SJ型漿料高梯度磁選機(jī)大型化研究與應(yīng)用

王勇平 任祥君 黃會(huì)春 陳亮亮

（贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司）

非金屬礦是當(dāng)今世界重要的礦物原料，其目前的消費(fèi)已遠(yuǎn)超金屬礦。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，非金屬礦產(chǎn)品需求量迅速增加，這就要求選礦設(shè)備和選礦工藝向大型化、自動(dòng)化、高效率和低成本方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代選礦工業(yè)的需要［1］。SJ型漿料高梯度磁選機(jī)在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于石英、長(zhǎng)石、高嶺土等非金屬礦的去雜提純。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，在設(shè)備大型化、自動(dòng)化、節(jié)能高效、提高可靠性等方面得到了快速發(fā)展，并得到了更為廣泛的應(yīng)用。

1 設(shè)備大型化研究

設(shè)備大型化有利于提高選礦設(shè)備的臺(tái)時(shí)處理能力和自動(dòng)化水平，同時(shí)具有處理粒級(jí)范圍寬、選礦效率高、節(jié)能降耗、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，可為用戶提高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益，降低生產(chǎn)成本和維護(hù)成本［2］。

1.1 SJ-1250型漿料高梯度磁選機(jī)的研制

贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司在總結(jié)SJ-500型、SJ-750型、SJ-1000型漿料高梯度磁選機(jī)研制成功的基礎(chǔ)上，研制了SJ-1250型漿料高梯度磁選機(jī)（以下簡(jiǎn)稱SJ-1250型漿料機(jī)）。SJ-1250型漿料機(jī)控制柜的整流輸出采用高頻開關(guān)電源的方式，該方式性能可靠，節(jié)能效果顯著，控制柜具備過(guò)流、過(guò)熱等故障報(bào)警及自動(dòng)停機(jī)保護(hù)功能，且具有故障自診斷、遠(yuǎn)程控制等功能［3］。同時(shí)，可根據(jù)客戶需求提供工業(yè)以太網(wǎng)接口和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（0～5 V、0～10 V或4～20 mA）接口與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)配合使用。在設(shè)備結(jié)構(gòu)中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)了SJ-1250型漿料機(jī)磁系結(jié)構(gòu)，以提高礦漿流體運(yùn)動(dòng)性，合理布局管路，以增加管路內(nèi)礦漿流動(dòng)性，降低管阻。

1.2 SJ-1500型漿料機(jī)高梯度磁選機(jī)的研制

在完成SJ-1250型漿料機(jī)研制的基礎(chǔ)上，又研制出了SJ-1500型漿料高梯度磁選機(jī)（以下簡(jiǎn)稱SJ-1500型漿料機(jī)）。該機(jī)干礦處理量達(dá)40～45 t/h。在SJ-1250型漿料機(jī)和SJ-1500型漿料機(jī)的研制過(guò)程中，采用了一系列新技術(shù)新工藝提升設(shè)備性能和選礦性能［4］。

（1）采用磁路優(yōu)化設(shè)計(jì)，將漿料機(jī)的磁軛和磁頭進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了磁軛漏磁少，分選區(qū)磁場(chǎng)梯度高；磁頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)使礦漿流動(dòng)性強(qiáng)，聚磁效果好，適應(yīng)不同粒級(jí)礦物的選別需求，增強(qiáng)了漿料機(jī)的適用性。

（2）復(fù)合型磁介質(zhì)研究。為了適應(yīng)不同粒級(jí)和不同性質(zhì)的礦物，分別研制了復(fù)合型鋼毛磁介質(zhì)、新型鋼網(wǎng)磁介質(zhì)和圓盤磁介質(zhì)等組合，依據(jù)分選礦石粒級(jí)的大小選擇相應(yīng)磁介質(zhì)組合，以獲得最佳的選礦指標(biāo)。

（3）優(yōu)化線圈結(jié)構(gòu)，提高用電效率等方法使設(shè)備達(dá)到最優(yōu)性能，線圈勵(lì)磁方式采用大電流低電壓勵(lì)磁方式，線圈更加安全可靠。

SJ-1250型、SJ-1500型漿料機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表1。

2 設(shè)備節(jié)能研究

SJ型漿料機(jī)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(jié)合磁路優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)質(zhì)電導(dǎo)材料使電耗顯著的降低［5］。SJ型漿料機(jī)處理量與能耗對(duì)比見表2，SJ型漿料機(jī)處理每噸礦石電耗對(duì)比見圖1。

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由圖1和表2可知，各種機(jī)型在背景磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)1.5 T時(shí)，設(shè)備越大，每噸礦石所需要消耗的電耗越低；對(duì)比SJ-500型和SJ-1500型漿料機(jī)可知，SJ-500型、SJ-1500型漿料機(jī)處理每噸礦石電耗分別為15.28，4.13 kWh/t，SJ-1500型漿料機(jī)比SJ-500型漿料機(jī)節(jié)能73%，SJ-1500型漿料機(jī)與SJ-1250型漿料機(jī)比較也節(jié)能24.36%。由此可知，隨著設(shè)備的大型化，處理每噸礦石的電耗顯著降低，生產(chǎn)成本也隨之降低，選礦效率隨之增加［6］。

