SCT型非金属除铁磁选机在石英砂除铁中的应用
马超，韩呈，李逢春，陈来保
（中钢集团安徽天源科技股份有限公司安徽马鞍山243000）
摘要：通过除铁探索试验及在安徽凤阳地区某石英砂加工厂的应用实践，SCT型非金属除铁磁选机完全适用于非金属矿
的除铁工作，长时间运转槽体不淤积、不堵矿，并在工业试验取得明显成效，可将原矿中铁含量从0.11%降低到0.02%，石英
砂精矿含铁量较普通磁选机降低0.03%，满足客户指标要求。
关键词：SCT型非金属除铁磁选机；石英砂除铁；磁选机；工业试验
SCTtypemagneticseparatorfornon-metallicdeferrizationuseuseddinQuartzsand
deironing
MAChao，HANCheng，LIFeng-chun，CHENLai-bao(SinosteelAnhuiTianyuanTechnologyCo.,Ltd,Maanshan243000,P.R.China)
Abstract:SCTtypemagneticseparatorfornon-metallicdeferrizationfullyadaptsironremovingmissionfornon-metallicoreiniron
removingexperimentaltestsandfieldrunsinaquartzsandprocessingplantinFengyangArea,AnhuiProvince.SCTtypemagnetic
separatorwithoutanydepositsorchokesinsidethetankforalongtime,andreachesasignificantachievementduringindustrialtests,
whichreducedtheironcontentoforefrom0.11percentto0.02percentandproveda0.03percentlowerironcontentoffinedquartz
sandthannormalmagneticseparators.
Keywords：magneticseparatorfornon-metallicdressing,modelSCT;ironremovingforquartzsand;magneticseparator;industrial
test
引言石英石亦称硅石，是一种质地坚硬、耐磨、化学性质稳定的硅酸盐类矿物。在自然界中以石英砂岩、
石英岩和脉石英存在。石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，其主要矿物成分是SiO2，乳白色或无
色半透明状，硬度达到7，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点
1750℃。
石英石原矿中一般会含有部分铁杂质，光学仪器成像显示，石英砂中铁杂质以薄膜铁形式附于石英表
面，或镶嵌于石英颗粒之间，或存在于石英内部杂质带、杂质相中，或固溶于基质相SiO2晶格中[1]。在开
采、破碎、运输过程中也有一部分的铁杂质混入。其中Fe2O3的含量是衡量石英砂等级的一个重要指标。玻璃原料硅石中一类玻璃要求石英砂的化学成
份需要达到以下指标：SiO2≥99%，Fe2O3≤0.05%；无线电用硅石要求SiO2≥99.5%，Fe2O3≤0.01%；石英
玻璃用硅石要求SiO2≥99.95%，Fe2O3≤0.005%。可见含铁量越低，石英砂等级越高。
由于制作高纯和超高纯石英砂的工艺较为复杂，需要用到浮选、超声波和酸浸、络合工艺，投入的生
产成本较高[2]。而采用磁选作业就能达到较低的含铁量，石英砂产品的生产成本与后续复杂工艺相比会较为
低廉，这也是许多石英砂加工企业广泛采用的除铁方法。
SCT型非金属除铁磁选机工业试验在安徽省凤阳地区某石英砂加工厂进行。原先采用破碎—碾磨—筛分
—磁选—分级的工艺流程处理石英砂，磁选作业主要利用人工在矿浆溜槽内放置磁铁手工除铁。由于人工除铁产品质量不稳定，后增加一台普通磁选机进行除铁作业，但是效果并不理想。因此于2012年初引进一
套中钢集团安徽天源科技股份有限公司生产的SCT型非金属除铁磁选机进行工业试验，并取得了良好的效
果。
1、SCT型非金属除铁磁选机结构及其特点
1.1SCT型非金属除铁磁选机结构
SCT型非金属除铁磁选机是由SCTS预选系统和SCTN精选系统组合而成。SCTS预选系统是一台顺流型
低场强湿式永磁筒式磁选机，SCTN精选系统是一台全逆流型中场强湿式永磁筒式磁选机。矿浆首先进入SCTS
预选系统，进行预选作业，去除粒度较大的铁杂质和比磁化率较大的铁矿物，预选后的矿浆进入SCTN精选
系统进行精选作业，去除粒度较小的铁杂质和比磁化率较小的铁矿物。
1.2SCT型非金属除铁磁选机技术特点
1.2.1采用预选与精选两套独立选别系统
针对工业生产中石英砂原料中含铁量多少不恒定，含铁矿物的性质不一致，含铁杂质比磁化率波动较
大的特点，采用一台场强较低的SCTS预选磁选机进行预处理，由于大颗粒铁杂质和一部分强磁性矿物的比
磁化率较高，只需较低的磁感应强度就可以产生足够的吸附磁力，使这部分铁杂质迅速脱离石英砂矿浆，
