機的磁軛和磁頭進行改進優化，實現了磁軛漏磁少，分選區磁場梯度高；磁頭結構優化設計使礦漿流動性強，聚磁效果好，適應不同粒級礦物的選別需求，增強了漿料機的適用性。

（2）復合型磁介質研究。為了適應不同粒級和不同性質的礦物，分別研制了復合型鋼毛磁介質、新型鋼網磁介質和圓盤磁介質等組合，依據分選礦石粒級的大小選擇相應磁介質組合，以獲得最佳的選礦指標。

（3）優化線圈結構，提高用電效率等方法使設備達到最優性能，線圈勵磁方式采用大電流低電壓勵磁方式，線圈更加安全可靠。

SJ-1250型、SJ-1500型漿料機的技術參數見表1。

2 設備節能研究

SJ型漿料機的大型化有利于大幅提高選礦處理量和降低處理礦石的能量單耗，結合磁路優化設計和優質電導材料使電耗顯著的降低［5］。SJ型漿料機處理量與能耗對比見表2，SJ型漿料機處理每噸礦石電耗對比見圖1。

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由圖1和表2可知，各種機型在背景磁場強度達1.5 T時，設備越大，每噸礦石所需要消耗的電耗越低；對比SJ-500型和SJ-1500型漿料機可知，SJ-500型、SJ-1500型漿料機處理每噸礦石電耗分別為15.28，4.13 kWh/t，SJ-1500型漿料機比SJ-500型漿料機節能73%，SJ-1500型漿料機與SJ-1250型漿料機比較也節能24.36%。由此可知，隨著設備的大型化，處理每噸礦石的電耗顯著降低，生產成本也隨之降低，選礦效率隨之增加［6］。

3 工業應用

3.1 SJ-1250型漿料機在長石提純中的工業應用

2019年8月2臺SJ-1250型漿料機在內蒙古應用于長石去雜提純［7］，連續運行24個月，指標達到要求，且設備性能穩定。長石給礦粒級為0～0.355 mm，給礦濃度為20%，采用1次中磁去除機械鐵，再進行立環脈動高梯度磁選機1粗1精，最后進入SJ-1250型漿料機進行最終的精選作業［8］。長石原料入選白度為15%，經立環脈動高梯度磁選機1粗1精分選后，白度提升到48%，再經SJ-1250型漿料機精選后白度提升至65%，充分表明SJ-1250型漿料機優異的選礦性能［9］。SJ-1250型漿料機在內蒙古長石去雜提純的工業應用照片見圖2。

3.2 SJ-1250型漿料機在高嶺土去雜提純中的工業應用

2018年10月2臺SJ-1250型漿料機在江西應用于高嶺土去雜提純［2］，連續運行2 a來，設備運行穩定，指標優異，為用戶創造了顯著的經濟效益。高嶺土礦因其粒度細，去雜提純難，導致產品質量不高，需采用先進的工藝和設備來提高品質。結合現場生產經驗，采用分級—濃縮—分散—一段漿料機磁選提純工藝［6］（圖3），即高嶺土原礦經螺旋分級和高頻振動篩粗分級后，再進入φ75 mm旋流器細分級后，濃縮調漿至濃度20%，并加入0.2%的六偏磷酸鈉對礦漿進行分散，調好濃度的礦漿白度為79%，經過一段磁選提純后產品白度達到90.5%，產率為81.3%，選礦指標優異。SJ-1250型漿料機在江西高嶺土去雜提純工業的應用照片見圖4。

3.3 SJ-1500型漿料機在石英砂去雜提純的工業應用

2018年8月首臺SJ-1500型漿料機應用［4］于遼寧本溪某玻璃公司砂巖廠進行石英砂去雜提純，該玻璃公司砂巖廠的原礦為石英砂礦，雜質以Fe2O3為主，該砂巖廠的磁選工藝采用兩段弱磁—一段立環脈動強磁選—一段SJ型漿料強磁選串聯流程。為了解SJ-1500型漿料機的去雜提純指標情況，分別對兩類不同品質的石英砂進行漿料機磁選提純。A類石英砂經過一段立環脈動高梯度強磁選后，精礦Fe2O3含量0.065%～0.075%；B類石英砂經過一段立環脈動高 梯 度 強 磁 選 后［9-10］，精 礦Fe2O3含 量0.105%～0.15%。兩類石英砂再經過一段SJ-1500型漿料機磁選提純后，A類石英砂Fe2O3含量降至0.04%～0.046%，B類石英砂Fe2O3含量降至0.05%～0.06%。目前，該砂巖廠的SJ-1500型漿料機處理量為45 t/h，至今已運轉3 a多，該機的單機作業率達95%以上，整個生產流程穩定，選礦指標滿足用戶生產要求。

首臺SJ-1500型漿料機在石英砂應用成功后，廣西北海某大型玻璃公司在2019年2月選購2臺SJ-1500型漿料機應用于海砂去雜提純，該海砂經一段弱磁—一段立環脈動強磁選和一段SJ型漿料強磁選工藝后，給礦中的Fe2O3含量由0.012%～0.015%降至0.007%～0.008%，SJ-1500型漿料機單臺處理量達30t/h。該工藝和設備至今已運轉近3 a，整個生產流程穩定，精砂屬于高純石英砂。SJ-1500型漿料機在廣西北海石英砂提純工業應用現場照片見圖5。

在海砂去雜提純工業應用成功后，該玻璃公司在2019年8月又訂購2臺SJ-1500型漿料機應用于高嶺土提純項目，選礦指標達到了用戶要求。

4 結 論

（1）SJ-1250型、SJ-1500型漿料機的研制代表了漿料磁選機大型化的發展方向，設備大型化有利于降低生產成本，節約占地面積和提高整個選礦廠的選礦效率。

（2）漿料機大型化可大幅降低處理單位礦石的能耗。以SJ-500型和SJ-1500型漿料機處理每噸礦石電耗對比可知，SJ-500型漿料機處理每噸礦石電耗為15.28 kWh/t，SJ-1500型漿料機處理每噸礦石電耗為4.13 kWh/t，SJ-1500型漿料機比SJ-500型漿料機節能73%。

（3）SJ-1250型漿料機和SJ-1500型漿料機具有處理量大、粒級范圍寬、選礦效率高、自動化程度高、生產成本低等優點，已成功在高嶺土、長石、石英砂等非金屬礦去雜提純工業中成功應用。