一种非金属矿系统除铁方法与流程

本发明属于非金属矿加工提纯技术领域，涉及一种借助用磁力清除非金属矿加工过程中各类磁性杂物的方法，具体地说是涉及一种用磁力分选技术清除长石、高岭土和石英类非金属矿中的磁性杂质的非金属矿系统除铁方法。

背景技术：

在非金属矿加工提纯领域中，为了提高各种成品的纯度和白度，通常采用化学浸出和漂白的方式进行除铁，如：苏宜水(cn1018996b)发明了一种用络合法从高岭土除铁漂白的工艺；林玉满(cn107603913a)发明了一种混合菌群对高岭土进行除铁增白；杨保俊等人(cn107603913a)发明了用硫酸为酸浸剂对高岭土原料进行酸浸-还原除铁；林玉满(cn107619052a)发明了一种用化学-细菌相结合除铁增白方法。也有采用采用磁力分选除铁的方式以其与重选和离心力相结合的方式进行，如：郑浩(cn105413860a)发明一种将高岭土粉碎后直接吹入带电磁铁的容器中，含铁组分吸附在容器壁上，然后用压缩空气将吸附后的高岭土吹出，即得除铁高岭土产品；任子杰等人(cn107774437a)发明了先用药剂对高岭土原料处理，然后磁力分选和离心分选相结合来除铁钛。上述这些方法都是从原料精制工序阶段来实施，以求最终达到除铁、增白和提纯的目的。化学精制法主要缺点是除铁效率极低，反应时间长，存在环境污染，干法磁力分选除铁只限于粗颗粒单质金属铁，而且处理量低。

实际上，在非金属矿资源开发利用过程中，除了原料本身因地质成因，存在有各种不同比磁化系数的铁、钛、锰矿物之外，在其后的每个加工步骤中都会带来铁质污染，所以仅靠现有技术所采用的一段或甚至最后一道工序的除铁，往往会使其效率和效果大打折扣。

技术实现要素：

为了实现高效、经济、环保和产品品质稳定的目的，本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种非金属矿系统除铁方法，该非金属矿系统除铁方法包括：原料开采运输-干法除铁、破碎-干法低磁场除铁工序、磨矿-湿法中磁场除铁工序、湿法强磁场精制除铁工序和成品包装除铁工序。

进一步的，在开采运输-干法除铁工序中，在原矿开采和运输过程中采用分选磁感应强度在150mt以内的开梯度悬挂式除铁器和/或磁滑轮，对大件铁质磨损件或导爆索等进行干法清除。

进一步的，在破碎-干法低磁场除铁工序中，开采出的原矿经粗碎和/或细碎后，采用分选磁感应强度在150～200mt的开梯度筒式或辊式低磁场磁选机，对粗颗粒高比磁化系数的磁性铁物进行干法清除。

进一步的，在磨矿-湿法中磁场除铁工序中，细碎的物料经磨矿后，采用分选背景磁场在300～600mt闭梯度往复式永磁多梯度磁选机或分选背景磁场在600～1000mt的立环式多梯度磁选机，对中等比磁化系数的细颗粒金属铁进行湿法清除。

进一步的，在湿法强磁场精制除铁工序中，经所述磨矿-湿法中磁场除铁工序处理后的物料，采用分选背景磁场在1200～3000mt的闭梯度常导电磁体或低温超导磁体罐式强磁高梯度磁选机，对微米级的铁、钛磁性矿物进行湿法清除。

进一步的，成品包装除铁工序包括对经湿法强磁场精制除铁工序所得到的最终产品进行的产品脱水过滤工序、产品干燥工序以及产品包装除铁工序，在产品包装除铁工序中采用600～800mt的抽屉式或永磁高梯度除铁装置进行清除。

