非金屬礦物作為基礎性功能材料，被廣泛應用于信息技術(shù)、高端裝備、新材料、新能源、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)中，非金屬礦行業(yè)的快速發(fā)展，有力推動了經(jīng)濟快速發(fā)展。非金屬礦物材料一般對純度要求較高，雜質(zhì)含量往往決定了產(chǎn)品的質(zhì)量等級，特別是其中的鐵含量，在非金屬礦的加工過程中一般都需要進行除鐵作業(yè)。
目前非金屬礦的除鐵提純方法主要有磁選法、浮選法、重選法、電選法、化學選礦法、摩擦選礦法、光電揀選法等。隨著人類對環(huán)境保護意識的提高和礦產(chǎn)資源高效利用的需要，磁選法成為非金屬礦除雜的主要方法。一般非金屬礦物中的鐵、鈦雜質(zhì)具有磁性弱、粒度細、去除難等特點。針對目前除鐵磁選設備存在的技術(shù)問題，山東華特磁電科技股份有限公司研發(fā)生產(chǎn)了HTDZ型電磁漿料磁選機，該設備具有選礦效率高、適應面廣、選礦成本低、 設備作業(yè)率高、使用壽命長等優(yōu)點，可廣泛應用于如石英、長石、霞石、高嶺土等非金屬礦物的除鐵提純，可有效降低鐵、鈦等有害雜質(zhì)的含量。
該設備主要由由磁系、激磁線圈、冷卻系統(tǒng)、分選系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、電氣控制柜、支架總成及物料管道等組成，設備結(jié)構(gòu)見圖1。通過磁系及線圈結(jié)構(gòu)的調(diào)整，優(yōu)化了分選腔體內(nèi)的磁感應強度分布，減少漏磁和提高電效率，使設備具有良好的激磁性能。
選礦工作時在分選腔中裝入特殊材料的導磁介質(zhì)（鋼毛、鋼板網(wǎng)、波紋片等），通過磁場感應，使分選介質(zhì)表面產(chǎn)生高梯度磁場，當?shù)V物流經(jīng)分選區(qū)中的導磁介質(zhì)時，鐵磁性雜質(zhì)會被有效的吸除。
在沖洗時采用正、反沖水和高壓氣體結(jié)合的方式清理磁介質(zhì)，通過大流量、高壓力短時間的正反向沖洗，能有效地清洗吸附在介質(zhì)上的磁性礦物，同時節(jié)省用水量。
HTDZ型電磁漿料磁選機技術(shù)特點
電磁漿料磁選機采用全密封油冷卻方式，外置式高效熱交換器進行油水熱量交換，實現(xiàn)油水復合冷卻，冷卻速度快，線圈溫度穩(wěn)定，保證了穩(wěn)定的磁場強度。
線圈采用多層繞組結(jié)構(gòu)浸泡在變壓器油中，使線圈的換熱面積倍增，在每一層線圈之間形成相對獨立的冷卻油通道，有效地控制了冷卻油的流動，實現(xiàn)了線圈與變壓器油的快速熱交換，保證了線圈溫升不大于25℃。
質(zhì)節(jié)點處產(chǎn)生極高的磁場梯度，除鐵效果更佳。介質(zhì)采用特制的導磁不銹鋼材質(zhì)，在背景磁場的激發(fā)下可以產(chǎn)生極高的梯度磁場，對于低含量的弱磁性雜質(zhì)有很強的吸附作用，除鐵效果更佳。
控制系統(tǒng)采用可編程控制器作為核心控制部件，能有效控制各執(zhí)行機構(gòu)按照工藝需求周期運行；并實時檢測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，方便用戶查詢。同時采用先進的人機界面技術(shù)，通過Host Link總線與可編程控制器實時高速通信，可實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)控設備運行狀況和故障診斷。
設備除鐵時，使用高壓水和壓縮空氣對介質(zhì)清洗，并且可以實現(xiàn)清洗時間的用戶設定，對于不同礦物、不同階段除鐵可做分別設定，滿足不同礦物的除鐵要求。
采用計算機模擬技術(shù)對磁體進行有限元分析，可定量計算磁場的分布及大小，保證了磁路的合理設計，背景場強可達1.8T。
