第44卷第3期非金属矿Vol.44 No.3 2021年5月Non-M e t a l l i c M i ne s May, 2021
刘凤春 崔振坤 许兴隆
（山东理工大学资源与环境工程学院，山东淄博 255049）
摘 要花岗岩锯泥取自山东招远张星镇石材厂，主要矿物是长石和石英，其中K2O、Na2O、SiO2、Al2O3等含量均符合烧制陶瓷的基本要求，而铁含量较高。采用筒式磁选机进行弱磁选，SLon-100周期脉动高梯度磁选机进行强磁选，对SLon-100周期脉动高梯度磁选机进行除铁影响因素试验。结果表明，在磁感应强度为1.5 T，给矿质量分数为 25%，磁介质为不锈钢毛（宽约0.1 mm、厚约0.05 mm），脉动冲次为100 r/min的条件下，除铁效果最佳，得到产率为80.81%，铁含量为0.54%的长石粉，符合QB/T 1636-2017《日用陶瓷用长石》中合格品的技术标准，可替代长石作为陶瓷原料使用。 爱意在细微处弥散关键词花岗岩锯泥；SLon-100周期脉动高梯度磁选机；除铁；陶瓷原料
中图分类号：TD924 文献标志码：A 文章编号：1000-8098(2021)03-0076-03
Experimental Study on Removing Iron from Granite Saw Mud
Liu Fengchun Cui Zhenkun Xu Xinglong共享单车立体车库
（College of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo, Shandong 255049）Abstract Granite sawdust is obtained from Zhangxing stone factory in Zhaoyuan of Shandong Province, the main minerals are feldspar and quartz. The contents of K2O, Na2O, SiO2 and Al2O3 fit the basic requirements for firing ceramics, while the content of iron is relatively high. Low intensity magnetic separation is carried out by cylinder magnetic separator and high intensity magnetic separation is carried out by SLon-100 periodic pulsating high gradient magnetic separator. The influence factors of iron removal by SLon-100 periodic pulsating high gradient magnetic separator were tested. The experiment results show that the best iron removal effect is obtained under the conditions that the magnetic field intensity is 1.5 T, the feed concentration is 25%, the magnetic medium is stainless steel wool (width about 0.1 mm, thickness about 0.05 mm) and the pulse rate is 100 r/min. The feldspar with yield of 80.81% and iron content of 0.54% can be obtained, which meets the qualified feldspar standard of QB/T 1636-2017 "Feidspar for domestic ceramic" and can replace feldspar as ceramic raw material.
Key words granite saw mud; SLon-100 periodic pulsating high gradient magnetic separator; iron removal; ceramic raw material
我国石材资源分布较广，品种较多。其中花岗岩资源丰富，集中分布在沿海省份。山东、浙江、福建、广东四省及广西自治区花岗岩生产量几乎占到全国花岗石产量的70%[1]。
