马来西亚某石英砂矿石提纯除杂新工艺研究

解志锋 丁 利 万 鹏

（赣州金环磁选科技装备股份有限公司）

常规石英砂有良好的透光性、热稳定性、耐腐蚀性及耐高温性，应用行业已从玻璃、陶瓷、冶金逐步延伸到航空、光伏等，但对石英砂的品质要求更高，而上等石英矿资源例如水晶、脉石英等资源已近枯竭，因此，利用先进的加工技术对普通石英岩进行加工提纯显得至关重要［1-3］。

石英砂属于廉价资源，难以承受高昂的加工成本。传统的矿物提纯工艺中，浮选工艺不但生产成本高，而且需要添加药剂，对矿区周边环境是一个严重威胁；传统的单一磁选工艺经过多次选别，有时候效果仍不理想。因此，研发一种新型节能、环保的提纯除杂方法显得尤为重要［4-5］。

本研究将采用智能矿石分选机对矿石进行预先粗粒抛废，然后采用SLon-立环高梯度磁选机对磨矿产品进行强磁选除杂提纯，以达到生产高规格石英砂精料的目的。

1 试 样

试样呈白色、灰白色晶体状，主要化学成分分析结果见表1。

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从表1可以看出，试样SiO2含量为79.45%，常见杂质成分较多，且差异较小，其中Fe2O3、TiO2含量分别为1.48%和1.04%，结合XRD图谱分析可知，试样属于普通石英砂矿石。

2 智能矿石分选机简介

试验采用的SIXS-1400型智能矿石分选机主要由振动给料机、高速输送机、X射线控制系统及分选仓组成，具体结构见图1。

经过清洗分级的块状矿石由皮带运输机转送至振动给料机，振动铺平后落至皮带输送器，矿石在皮带输送器上运动的过程中被X射线照射，穿透矿石的射线被皮带下方的接收器接收，接收器通过X射线的衰减程度来表征矿石的灰度强弱，并将信号传输至计算机，计算机利用AI智能算法与设定的参数进行对比，判定回收矿物或废石，输出脉冲信号到驱动模块，驱动模块驱动气阀阵列使相应气阀执行喷气动作，高速气流吹动矿石改变下落路径，有用矿物和废石分别落入不同的分选仓中，进而实现有用矿物和废石的分离。

3 石英砂提纯新工艺

对破碎至满足粒度要求的矿石进行筛洗，各窄粒级物料分别进行智能预选抛废（本文以15～25 mm粒级物料为例），然后对块状粗精矿进行棒磨（磨矿介质为耐磨石英岩颗粒）、筛分、-20目物料立环脉动高梯度强磁选机强磁选除杂提纯，具体工艺流程见图2。

4 试验结果与讨论

4.1 智能分选抛废试验

智能分选抛废试验固定给矿量为50 t/h，给矿粒度为15～25 mm，SIXS-1400型智能矿石分选机振动频率为80 Hz，分选皮带宽为1 400 mm，皮带运行速度为3 m/s，试验结果见表2。

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由表2可知，采用SIXS-1400型智能分选机进行预先抛废，可抛出产率为21.46%的废石，有用矿物SiO2含量大幅度提高至97.89%，回收率高达96.77%。

4.2 磨矿产品1粗1精强磁选背景磁感应强度试验

智能分选产品有用矿物棒磨至-20目，对20～140目采用SLon立环脉动高梯度强磁机强磁选，介质棒尺寸为φ1.5 mm，给料浓度为20%，不同背景磁感应强度下的分选结果见表3。

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由表3可知，随着1粗1精强磁选背景磁感应强度的增大，非磁性产品含铁量呈先快后慢的下降趋势。考虑非磁性产品综合指标及磁场强度越大生产成本越高因素，确定高梯度强磁机背景磁感应强度为（1.0+1.5）T。

4.3 磁介质条件试验

对于立环脉动高梯度强磁机而言，磁介质棒直径大小对提纯效果至关重要，因此在1粗1精强磁选背景磁感应强度为（1.0+1.5）T、给料浓度为20%的条件下，考察了磁介质棒直径对石英砂提纯的影响，结果见表4。

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由表4可知，随着磁介质棒直径的增大，非磁性产品含铁量上升。综合考虑，选择φ1.5 mm磁介质棒，对应的产品含铁量为0.007 8%，智能分选给矿产率为65.98%。

4.4 全流程试验产品主要化学成分分析

矿石经破碎—洗矿—智能分选抛废—磨矿—1粗1精强磁选流程处理，所得石英砂精矿产品主要化学成分分析结果见表5。

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由5可知，石英砂矿石提纯采用新工艺，可获得含铁0.007 8%，含硅99.90%的特级标准石英砂产品。

5 结语

（1）马来西亚某石英砂矿石含Si O2为79.45%，Fe2O3含量为1.48%，Ti O2含量为1.04%，属普通石英砂原料。

（2）矿石采用破碎—洗矿—智能分选抛废—磨矿—1粗1精强磁选流程处理，可获得含铁0.007 8%，含硅99.90%的特级标准石英砂产品。

（3）石英砂矿石提纯新工艺不仅流程简单、设备常规，且没有使用浮选工艺，是高效、低耗、无污染工艺，具有推广应用价值。