目前華特公司生產(chǎn)的HTDZ型電磁漿料磁選機系列產(chǎn)品有HTDZ -520、780、1000、1200、1500、2000 等機型。
電磁漿料磁選機在非金屬礦除雜中的應用
福建某廠高嶺土的礦石中的磁性物主要為鈦鐵礦、褐鐵礦以及少量黃鐵礦。該高嶺土礦采用電磁漿料磁選機提純高嶺土是行之有效的，而且流程簡單、工業(yè)上也易實施。通過分析該廠原礦中鐵、鈦等雜質(zhì)礦物的特性，我們采用HTDZ -2000型電磁漿料磁選機作為工業(yè)除鐵設備。其磁選生產(chǎn)工藝簡圖，如圖2所示。
圖2： 生產(chǎn)工藝簡圖
HTDZ型電磁漿料磁選機給料的主要元素分析結(jié)果，如下表1所示：
表1高嶺土磁選給料的主要元素分析結(jié)果
經(jīng)HTDZ型電磁漿料磁選機成品的主要元素分析結(jié)果，如下表2所示：
通過生產(chǎn)結(jié)果表明 ,通過兩道漿料高梯度磁選 ,精礦Fe2O3 含量可降低58%左右,獲良好的除鐵效果。產(chǎn)品白度提高效果明顯。該設備質(zhì)量穩(wěn)定，各項指標達到設計要求，標志我國第一臺分選腔直徑為2000mm的大型電磁漿料磁選機，在高嶺土除鐵提純工業(yè)中成功應用。
河南洛陽某企業(yè)的長石原礦品質(zhì)較差，主要的磁性物Fe2O3含量為0.5%，原礦白度為22。該公司采用永磁板式磁選機、LHGC-1750型立環(huán)高梯度磁選機、2臺HTDZ -780（1.5T）電磁漿料磁選機串聯(lián)工藝，對長石進行提純除鐵，工藝流程簡圖如圖3所示。
圖3：河南洛陽長石工業(yè)生產(chǎn)流程簡圖
永磁板式磁選機處理量大，先除去部分磁性鐵等，立環(huán)高梯度磁選機介質(zhì)感應磁場高，可以有效去除大顆粒的弱磁性雜質(zhì)，得到白度為42度的粗精礦。長石粗精礦再通過HTDZ-780（1.5T）電磁漿料磁選機進行精選，去除礦漿中細粒級、弱磁性鐵雜質(zhì)。經(jīng)提純后長石精礦鐵含量降低到0.08%，白度可以提高到64度，可以滿足優(yōu)質(zhì)陶瓷原料的要求。
HTDZ-780電磁漿料磁選機給料的主要元素分析結(jié)果，如下表3所示：
表3粗精礦的主要元素分析結(jié)果
經(jīng)HTDZ-780電磁漿料磁選機成品的主要元素分析結(jié)果，如下表4所示：
表4長石精礦主要元素分析結(jié)果
石英砂的物理、化學特性具有獨特性，在航空航天、微電子、集成電路、AI人工智能等領(lǐng)域中占有重要地位。因為石英砂特殊的分子結(jié)構(gòu)使其具有的耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性，在許多高科技產(chǎn)品中發(fā)揮的著越來越重要的作用。
在高科技領(lǐng)域?qū)κ⑸暗募兌纫髽O為嚴格，尤其是鐵、鈦雜質(zhì)的含量，必須保證在非常低的范圍以下。近年來，HTDZ型電磁漿料磁選機在河北邢臺、廣東湛江、安徽鳳陽、山東臨朐、臨沂沂水等地得到廣泛的應用，該設備操作簡單、運行可靠，受到用戶的一致好評。
在廣東湛江某選礦廠，該廠石英砂中的雜質(zhì)主要為長石、云母、赤鐵礦、褐鐵礦、黑云母、閃角石等。該礦石的主要成分如表5所示
表5廣東湛江某選礦廠石英砂原礦主要成分
該選礦廠采用選礦的流程如圖4所示，
圖4石英砂選礦的流程簡圖
該選礦工藝流程經(jīng)過脫泥，螺旋溜槽擦洗，一次永磁板式磁選機，主要是去除強磁性礦物，磁化部分弱磁性礦物，再經(jīng)過LHGC立環(huán)高梯度磁選機，去除粗顆粒弱磁性礦物，最后通過HTDZ-1250型電磁漿料磁選機，去除細粒級弱磁性礦物。HTDZ-1250型電磁漿料磁選機給礦的主要元素含量如表6所示，HTDZ-1250型電磁漿料磁選機精礦的主要元素含量如表7所示。
