石英砂多级磁选工艺的最佳操作流程

多级磁选工艺是通过不同磁场强度的磁选设备串联，逐步分离物料中不同磁性杂质（强磁性、弱磁性、极弱磁性）的精密分选技术，广泛应用于石英砂、钛铁矿、铁矿石等矿物提纯。其核心逻辑是“先弱磁后强磁”（避免强磁性杂质堵塞强磁选设备），通过梯度磁场实现对不同磁性矿物的精准分离。

不同磁场强度的最佳操作流程

多级磁选的最佳操作流程需遵循“先弱磁后强磁、多级串联、循环优化”原则，具体步骤如下：

1. 预处理：破碎与磨矿

目的：将原矿破碎至细粒级（-0.1mm占比＞80%），使磁性杂质与石英矿物单体解离（避免连生体影响分选效率）。

操作：

破碎：采用颚式破碎机（粗碎，≤100mm）+ 圆锥破碎机（中碎，≤20mm）；

磨矿：采用球磨机（湿磨，磨矿浓度60%-70%），磨至-0.074mm占比＞50%（石英砂提纯要求）。

关键：磨矿粒度需根据原矿磁性杂质赋存状态调整（如石英砂中磁铁矿多为细粒包裹体，需磨至-0.074mm以下）。

2. 一级磁选：弱磁除强磁性杂质

目的：去除磁铁矿等强磁性杂质，避免其进入后续强磁选设备堵塞分选通道。

操作：

设备：弱磁选机（永磁筒式磁选机）；

参数：磁场强度0.5-1.0T，矿浆浓度25%，给矿速度1.5m/s；

流程：原矿经弱磁选后，精矿（强磁性杂质）排出，尾矿进入二级磁选。

关键：弱磁选的精矿需单独处理（如回收磁铁矿），避免资源浪费。

3. 二级磁选：中磁除弱磁性杂质

目的：去除赤铁矿、褐铁矿等弱磁性杂质，提升矿物纯度。

操作：

设备：中磁选机（立环脉动高梯度磁选机）；

参数：磁场强度1.5-2.0T，背景场强1.2-1.5T，磁介质0.3mm不锈钢毛，矿浆浓度20%，给矿速度1.0m/s；

流程：一级尾矿经中磁选后，精矿（弱磁性杂质）排出，尾矿进入三级磁选。

关键：中磁选的背景场强需根据弱磁性杂质的比磁化系数调整（如赤铁矿的比磁化系数为200-500×10⁻⁹m³/kg，背景场强需≥1.2T）。

4. 三级磁选：强磁除极弱磁性杂质

目的：去除钛铁矿、独居石等极弱磁性杂质及连生体，获得高纯度矿物。

操作：

设备：强磁选机（超导高梯度磁选机）；

参数：磁场强度3.0-5.0T，背景场强3.0-5.0T，磁介质0.1mm不锈钢毛，矿浆浓度15%，给矿速度0.5m/s；

流程：二级尾矿经强磁选后，精矿（极弱磁性杂质）排出，尾矿为高纯度矿物（如石英砂）。

关键：强磁选的磁场强度需根据极弱磁性杂质的比磁化系数调整（如钛铁矿的比磁化系数为15-30×10⁻⁹m³/kg，磁场强度需≥3.0T）。

5. 后处理：脱水与干燥

目的：去除矿物中的水分，便于储存与运输。

操作：

脱水：采用浓缩机（浓缩至浓度40%-50%）+ 过滤机（过滤至水分≤10%）；

干燥：采用回转干燥机（干燥至水分≤5%）或气流干燥机（干燥至水分≤3%）。

关键：干燥温度需控制在100-150℃（避免石英砂晶型转变）。

6. 质量检测与循环优化

目的：确保矿物纯度符合要求，优化磁选参数。

操作：

检测：采用ICP-MS（检测杂质含量，如Fe、Al、Ti）、XRD（检测矿物组成）；

优化：根据检测结果调整磁选参数（如磁场强度、矿浆浓度），形成“检测-优化”循环。

关键：电子级石英砂需检测Fe含量≤10ppm、Al含量≤20ppm、Ti含量≤5ppm。

多级磁选工艺的核心是“磁场强度梯度化”与“操作流程闭环化”，通过弱磁、中磁、强磁的串联，实现对不同磁性杂质的精准分离。最佳操作流程需遵循“先弱磁后强磁、多级串联、循环优化”原则，同时根据原料特性（磁性、粒度、湿度）调整设备参数（磁场强度、磁介质、矿浆浓度）。