花岗岩石材在切割过程中会产生大量废水、锯泥、石材边角料等废弃物，严重影响生态环境，如何处理和合理利用石材废料已成为石材企业和政府关注的问题。花岗岩锯泥的主要矿物是长石和石英，其中K2O、Na2O、SiO2、Al2O3等含量均符合烧制陶瓷原料的基本要求，而铁含量较高。SLon-100（1.75 T）周期脉动高梯度磁选机特点是转环立式旋转，反向冲洗磁选矿物，同时配置脉动提高矿物的松散度，该磁选机具有选矿效率高、磁介质容易冲洗、占地面积小、处理量大等优点，在选铁及非金属除铁领域中应用广泛[2]。
本试验利用SLon-100（1.75 T）周期脉动高梯度磁选机对花岗岩石材切割产生的锯泥进行除铁研究，以期获得合格的陶瓷原料。1 试验部分
1.1 原料试验所用矿样来自山东招远张星镇石材厂，是切削花岗岩后的锯泥，对锯泥原料进行多元素分析，结果（w/%）为：SiO2，65.61；K2O，8.23；Na2O，3.64；Al2O3，15.05；MgO，1.13；CaO，3.10；TiO2，0.03；MnO，0.04；TFe，
金正dvd维修2.48；其他，0.69。花岗岩锯泥中钾和钠的总含量超过11%，其矿物组成和化学组成与建陶行业所用的长石原料组分相近，但锯泥中铁含量明显较高，可将锯泥中的铁去除后作为陶瓷原料使用。锯泥中
主要矿物成分为长石、石英、赤铁矿、黑云母、角闪石等。铁矿物是陶瓷原料的主要有害物质，含铁矿物的物相分析，见表1。
表1 原料中铁矿物的物相分析
项目强磁性矿物碳酸盐矿物硅酸铁赤铁矿硫化矿总铁Fe含量/%0.670.120.09 1.530.07 2.48 Fe分布率/%27.02 4.84 3.6361.69 2.82100由表1可知，锯泥中强磁性铁矿物的含铁量为
收稿日期：2021-03-12
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27.02%，其余均为弱磁性铁矿物。
1.2 粒度组成 由锯泥原矿激光粒度分析测试结果
可知，粒径110 μm 以下占总量3.38%，165.2 μm 以下占总量50%，354.1 μm 以上占10%，D 50为179.4 μm 。可见锯泥矿原矿粒径广泛分布在100~400 μm 范围。1.3 试样制备及方法 锯泥原料中混有
少量大块颗粒，先用1 mm 筛子对锯泥进行筛分，去除大颗粒花岗岩及其他大颗粒杂质，筛下物料作为原矿进行试验。
锯泥中含有强磁性铁矿物和弱磁性铁矿物，因此选用一段弱磁、一段强磁选别流程。弱磁选采用筒式磁选机，强磁选采用 SLon-100（1.75 T ）周期脉动高梯度磁选机，分别对磁感应强度、给矿质量分数、脉动冲次及磁介质种类进行了试验研究[3-5] 。2 结果与讨论
2.1 磨矿细度和弱磁选试验 磨矿细度和弱磁选试验流程，见图
为-200目（-0.2 T 时，见表2。
表2 弱磁选试验结果
产品产率/%TFe 品位
/%TFe 回收率/%
磁性矿物 1.9335.5027.63非磁性矿物98.07 1.8372.37原矿
100
2.48
100
对磨矿产品进行一段弱磁分选，可以除去其中2.48%降到试验流程见图2图2.2 SLon-100 高梯度强磁选是利用石英、长石与含铁等弱磁性矿物磁性不同而进行分选的一种方法，可最大限度地去除包括连生体在内的赤铁矿、褐铁矿和黑云母等弱磁性杂
质矿物。对磁感应强度、给矿质量分数、脉动冲次及磁介质种类进行单因素试验。
2.2.1 磁感应强度的影响：在给矿质量分数为25%，磁介质为不锈钢毛（宽约0.1 mm 、厚约 0.05 mm ），脉动冲次为100 r/min 的条件下，考察SLon-100周期式高梯度磁选机磁感应强度对除铁效果的影响，结果见表3。
表3 磁感应强度对除铁的影响试验结果
磁感应强度/T
产品产率/%TFe 品位/%TFe 回收率/%
1.1
磁性矿物15.657.7065.89非磁性矿物84.350.7434.11原矿100 1.831001.3磁性矿物17.877.3972.17非磁性矿物82.130.6227.83原矿100 1.831001.5
磁性矿物
19.197.2676.15非磁性矿物80.810.5423.85原矿100 1.831001.7磁性矿物24.93 5.8079.08非磁性矿物75.070.5120.92原矿
100
1.83
100
由表3可知，随着磁感应强度的增加，铁去除率随之增加，磁性矿物产率随之增加，而非磁性矿物产率有所下降，当磁感应强度从1.5 T 增加到1.7 T 时，
非磁性矿物中铁含量从0.54%降到0.51%，非磁性矿物产率从80.81%下降到75.07%，产率下降明显。因此，确定最佳磁感应强度为1.5 T 。
2.2.2 矿浆质量分数的影响：在磁感应强度为1.5 T ，磁介质为不锈钢毛（宽约0.1 mm 、厚约 0.05 mm ），脉动冲次为100 r/min 的条件下，考察SLon-100周期式高梯度磁选机矿浆质量分数对除铁效果的影响，结果见表4。
表4 矿浆质量分数对除铁的影响试验结果
矿浆质量分数/%
产品产率/%TFe 品位/%TFe 回收率/%20
磁性矿物
19.977.0877.26非磁性矿物80.030.5222.74原矿100 1.8310025
磁性矿物