从铁杂质出口排出。经过预处理后的矿浆进入一台SCTN精选磁选机进行精选处理，由于精选磁选机的磁感
应强度较高，可以吸附小颗粒铁杂质和比磁化率较低的铁矿物，进一步去除石英砂矿浆中的铁杂质。
1.2.2针对石英砂设计的专用槽体
由于石英砂粒度较大，沉积速度较快，如果直接使用常规铁矿用磁选机的槽体会造成淤积、堵塞，需
要经常停机清理槽体，无法连续运转，故需要重新设计槽体。预选系统采用大落差形式的顺流槽体，可以
最大程度的避免石英砂在槽体内的淤积，加快矿浆流速，提高处理量。精选系统采用低阻力全逆流槽体，
改善槽体内矿浆流动状态，减少因湍流造成的物料淤积。1.2.3磁感应强度差别化设计，阶段化处理效果更好
针对石英砂原料中的铁杂质性质不同，比磁化率差距较大，只用一种场强的磁选机来处理效果并不好，
且容易造成堵矿、卸矿困难等现象，影响设备正常运转率。而采用弱磁—中磁的阶段性处理在工业试验中
取得了较好的生产指标，设备运转也没有出现不良问题，连续运转的状态也很好，符合设计预期目标。
2.除铁工艺研究
2.1矿石性质石英砂原矿来自安徽省凤阳地区，矿床为沉积—变质矿床，成矿时代为元古代，主要矿石性质为石英
岩，矿石呈乳白色，致密坚硬，块状，油脂光泽，半透明，性脆，粒状构造。原矿中主要的杂质为赤铁矿、
褐铁矿，极少量的磁铁矿、金红石和细条状白云母。原矿砂化学成分全分析结果见表1。经破碎碾磨后待磁
选的石英砂含铁量见表2。表1原矿砂化学成分全分析结果
元素SiO2Fe2O3MgOCaOAl2O3TiO2K2ONa2OLOI
含量/%99.010.1180.0090.0210.0930.0010.0040.0020.0002表2磁选前石英砂中铁含量取样批次SiO2含量（%）Fe2O3含量（%）198.21%0.116
298.82%0.097
399.31%0.109
497.79%0.121
599.17%0.107
均值98.66%0.110
2.2磁选除铁探索实验
由于石英砂在开采、破碎和运输过程中会混入一部分机械铁和铁钉、碎铁片等铁质杂物，这部分铁杂
质的粒度较大，比磁化率很高，只需要较低的场强就能够去除。根据原矿砂理化性质分析，确定进行一段
磁选预选和二段磁选精选相结合的选别作业，并探索出最佳的磁选条件。试验数据见表3。表3预选磁选试验结果场强产品名称铁品位（%）产率（%）铁回收率（%）
240mT石英砂精矿0.03199.83037.983
石英砂尾矿73.8620.17062.017
石英砂原矿0.110100.000100.000
220mT石英砂精矿0.03799.89038.235
石英砂尾矿79.2190.11061.765
石英砂原矿0.110100.000100.000
200mT石英砂精矿0.04699.91041.781
石英砂尾矿71.1570.09058.219
石英砂原矿0.110100.000100.000
100mT石英砂精矿0.05699.90050.858
石英砂尾矿54.0560.10049.142
石英砂原矿0.110100.000100.000
50mT石英砂精矿0.11098.99098.623
石英砂尾矿0.1501.0101.377
石英砂原矿0.110100.000100.000
从原矿湿式磁选的的结果可以分析出，在磁感应强度达到220mT时，尾矿铁品位最高，铁回收率相比
200mT提高3.546%，而较240mT低0.252%，由此选定第一段预选系统的磁感应强度为220mT。
预先磁选可以去除大部分的大颗粒机械铁杂质，但石英砂精矿铁含量依然没有达到产品要求指标。因
此需要进行二段磁选精选作业，提高磁选场强，以达到试验技术指标。具体实验数据见表4。
表4精选磁选试验结果
场强产品名称铁品位（%）产率（%）铁回收率（%）
650mT精矿0.02099.96157.992
尾矿47.8260.03942.008
原矿0.037100.000100.000
600mT精矿0.02199.96758.213
尾矿49.3720.03341.787
原矿0.037100.000100.000550mT精矿0.02299.97059.442
尾矿50.0220.03040.558
原矿0.037100.000100.000
500mT精矿0.02699.97562.211
尾矿55.7920.02537.789原矿0.037100.000100.000
实验结果显示，随着磁选场强的增加，石英砂铁含量在不断的降低，但从经济性考虑，精选磁选机的
磁感应强度选择550mT较为合适。
而原矿中的赤铁矿、褐铁矿属于弱磁性矿物，需要使用磁感应强度1000—1500mT的磁选机才会有较好
的去除效果，目前工业应用中的永磁筒式磁选机无法做到这么高的磁感应强度。
2.3工艺流程的改进原石英砂厂工艺流程见图1。
图1原工艺流程图由于原工艺流程中的磁选完全靠人工在矿浆溜槽中摆放磁铁串来吸附铁杂质，无法做到让矿浆全部流
经磁场区域，并且对操作人员的技能和责任心要求较高，所以除铁效果并不稳定，经常出现同一批次，不原矿-100mm
破碎-30mm
碾磨
磁选
石英砂尾矿-0.71mm+0.71mm
水力分级
铁杂质石英砂精矿