SJ型浆料高梯度磁选机大型化研究与应用

2021-12-17王勇平任祥君黄会春陈亮亮

现代矿业 2021年11期

王勇平任祥君黄会春陈亮亮

（赣州金环磁选设备有限公司）

非金属矿是当今世界重要的矿物原料，其目前的消费已远超金属矿。随着我国经济的高速发展，非金属矿产品需求量迅速增加，这就要求选矿设备和选矿工艺向大型化、自动化、高效率和低成本方向发展，以满足现代选矿工业的需要［1］。SJ型浆料高梯度磁选机在工业上广泛应用于石英、长石、高岭土等非金属矿的去杂提纯。经过多年的技术创新和改进，在设备大型化、自动化、节能高效、提高可靠性等方面得到了快速发展，并得到了更为广泛的应用。

1 设备大型化研究

设备大型化有利于提高选矿设备的台时处理能力和自动化水平，同时具有处理粒级范围宽、选矿效率高、节能降耗、生产成本低等优点，可为用户提高经济、社会、环境效益，降低生产成本和维护成本［2］。

1.1 SJ-1250型浆料高梯度磁选机的研制

赣州金环磁选设备有限公司在总结SJ-500型、SJ-750型、SJ-1000型浆料高梯度磁选机研制成功的基础上，研制了SJ-1250型浆料高梯度磁选机（以下简称SJ-1250型浆料机）。SJ-1250型浆料机控制柜的整流输出采用高频开关电源的方式，该方式性能可靠，节能效果显著，控制柜具备过流、过热等故障报警及自动停机保护功能，且具有故障自诊断、远程控制等功能［3］。同时，可根据客户需求提供工业以太网接口和标准信号（0～5 V、0～10 V或4～20 mA）接口与工业自动化系统配合使用。在设备结构中，结合现场经验优化设计了SJ-1250型浆料机磁系结构，以提高矿浆流体运动性，合理布局管路，以增加管路内矿浆流动性，降低管阻。

1.2 SJ-1500型浆料机高梯度磁选机的研制

在完成SJ-1250型浆料机研制的基础上，又研制出了SJ-1500型浆料高梯度磁选机（以下简称SJ-1500型浆料机）。该机干矿处理量达40～45 t/h。在SJ-1250型浆料机和SJ-1500型浆料机的研制过程中，采用了一系列新技术新工艺提升设备性能和选矿性能［4］。

（1）采用磁路优化设计，将浆料机的磁轭和磁头进行改进优化，实现了磁轭漏磁少，分选区磁场梯度高；磁头结构优化设计使矿浆流动性强，聚磁效果好，适应不同粒级矿物的选别需求，增强了浆料机的适用性。

（2）复合型磁介质研究。为了适应不同粒级和不同性质的矿物，分别研制了复合型钢毛磁介质、新型钢网磁介质和圆盘磁介质等组合，依据分选矿石粒级的大小选择相应磁介质组合，以获得最佳的选矿指标。

（3）优化线圈结构，提高用电效率等方法使设备达到最优性能，线圈励磁方式采用大电流低电压励磁方式，线圈更加安全可靠。

SJ-1250型、SJ-1500型浆料机的技术参数见表1。

2 设备节能研究

SJ型浆料机的大型化有利于大幅提高选矿处理量和降低处理矿石的能量单耗，结合磁路优化设计和优质电导材料使电耗显著的降低［5］。SJ型浆料机处理量与能耗对比见表2，SJ型浆料机处理每吨矿石电耗对比见图1。

由图1和表2可知，各种机型在背景磁场强度达1.5 T时，设备越大，每吨矿石所需要消耗的电耗越低；对比SJ-500型和SJ-1500型浆料机可知，SJ-500型、SJ-1500型浆料机处理每吨矿石电耗分别为15.28，4.13 kWh/t，SJ-1500型浆料机比SJ-500型浆料机节能73%，SJ-1500型浆料机与SJ-1250型浆料机比较也节能24.36%。由此可知，随着设备的大型化，处理每吨矿石的电耗显著降低，生产成本也随之降低，选矿效率随之增加［6］。

