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从钾长石中磁选铁
摘要：介绍了一种新的永磁磁选机，其特点是对矿石进行处理剔除了其中的弱磁性铁矿物，在适宜的尺寸范围内。将新机器应用于从钾长石中除铁使用。研究了除铁过程中新机器中磁场强度，纸浆密度和研磨细度的影响 。实现了优化的操作参数的目的，并将优化后的具体操数列出如下： -0.074 mm占含量为85%，矿浆浓度为45%和磁场强度2T。结束初测试后 再磨也进行了提高精矿产量。数据显示，TFe品位（铁总） 钾长石产品从1.31%下降到0.21%，精矿产量达到85.32%。所有的结果表明，新型的永磁磁选机可以更好地取代传统的高强度的电磁分离器。这项研究提供了新型永磁磁选机中除钾长石中铁的理论数据。
关键词：永磁强磁选机；钾长石；除铁；中间 再磨
1引言
随着工业的发展，对长石需求量的增加。由于它的结构属性，它是被广泛应用在许多工业领域中的一个关键原料。在玻璃工业中，长石可用作原料；在陶瓷制品生产中，钾长石被用于生产橡胶，乳胶， 油漆、玻璃、化肥等产品。 最重要和最常用的类型是 钾长石[ K2Obull;Al2O3bull;6SiO2 ]。钾长石的理论化学成分为16.9% 钾 18.4%氧化铝和64.7%二氧化硅。而钾长石矿物主要杂质是在一些钾长石矿物中的铁和钛，这些杂质将赋予钾长石不同的颜色，也反过来降低矿石的品位。
钾长石矿的储量在中国湖南省非常大。在这里，主要发生在劈裂和微裂缝中生长出的钾长石含有杂质赤铁矿和磁铁矿，这里的杂质的品位越高，矿物本身所带有的红色的颜色就越深。导致了瓷表面覆盖着黑色或棕色的纹路。使玻璃和陶瓷产品的质量和性能受到一些铁的影响 。也正因为如此，原材料中存在的杂质影响了钾长石的开发与利用。因此，解决钾长石矿的关键问题 在于充分开发利用钾长石并去除其中的铁杂质。 在这项研究中，主要针对含有石英和着色的杂质的钾长石进行到选矿磁选试验。
我们采用了高强度湿永久磁性 分离器（hiwpms）它采用钕铁硼永磁系统 ，使得磁铁获得强磁场环境和磁场梯度从而去除铁，我们的研究目标是的新型湿式永磁磁选机 对弱磁性矿物的富集的可能性以及其中矿物细料尺寸大小范围，这款新型高强度湿式永磁性分离器可能是一个替代处理高精细矿物中的强电磁分离器。
从中国湖南省挑选出来的钾长石矿物。其中样本中的目的矿物为长石和石英，和脉石矿物主要包括粘土矿物， 黑云母、绿帘石、等。主要有害杂质 在样品的磁铁矿和赤铁矿，EPMA（电子探针分析结果表明，rnicroanalysis） 铁的微粒中最适宜尺寸。
2．2样品的多元素分析
从表一和表二的结果中可以看出，钾长石中的杂质主要以磁铁矿和赤铁矿为主，少量的铁硫等 ，钾长石样本中存在的铁矿物。TFe品位是高达1.87%，其总铁 （TFE）等级1.31%。而应用于工业生产的全铁（TFe）等级的 钾长石精矿应不超过0.3%
2.2磁选原理
磁分离法捕获杂质的基础原理是在单独的物体颗粒选择性上 ，不同的磁场力作用于颗粒和介质的大小不同。物体颗粒在矿浆中的所处的位置有所不同，但是 在磁场的影响下， 磁场力和阻力同时存在。当磁力超过阻力，粒子就可以发生分离。这个结构在hiwpms 中的存在部分呈现在下图1中。
2.3实验方法
有许多因素影响从钾长石矿中去除铁。在本文中，探究了磁场强度、矿浆浓度和 磨矿粒度下产率的变化的曲线 。对钾长石精矿产率和总铁 （TFE）级分别在不同条件中的因素及相关参数的影响下除铁的效果进行了分析。它的目的是研究调查出选矿的最佳条件。为此， 其他条件保持不变，在整个在实验过程中排除其它条件的影响。实验过程中的除铁由一段磨矿和一次磁选组成，具体过程显示在下图中。
3结果与讨论
3.1磨矿粒度在除铁中的影响
杂质赤铁矿和磁铁矿主要发生在断裂 裂缝和微裂缝的生长的钾长石中， 因此，在实验研究当中磨矿粒度是最重要的研究因素。当磨矿粒度-0.074 mm分别占为65%，75%，85%，和95%粒级时。弱磁性矿物的分离的时间是2分钟， 这时矿浆的密度保持在35%左右，与磁场强度固定在2 T，如图显示的结果即可除铁。