与现有技术相比，本发明获得除铁效率高、效果好、成本低且产品的品质和产量高的有益效果，并且，本发明能很好地运用于大规模工业实现中，通过对非金属矿中具有的不同比磁化系数的铁、钛、锰着色物质以及在非金属矿资源开发利用过程的每个加工步骤中所带来的铁质污染采用不同类型的磁力分选装备进行有针对性地清除，使得产品品质和产量得到大幅度提高。

附图说明

图1为本发明非金属矿系统除铁方法的流程图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实发明的保护范围之内。

根据本发明的发明构思，本发明采用的技术方案概述如下：

1.在入选原料的输送入库阶段，采用磁滑轮和/或悬挂式除铁器对开采过程中夹带来的铁质器件如铁螺钉，铁螺杆和雷管等高比磁化系数的磁性铁物进行初步清除；

2.在入选原料的碎矿阶段，采用开梯度低磁场筒式或辊式磁选机以干法或湿法的方式连续进行清除粗颗粒且高比磁环系数的铁磁性物；

3.在入选原料的磨矿阶段，采用闭梯度中磁场多层感应往复箱式或立环磁选机，以湿法生产的形式清除中等比磁化系数中等颗粒或细粒铁磁性物或其连生体；

4.在入选原料的精制阶段，采用闭梯度多层感应高梯度罐式电磁(或超导电磁体)强磁选机进行分选，以清除微米级低比磁化系数的铁和钛等磁性物质；

5.在最终成品的包装阶段，采用抽屉式或永磁高梯度除铁装置进行偶然夹带的铁物。

以下结合参考图1，对本发明非金属矿系统除铁方法具体实施例进行详细说明，需要说明的是，该具体实施例仅是对上述本发明的发明构思的进一步说明并不构成限制或矛盾。该非金属矿系统除铁方法实施例首先进行原料开采运输-干法除铁工序1，该原料为具有铁磁性矿物的非金属矿原矿，另外，非金属矿原矿中还含有钛、锰等磁性矿物，在采用本发明非金属矿系统除铁方法时不仅能对铁磁性矿物还能对钛、锰等磁性矿物进行清除，因此，本发明所指的除铁方法是说明主要针对铁磁性矿物进行清除，但不排除同时对其他磁性矿物的清除。在工序1以及以下工序2(下文将做进一步详细说明)中，除铁磁场采用低磁场，且分选磁感应强度设置为200mt以内，其中，本工序1中采用磁感应强度设为150mt以内的开梯度悬挂式电磁或永磁除铁器或磁滑轮且实施干法除铁，开梯度悬挂式电磁或永磁除铁器和磁滑轮可以单独采用其中一种或同时采用两种且可以相应地采用一个或多个，永磁除铁器可以采用隔栅式管道除铁器或转笼式管道除铁器，磁滑轮是大块矿石干式磁选机或者全磁系磁滚筒的别称，采用磁滚筒能适用于例如自磨或球磨之前的破碎流程中的预选工作，满足“多碎少磨”的原则要求，另外，磁感应强度优选大于100mt。这样的话，上述除铁器或磁滑轮能够对因开采过程混入原料中机械铁、大件铁质磨损件或导爆索等大件金属铁件进行干法清除，因此，本发明针对非金属矿物在破碎过程中混入的机械铁等磁性较强的大件金属铁件，先采用弱磁磁选设备去除，避免了强磁性物含量较多时直接采用强磁选设备除铁导致强磁性物容易堵塞强分选通道和影响分选指标的不利情况发生。