3 工业应用

3.1 SJ-1250型浆料机在长石提纯中的工业应用

2019年8月2台SJ-1250型浆料机在内蒙古应用于长石去杂提纯［7］，连续运行24个月，指标达到要求，且设备性能稳定。长石给矿粒级为0～0.355 mm，给矿浓度为20%，采用1次中磁去除机械铁，再进行立环脉动高梯度磁选机1粗1精，最后进入SJ-1250型浆料机进行最终的精选作业［8］。长石原料入选白度为15%，经立环脉动高梯度磁选机1粗1精分选后，白度提升到48%，再经SJ-1250型浆料机精选后白度提升至65%，充分表明SJ-1250型浆料机优异的选矿性能［9］。SJ-1250型浆料机在内蒙古长石去杂提纯的工业应用照片见图2。

3.2 SJ-1250型浆料机在高岭土去杂提纯中的工业应用

2018年10月2台SJ-1250型浆料机在江西应用于高岭土去杂提纯［2］，连续运行2 a来，设备运行稳定，指标优异，为用户创造了显著的经济效益。高岭土矿因其粒度细，去杂提纯难，导致产品质量不高，需采用先进的工艺和设备来提高品质。结合现场生产经验，采用分级—浓缩—分散—一段浆料机磁选提纯工艺［6］（图3），即高岭土原矿经螺旋分级和高频振动筛粗分级后，再进入φ75 mm旋流器细分级后，浓缩调浆至浓度20%，并加入0.2%的六偏磷酸钠对矿浆进行分散，调好浓度的矿浆白度为79%，经过一段磁选提纯后产品白度达到90.5%，产率为81.3%，选矿指标优异。SJ-1250型浆料机在江西高岭土去杂提纯工业的应用照片见图4。

3.3 SJ-1500型浆料机在石英砂去杂提纯的工业应用

2018年8月首台SJ-1500型浆料机应用［4］于辽宁本溪某玻璃公司砂岩厂进行石英砂去杂提纯，该玻璃公司砂岩厂的原矿为石英砂矿，杂质以Fe2O3为主，该砂岩厂的磁选工艺采用两段弱磁—一段立环脉动强磁选—一段SJ型浆料强磁选串联流程。为了解SJ-1500型浆料机的去杂提纯指标情况，分别对两类不同品质的石英砂进行浆料机磁选提纯。A类石英砂经过一段立环脉动高梯度强磁选后，精矿Fe2O3含量0.065%～0.075%；B类石英砂经过一段立环脉动高梯度强磁选后［9-10］，精矿Fe2O3含量0.105%～0.15%。两类石英砂再经过一段SJ-1500型浆料机磁选提纯后，A类石英砂Fe2O3含量降至0.04%～0.046%，B类石英砂Fe2O3含量降至0.05%～0.06%。目前，该砂岩厂的SJ-1500型浆料机处理量为45 t/h，至今已运转3 a多，该机的单机作业率达95%以上，整个生产流程稳定，选矿指标满足用户生产要求。

首台SJ-1500型浆料机在石英砂应用成功后，广西北海某大型玻璃公司在2019年2月选购2台SJ-1500型浆料机应用于海砂去杂提纯，该海砂经一段弱磁—一段立环脉动强磁选和一段SJ型浆料强磁选工艺后，给矿中的Fe2O3含量由0.012%～0.015%降至0.007%～0.008%，SJ-1500型浆料机单台处理量达30t/h。该工艺和设备至今已运转近3 a，整个生产流程稳定，精砂属于高纯石英砂。SJ-1500型浆料机在广西北海石英砂提纯工业应用现场照片见图5。

在海砂去杂提纯工业应用成功后，该玻璃公司在2019年8月又订购2台SJ-1500型浆料机应用于高岭土提纯项目，选矿指标达到了用户要求。