石英砂磁选工艺:去除磁性矿物(铁、钛矿物)
石英砂磁选工艺是一种利用矿物磁性差异进行分选的物理选矿方法,专门用于去除石英砂中的磁性杂质矿物,如铁、钛等矿物。以下是该工艺的详细介绍:
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一、基本原理
石英本身是非磁性矿物,在磁场中不能被磁化,而石英砂中含铁的杂质矿物(赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、针铁矿、钛铁矿等)及含钛矿物(如钛铁矿、金红石等)具有不同程度的磁性。磁选工艺正是利用这一性质差异,通过磁场作用将磁性杂质与非磁性石英分离。
二、磁选设备分类
1. 按工作方式分:
干式磁选机:适用于缺水地区,无污水产生,采用包裹式开放磁系,物料不裹团
湿式磁选机:适用于含水量较高的石英砂,除铁效果通常优于干式
2. 按磁场强度分:
弱磁场磁选机(0.5-1.0T):去除磁铁矿等强磁性矿物
中磁场磁选机(1.5-2.0T):去除赤铁矿、褐铁矿等弱磁性矿物
强磁场磁选机(3.0-5.0T):去除钛铁矿、独居石等极弱磁性矿物
高梯度磁选机:对微细粒级矿物中的弱磁性杂质具有更强捕获能力
三、多级磁选工艺流程
多级磁选工艺遵循"先弱磁后强磁、多级串联、循环优化"原则:
1、预处理阶段:
破碎:将原矿破碎至细粒级(-0.1mm占比>80%)
磨矿:采用球磨机湿磨,磨至-0.074mm占比>50%,使磁性杂质与石英矿物单体解离
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2、一级磁选(弱磁除强磁性杂质):
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%
目的:去除磁铁矿等强磁性杂质,避免堵塞后续设备
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3、二级磁选(中磁除弱磁性杂质):
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
目的:去除赤铁矿、褐铁矿等弱磁性杂质
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4、三级磁选(强磁除极弱磁性杂质):
设备:强磁选机(超导高梯度磁选机)
参数:磁场强度3.0-5.0T
目的:去除钛铁矿、独居石等极弱磁性杂质及连生体
5、后处理:
脱水:浓缩至浓度40%-50%,过滤至水分≤10%
干燥:回转干燥机或塔式干燥机,控制温度100-150℃
四、影响磁选效果的关键因素
1、磁场强度:影响最大,需根据杂质矿物的磁性选择合适的磁场强度
2、给料量:影响处理效率和分选效果
3、冲洗水量:影响杂质的冲洗效果
4、磁选次数:次数越多,除铁效果越好
5、石英砂粒度:粒度越细,除铁效果越好
五、磁选效果与局限性
效果:湿式强磁选机可获得Fe₂O₃含量为0.036%的优质石英砂精矿。
局限性:
仅能去除磁性矿物杂质,对含铝、钾、钠等非磁性杂质去除效果有限;
对于大量弱磁性和非磁性矿物杂质,单靠磁选无法有效纯化;
通常作为联合提纯工艺的一部分使用。
六、应用建议
1、对含弱磁性杂质矿物为主的石英砂,采用湿式强磁机(10000奥斯特以上)
2、对含磁铁矿等强磁性矿物为主的石英砂,采用弱磁机或中磁机
3、高纯度要求的石英砂(如光伏级、半导体级)需结合其他工艺(如浮选、酸浸等)
4、定期进行质量检测(ICP-MS检测Fe、Al、Ti等含量),优化磁选参数
磁选工艺作为石英砂提纯的关键环节,在玻璃、光伏、半导体等高端制造领域具有不可替代的作用,通过合理选择设备和优化工艺参数,可显著提高石英砂的纯度和质量。
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