图3表明显示了，随着我们磨矿细度的降低，钾长石精矿产率增加，其中杂质铁品位降低 。当钾长石中单体解离度不高 ，在样本中所占含量低，强磁性杂质分离的共生， 精矿产量不高和弱磁精矿中的铁杂质残留。随着单体解离度-0.074mm含量增加的增加，大部分的铁磁性杂质失去单体形式和钾长石产量固定在铁杂质减少，因此 精矿产率高，铁品位低。这个 精矿铁品位变化趋于恢复，结果表明，当磨矿粒度-0.074 mm的含量从75%变化到95%的范围时。在这项研究接下来的实验中，我们采用了，磨矿粒度-0.074 mm的含量占到85%。
3.2矿浆浓度对除去铁杂质实验研究的影响
矿浆浓度主要是指在磁选分离中指的是水分离的过程中，矿物所占的比率。如果矿浆浓度过高，矿浆的流动性就会降低，就会使得磁性微粒被较薄的钾长石矿物包裹和覆盖起来，大量的钾长石被分离到尾矿当中，那么精矿的产率自然的就会降低。从相反的另一个方面来说，如果矿浆浓度太低，矿浆的流动速率就会增加，那么磁选分离 空虚过程的时间就会大大的缩短，上述两种原因就会导致一些磁性矿物微粒无法通过磁选选出，并且就会落入到钾长石矿物中，从而使得钾长石精矿中的品位增加，因此看来，在本项研究报告中，调查研究清楚磁选分离中矿浆浓度的最佳数值具有着深远的研究意义。
磁选分离机的矿浆浓度是通过进料口的冲选水的水量大小来进行调节的。通过实际生产中对矿浆的具体需求，矿浆浓度即被调整到合适的浓度范围中，根据以前做过的调查报告来看，最佳磁选分离机的磁浆浓度应该在30%到50%之间变化，本项研究当中的所有条件设定在如下的选矿环境中进行：磁选分离选矿时间为2分钟，磨矿粒度在-0。074毫米的含水量量占到了85%，而其中磁选分离机中的磁场强度为2特斯拉。称量出1000克的钾长石矿物样品，并将它们平均分为四个样品对照组。而且其中的矿浆浓度分别选择如下四个数据：25%，35%，45%，50%。本项实验研究探究结果已总结显示在下图4当中。
图4 的结果中显示出了，从钾长石矿物中通过磁选除铁方案中，其中最佳的矿浆浓度为45%，当矿浆浓度过低，由于快速的水量流动，一些磁性矿物就会被分选进入左边的钾长石矿物中，便会导致选矿产品中精太产率和铁品位的增加。那么从相反的情况中来看，如获至宝果想要在较高的矿浆浓度中，将带有磁性的铁杂质矿物微粒从钾长石矿物中分离出来是困难的。这是因较高的矿浆浓度中，杂质铁矿物微粒被混合在了钾长石矿物中，因此，导致了精矿产率和铁品位也会非常的高。
磁场强度对从钾长石矿物中去除杂质的研究的影响
磁选分离机的工作过程是由于矿物微粒带有不同的磁性，通过在不同的磁场力和其他力的综合作用下所表现不同而被分离的过程，在磁选分离机中最主要的外作用力就是磁力，并且磁力受磁场强度的影响是成比便变化的。正因为如此，我们需要通过实验研究探索出一个最合适的磁场强度。那么本次实验的工作条件将会被设定如下：磁选分离时间我们设定为2分钟，磨矿粒度占到-0。074毫 的含量为85%。矿浆浓度为45%。如上的除了磁场强度外的实验条件均相同。而磁场强度分别选择如下：2特斯拉，1.8特斯拉，1.6特斯拉，1.4特斯拉，而本次实验的研究结果如下图5 所示。
图5中的结果显示出了随着磁场强度的增加，钾长石精矿的产率和精矿中的铁品位均会有所减速少，当磁场强度为2.1特斯拉时，钾长石精矿的产率能超过百分之八十。随着磁场强度的增长，磁隙的减少，同时磁处理量在磁分离器中相应的降低。基于如此各种各样的影响因素综合来考虑看，在本次探究性试验中最适宜的磁场强度为2特斯拉。
封闭测试
一段磨矿的封闭测试
通过如上的探究测试决定的最佳选矿技术参数。在以这个参数为基础之上，本次封闭测试的实验流程如下图6所示，其中封闭测试的结果显示在下表3中。
这个一段磨矿的封闭测试的结果显示，在钾长石的产品中的总铁品位，从1.31%降低到了0.71%。而钾长石精矿的产率达到了82.61%。这个探究性实验的结果和这个封闭测试的结果显示去除铁的速率和钾长石精矿的产率都得到了显著改善，为了更好的改善实验结果，以提高钾长石精矿的产率，这个封闭测验的矿石将被送去进行再磨。
再磨的封闭测试