19.197.2676.15非磁性矿物80.810.5423.85原矿100 1.8310030
磁性矿物
18.597.3074.20非磁性矿物81.410.5825.80原矿100 1.8310035
磁性矿物
18.427.1071.47非磁性矿物81.580.6428.53原矿
100
1.83
100
花岗岩锯泥除铁的试验研究刘凤春，崔振坤，许兴隆
第44卷第3期非金属矿2021年5月由表5可知，随着矿浆质量分数的增大，非磁性
产品产率和含铁量随之增高，除铁效果变差。当矿浆
质量分数从20%增加到25%，非磁性矿物中铁含量
变化不大，但产率有所下降，会降低设备单位处理量，
因此矿浆质量分数选择25%。
2.2.3 脉动冲次的影响：在磁感应强度为1.5 T，矿浆
质量分数为25%，磁介质为不锈钢毛（宽约0.1 mm、
厚约 0.05 mm）的条件下，考察SLon-100周期式高梯
度磁选机脉动冲次对除铁效果的影响，结果见表5。
表5 脉动冲次对除铁的影响试验
脉动冲次/(r/min)产品产率/%TFe品位/%TFe回收率/%
50
磁性矿物20.79 6.8277.49非磁性矿物79.210.5222.51原矿100 1.83100
100
磁性矿物19.197.2676.15非磁性矿物80.810.5423.85原矿100 1.83100
150
磁性矿物18.86 6.7369.41非磁性矿物81.140.6930.59原矿100 1.83100
由表5可知，随着脉动冲次增加，非磁性矿物中铁含量随之增加，产率也有所增加。这是因为随着脉局域表面等离子体共振
动冲次的增加，脉动流体力大于磁力，导致被捕获的磁性铁脱离磁介质，造成磁性铁掉落在非磁性矿物中。综合考虑非磁性矿物中铁含量和产率，确定最佳脉动冲次为100 r/min。
2.2.4 磁介质的影响：在磁感应强度为1.5 T，矿浆质量分数为25%，脉动冲次为100 r/min的条件下，考察SLon-100周期式高梯度磁选机磁介质大小对除铁效果的影响，结果见表6。由于锯泥粒度较细，选用3种磁介质进行试验，其中1#钢毛宽约0.07 mm、厚约0.03 mm，2#钢毛宽约0.1 mm、厚约0.05 mm，3#钢毛宽约0.12 mm、厚约 0.07 mm，结果见表6。
表6 磁介质对除铁的影响试验结果耐火
磁介质产品产率/%TFe品位/%TFe回收率/%
1#钢毛
磁性矿物19.987.0476.82非磁性矿物80.020.5323.18原矿100 1.83100
2#钢毛
磁性矿物19.197.2676.15非磁性矿物80.810.5423.85原矿100 1.83100
3#钢毛
磁性矿物21.97 6.0272.28
非磁性矿物78.030.6527.72
原矿100 1.83100
由表6可知，随着磁介质钢毛宽度和厚度的增
加，非磁性矿物中铁含量随之增加，非磁性矿物产率
先增加后下降。磁性介质为1#和2#钢毛，非磁性矿
物中铁含量变化不大，产率有所增加，故确定2#钢毛
为最佳磁介质。
2.3 二次磁选的影响经过一段弱磁和一段强磁
选，对所得精矿进行化学多元素分析，结果（w/%）为：
SiO2，66.92；K2O，8.39；Na2O，3.71；Al2O3，15.35；MgO，
1.15；CaO，3.16；TiO2，0.03；MnO，0.04；Fe2O3，0.54；其
他，0.71。精矿化学成分符合QB/T 1636-2017《日用
陶瓷用长石》中合格品的技术标准，即Fe2O3与TiO2
总质量分数小于等于0.60%，TiO2质量分数小于等于
0.10%，K2O与 Na2O质量分数大于等于10%。
3 结论
采用一段弱磁选和一段强磁选，对花岗岩锯泥
进行除铁，弱磁选的最佳条件为：磨矿细度-200目
占 90%，磁感应强度为0.2 T。强磁选的最佳条件为：
磁感应强度为1.5 T，矿浆质量分数为25%，脉动冲次
为100 r/min，磁介质为2#不锈钢毛（宽约0.1 mm、厚
约 0.05 mm）。最终长石粉产率为80.81%，铁含量为
0.54%，符合QB/T 1636-2017《日用陶瓷用长石》中合
格品的技术标准，可替代长石作为陶瓷原料使用。
参考文献：
小文件存储[1]李华，董仲珍，董西宏，等.五莲县石材废料的资源化利用[J].再生
资源与循环利用，2013，6(11)：38-40.
[2]熊大和. SLon立环脉动高梯度磁选机大型化研究与应用 [J].有
金属 (选矿部分)，201l(z1)：163-167．
[3]陈志友，陈芳，张海平，等.周期式高梯度磁选机对高岭土除铁效果
的研究[J].非金属矿，2019，42(4)：68-70.
[4]李宇宏.江西某石英砂精矿再除铁试验研究[J].矿业工程，2016，
32(2)：41-43.
[5]王彦莉，曲鸿鲁.山东某钛铁矿的磁选试验研究[J].有金属（选
矿部分），2010(1)：
29-32.
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