随后进行破碎-干法低磁场除铁工序2，对经过上述工序1的入选非金属原矿进行破碎，根据以上对低磁场的描述，对于已开采出且经粗碎和/或细碎后的非金属原矿，本工序2采用开梯度筒式和/或辊式低磁场永磁磁选机且磁感应强度设置于150～200mt范围以内，开梯度筒式低磁场永磁磁选机和开梯度辊式低磁场永磁磁选机可以单独采用其中一种或同时采用两种且可以相应地采用一个或多个，在对经粗碎和/或细碎后的粗颗粒进行干选时，物料磁性和粒度分布均影响分选指标，在有条件的情况下，尽可能先对入选物料进行分级，缩小粒度差，并且，粗颗粒的粒度可以设为1mm以下。另外，上述筒式低磁场永磁磁选机相较于辊式低磁场永磁磁选机，无需采用薄皮带输送物料，通过振动给料器将物料直接给至分选筒表面，能克服辊式低磁场永磁磁选机超薄皮带易磨损的问题，这样的话，通过工序2实现了对原料中的粗颗粒高比磁化系数的铁物进行干法清除。

接着进行磨矿-湿法中磁场除铁工序3，在本工序3中，除铁磁场采用中磁场，且分选背景磁场设置为300～1000mt范围内，具体来说，针对已经过上述工序2处理的非金属矿中的中等比磁化系数的细颗粒金属铁，在工序3中采用分选背景磁场在300～600mt的闭梯度往复式永磁多梯度磁选机和/或分选背景磁场在600～1000mt的立环式多梯度磁选机且实施湿法来清除，并且，细颗粒的粒度可以设为0.9mm以下。闭梯度往复式永磁多梯度磁选机和立环式多梯度磁选机可以单独采用其中一种或同时采用两种且可以相应地采用一个或多个，上述两种多梯度磁选机优选采用钕铁硼和铁氧体永磁材料，另外，为了解决工作时经常发生的磁性物堵塞问题，还可以通过设计磁系最佳排列方式并改进复合磁系，进一步解决产生过大的轴向磁场梯度和两侧严重漏磁的问题，例如在主磁极中间增加衫钴磁钢永磁材料制成的辅助磁极以减少漏磁。这样的话，通过工序3能够对中等比磁化系数磁性铁物进行湿法清除。

然后进行湿法强磁场精制除铁工序4，在本工序4中，除铁磁场采用强磁场，且分选背景磁场设置为1200～3000mt范围内，具体来说，本工序对经工序3处理的非金属矿采用分选背景磁场在1200～3000mt的闭梯度常导电磁体或低温超导磁体罐式强磁高梯度磁选机且实施湿法除铁，可以了解的是，这两种强磁高梯度磁选机的磁系结构特点是在螺旋管均匀磁场中钢毛(纤维状)磁介质与包铁装置结合，由此产生高梯度不均匀的磁场，从而能够有效地分离一般磁选机难以分选的弱磁性微细颗粒，并大大降低了分选粒度的下限，因此，特别适用于对于微米级低比磁化系数的铁、钛等弱磁性物的湿法清除，并且，对于微米级低比磁化系数的铁、钛等弱磁性物，由于颗粒之间的相互吸附作用增强，磁性和非磁性物之间夹杂严重，而通过工序4中采用湿法，不会出现采用干法分选所带来的难以将磁性物去除干净的不足，另外，还可以增加漂洗、脉动等辅助方式，破坏磁性物和非磁性物之间的夹杂，有效地提高弱磁性物被磁场捕捉的概率。此外，对于上述低温超导磁体磁选机，其利用超导材料通过强电流产生超高的磁场，并具有当达到超导状态后几乎没有热量损失，能耗很低的特点，可以有利于降低工序4的能耗。

最后进行成品包装除铁工序，其包括对经上述湿法强磁场精制除铁工序4所得到的产品进行的产品脱水过滤5、产品干燥6以及产品包装除铁7，在产品包装除铁工序7中，采用600mt～800mt的抽屉式或永磁高梯度除铁装置进行铁物等弱磁性杂质的清除，对于永磁高梯度除铁装置，其基本原理是利用细小的聚磁介质在较高的背景磁场中产生很高的磁场梯度，对微细粒的弱磁场颗粒进行回收，其特点是磁力大，能有效地脱除成品中偶然夹带的铁物等弱磁性杂质。

为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序，或者若干步骤同时执行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。