3 工業(yè)應(yīng)用

3.1 SJ-1250型漿料機(jī)在長(zhǎng)石提純中的工業(yè)應(yīng)用

2019年8月2臺(tái)SJ-1250型漿料機(jī)在內(nèi)蒙古應(yīng)用于長(zhǎng)石去雜提純［7］，連續(xù)運(yùn)行24個(gè)月，指標(biāo)達(dá)到要求，且設(shè)備性能穩(wěn)定。長(zhǎng)石給礦粒級(jí)為0～0.355 mm，給礦濃度為20%，采用1次中磁去除機(jī)械鐵，再進(jìn)行立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)1粗1精，最后進(jìn)入SJ-1250型漿料機(jī)進(jìn)行最終的精選作業(yè)［8］。長(zhǎng)石原料入選白度為15%，經(jīng)立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)1粗1精分選后，白度提升到48%，再經(jīng)SJ-1250型漿料機(jī)精選后白度提升至65%，充分表明SJ-1250型漿料機(jī)優(yōu)異的選礦性能［9］。SJ-1250型漿料機(jī)在內(nèi)蒙古長(zhǎng)石去雜提純的工業(yè)應(yīng)用照片見圖2。

3.2 SJ-1250型漿料機(jī)在高嶺土去雜提純中的工業(yè)應(yīng)用

2018年10月2臺(tái)SJ-1250型漿料機(jī)在江西應(yīng)用于高嶺土去雜提純［2］，連續(xù)運(yùn)行2 a來(lái)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，指標(biāo)優(yōu)異，為用戶創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。高嶺土礦因其粒度細(xì)，去雜提純難，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不高，需采用先進(jìn)的工藝和設(shè)備來(lái)提高品質(zhì)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用分級(jí)—濃縮—分散—一段漿料機(jī)磁選提純工藝［6］（圖3），即高嶺土原礦經(jīng)螺旋分級(jí)和高頻振動(dòng)篩粗分級(jí)后，再進(jìn)入φ75 mm旋流器細(xì)分級(jí)后，濃縮調(diào)漿至濃度20%，并加入0.2%的六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，調(diào)好濃度的礦漿白度為79%，經(jīng)過(guò)一段磁選提純后產(chǎn)品白度達(dá)到90.5%，產(chǎn)率為81.3%，選礦指標(biāo)優(yōu)異。SJ-1250型漿料機(jī)在江西高嶺土去雜提純工業(yè)的應(yīng)用照片見圖4。

3.3 SJ-1500型漿料機(jī)在石英砂去雜提純的工業(yè)應(yīng)用

2018年8月首臺(tái)SJ-1500型漿料機(jī)應(yīng)用［4］于遼寧本溪某玻璃公司砂巖廠進(jìn)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(zhì)以Fe2O3為主，該砂巖廠的磁選工藝采用兩段弱磁—一段立環(huán)脈動(dòng)強(qiáng)磁選—一段SJ型漿料強(qiáng)磁選串聯(lián)流程。為了解SJ-1500型漿料機(jī)的去雜提純指標(biāo)情況，分別對(duì)兩類不同品質(zhì)的石英砂進(jìn)行漿料機(jī)磁選提純。A類石英砂經(jīng)過(guò)一段立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選后，精礦Fe2O3含量0.065%～0.075%；B類石英砂經(jīng)過(guò)一段立環(huán)脈動(dòng)高 梯 度 強(qiáng) 磁 選 后［9-10］，精 礦Fe2O3含 量0.105%～0.15%。兩類石英砂再經(jīng)過(guò)一段SJ-1500型漿料機(jī)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(jī)處理量為45 t/h，至今已運(yùn)轉(zhuǎn)3 a多，該機(jī)的單機(jī)作業(yè)率達(dá)95%以上，整個(gè)生產(chǎn)流程穩(wěn)定，選礦指標(biāo)滿足用戶生產(chǎn)要求。

首臺(tái)SJ-1500型漿料機(jī)在石英砂應(yīng)用成功后，廣西北海某大型玻璃公司在2019年2月選購(gòu)2臺(tái)SJ-1500型漿料機(jī)應(yīng)用于海砂去雜提純，該海砂經(jīng)一段弱磁—一段立環(huán)脈動(dòng)強(qiáng)磁選和一段SJ型漿料強(qiáng)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(jī)單臺(tái)處理量達(dá)30t/h。該工藝和設(shè)備至今已運(yùn)轉(zhuǎn)近3 a，整個(gè)生產(chǎn)流程穩(wěn)定，精砂屬于高純石英砂。SJ-1500型漿料機(jī)在廣西北海石英砂提純工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)照片見圖5。

在海砂去雜提純工業(yè)應(yīng)用成功后，該玻璃公司在2019年8月又訂購(gòu)2臺(tái)SJ-1500型漿料機(jī)應(yīng)用于高嶺土提純項(xiàng)目，選礦指標(biāo)達(dá)到了用戶要求。

4 結(jié) 論

（1）SJ-1250型、SJ-1500型漿料機(jī)的研制代表了漿料磁選機(jī)大型化的發(fā)展方向，設(shè)備大型化有利于降低生產(chǎn)成本，節(jié)約占地面積和提高整個(gè)選礦廠的選礦效率。

（2）漿料機(jī)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(jī)處理每噸礦石電耗對(duì)比可知，SJ-500型漿料機(jī)處理每噸礦石電耗為15.28 kWh/t，SJ-1500型漿料機(jī)處理每噸礦石電耗為4.13 kWh/t，SJ-1500型漿料機(jī)比SJ-500型漿料機(jī)節(jié)能73%。

（3）SJ-1250型漿料機(jī)和SJ-1500型漿料機(jī)具有處理量大、粒級(jí)范圍寬、選礦效率高、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成功在高嶺土、長(zhǎng)石、石英砂等非金屬礦去雜提純工業(yè)中成功應(yīng)用。