本文现在的封闭测试再磨试验，将建立在以上由单因素实验和一段磨矿封闭试验后所建立出的技术操作参数之上。初次磨矿后所产生的尾矿部分将再次反回到流程中去进行再磨试验。本次中间测试再磨封闭的实验流程图已显示在图7当中，封闭实验的结果统计在了表4当中。
正如表4中所显示的那样，这个中间测试的封闭测试结果显示了钾长石精矿矿物中的杂质铁的品位从1.31%降低到了0.21%.并且钾长石精矿的产率达到了85.3%。与一段磨矿封闭测试相比较，二段磨矿中钾长石矿物里的铁品位有所上升，而钾长石精矿的产率有所降低。最后的钾长石精矿产品质量满足了陶器和玻璃制品的需要。
结论
- 本文介绍了一款新型高强度湿式永磁磁选分离器的结构和工作原理。以及它从钾长石中磁选去除铁杂质的应用。
- 本文中控究了几个因素对从钾长石中磁选去除铁的影剧院响，分别是磁场强度，矿浆浓度，磨矿粒度。其中最适宜的操场作条件和技术参数都已达到，现将它们列出如下：磨矿粒度：-0。074毫米的含量占到了85%，矿浆浓度为45%，最佳磁场强度为2 特斯拉。
- 一段磨矿封闭实验测试的结果显示，在钾长石矿物中杂质铁的品位从1.03%降低到了0.71%。而且其中钾长石精矿产率达到了82.61，本研究证明了在从钾长石中去除铁杂质的优越性和设备结构的合理性。
- 中间闭路再磨测试的结果显示在钾长石精矿中的铁品位从1.31%降低到了0.21%，而钾长石精矿的产率达到了85.3%.这个结果证明了通过闭路返回再磨的技术，使得产率高效上升。
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362
Vol.28 No.2 LIU Yanjie et al: Removing Iron by Magnetic Separation from a Potash Fe...
DOI 10.1007/s11595-013-0696-3
Removing Iron by Magnetic Separation
from a Potash Feldspar Ore
LIU Yanjie1, PENG Huiqing1*, HU Mingzhen2
(1.School of Recourses and Environment Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China; 2. China Tin Group Co.,
Ltd, Liuzhou 530012, China)
Abstract: A new permanent magnetic separator was introduced to treat the ores with the characteristics
of weak magnetic iron minerals and in a fine size range. The new machine was applied to the iron removal
from potash feldspar. The effects of the magnetic field intensity, pulp density and grinding fineness on the
iron removal were investigated. The optimized operation parameters were achieved and listed as follows: the
-0.074 mm content is 85%, the pulp density is 45% and the magnetic field strength is 2T. A close test of middles
regrinding was also carried out to improve concentrate yield. The data show that the grade of TFe(total iron)
in potash feldspar product decreased from 1.31% to 0.21%
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