表6：HTDZ-1250型電磁漿料磁選機給礦的主要元素成分
表7：HTDZ-1250型電磁漿料磁選機精礦的主要元素成分
在福建南安某廠為地面磚生產(chǎn)線，需要陶瓷配方土為原料制作地面磚，該配方土主要為粘土（粘土是一個混合物，不同地區(qū)的粘土，其所含成分略有差異，并不完全相同。泛泛的說，粘土的主要礦物成分是高嶺石，約占總量的80-90%，其次是水白云母和石英。還有少數(shù)以三水鋁石為主要成分。粘土中二氧化硅含量為43-55%，三氧化二鐵為1-3.5%，三氧化二鋁為20-25%，二氧化鈦為0.8-1.2%）、長石、黑泥等天然礦物原料按不同配方配制而成。
陶瓷土礦漿主要的特點在于濃度高（濃度在62-65%）、弱磁性物多，在整個除鐵過程中不允許濃度發(fā)生大范圍變化。因礦漿的特性與選礦條件的要求，常采用永磁棒組進行磁選，但存在以下幾個不足之處，首先因物料的濃度高，大量的弱磁性物包裹在礦漿中，無法較好的進行除雜，除鐵效率低。其次，永磁棒組需要大量人員進行清洗，工作人員勞動強度大，同時因人為因素的影響，造成選礦指標穩(wěn)定性差。再次，因物料對永磁棒的磨損，需要長期對永磁棒進行維護更換。
考慮到永磁棒組存在的不利因素居多，該廠利用HTDZ-520型電磁漿料磁選機對陶瓷土進行半工業(yè)實驗，得到優(yōu)良的選礦指標。
實驗過程：
（1）取該廠為陶瓷配方土原料礦樣，磨至100目全通，化驗該物料原礦含鐵1.11%。礦樣做兩段電磁強磁選除雜，化驗分析各精礦Fe元素含量及煅燒白度。
（2）具體試驗流程為：陶瓷配方土礦樣→電磁漿料磁選機（1.5T）→電磁漿料磁選機（1.5T）→脫水烘干，如圖5所示
圖5實驗流程圖
（3）實驗數(shù)據(jù)結(jié)果如表8所示
表8：HTDZ型-520型電磁漿料磁選機對陶瓷土除鐵結(jié)果
（4）由表8數(shù)據(jù)可知，陶瓷配方土礦樣通過兩段電磁漿料磁選機，進行強磁選除雜試驗，最終可將陶瓷配方土Fe2O3含量由1.08%降至0.52%，與原礦相比，白度提高到40.8，該實驗結(jié)果達到客戶的指標要求。因該設備在排鐵時僅有進水口與排鐵口打開，并通過管道將磁性物單獨排走，不影響物料濃度。同時該設備全自動運行，提高了設備的利用率，避免了選礦指標的波動。
(5)該廠于2018年采購兩臺HTDZ-1000型漿料磁選機（1.5T），用于陶瓷土除鐵。兩臺設備（該型號分選腔內(nèi)徑1000mm）串聯(lián)，提高16-18個白度值，干礦處理量為12-15T/h。給該公司帶來了良好的經(jīng)濟效益。
(1) 電磁漿料磁選機，目前已廣泛應用于高嶺土、長石、石英砂、陶瓷土等行業(yè)，該設備自動化程度高、磁場梯度大、同時利用鋼毛（或菱形網(wǎng)）作為介質(zhì)，能有效排除微細粒級弱磁性礦物。
(2) 電磁漿料磁選機可以有效降低非金屬礦物中的雜質(zhì)，使產(chǎn)品的質(zhì)量等級大幅提升，經(jīng)濟效益顯著，具有較大的推廣應用價值。
(3) 目前電磁漿料磁選機是非金屬礦除鐵提純的先進設備之一，在非金屬礦選礦領(lǐng)域?qū)τ诟邘X土、細粒級長石等物料的除鐵效果要優(yōu)于常規(guī)磁選機
(4) 電磁漿料磁選機可以用于高濃度物料去除磁性物的生產(chǎn)工藝中，具有分選效果的穩(wěn)定、連續(xù)可靠的優(yōu)點。
（華特磁電工業(yè)園）
①常見元素的分析和金屬材料檢測。
②石英、長石、高嶺土、鋁土礦、鋰輝石、葉蠟石等非金屬礦除雜提純。
③鐵、鈦、錳、鉻、釩等黑色金屬選礦。
④稀土、黑鎢礦、鉭鈮礦、石榴石、電氣石等弱磁性礦物選礦。
⑤各種尾礦、尾渣等二次資源綜合利用。
⑥有色金屬礦物磁選+重選或浮選等聯(lián)合選礦。
⑦黑色、有色、非金屬礦物智能傳感分選。
⑧物料粉碎、球磨、分級等粉體超細加工。
⑨半工業(yè)化連選試驗。
⑩礦山選廠破碎、預選、磨礦、磁（重、浮）選、干排等EPC交鑰匙工程。
