我国拥有丰富的氧化铁矿、钛铁矿、锰矿、黑钨矿等弱磁性矿石资源，但多数矿床的原矿品位低、嵌布粒度细，而原有的选矿设备和工艺不能满足选矿工业的要求。
slon立环脉动高梯度磁选机是新一代优质高效强磁选设备。通过多年持续的技术创新与改进，该机在设备大型化、多样化、自动化、高效、节能、提高可靠性等方面得到了快速发展，目前已有3500多台slon磁选机在工业上广泛应用于氧化铁矿、钛铁矿、锰矿、铬铁矿、钨矿等弱磁性矿石的选矿及石英、长石、高岭土等非金属矿的提纯。
slon磁选机在安徽省境内应用实现了如下九个“第一”
（1）第一台slon-1000磁选机在姑山铁矿分选赤铁矿。
（2）第一台slon-1500磁选机在姑山铁矿分选赤铁矿。
（3）第一台slon-1750磁选机在姑山铁矿分选赤铁矿。
（4）第一台slon-1250磁选机在来安县分选长石。
（5）slon磁选机在来安县分选长石用量第一。
（6）slon-1500磁选机第一次在煤系高岭土除铁应用。
（7）第一台slon-1000干式振动高梯度磁选机在煤系高岭土应用。
（8）slon磁选机第一次在大型镜铁矿选矿厂应用。
（9）slon磁选机在凤阳石英砂除铁用量第一。
slon磁选机在安徽省境内完成了设备原始创新的重要阶段，为该设备的大规模应用打下了基础，也为安徽省的经济发展做出了一定的贡献。
1 slon磁选机工作原理简介
slon立环脉动高梯度磁选机利用磁力、脉动流体力和重力的综合力场分选弱磁性矿石，具有富集比大、选矿效率高、选矿成本低、适应面广、设备作业率高、使用寿命长、易安装和检修工作量小的优点。
slon磁选机结构见图1和图2，主要由脉动机构、激磁线圈、铁轭、转环和各种矿斗、水斗组成，用导磁不锈钢棒作磁介质。该机工作原理如下：
激磁线圈通以直流电，在分选区产生感应磁场，位于分选区的磁介质表面产生高梯度磁场；转环作顺时针旋转，将磁介质不断送入和运出分选区；矿浆从给矿斗给入，进入转环下部的分选区，矿浆中的磁性颗粒吸附在磁介质棒表面上，随转环运转带至顶部无磁场区，被冲洗水冲入磁性产品矿斗；非磁性颗粒在重力、脉动流体力的作用下穿过磁介质堆，流入非磁性产品矿斗排走，实现与磁性颗粒的分离。
该机的转环采用立式旋转方式，对于每一组磁介质堆而言，冲洗磁精矿的方向与给矿方向相反，粗颗粒不必穿过磁介质堆便可冲洗出来。该机的脉动机构驱动矿浆产生脉动，可使位于分选区磁介质堆中的矿粒群保持松散状态，使磁性矿粒更容易被捕获，使非磁性矿粒尽快穿过磁介质堆到非磁性矿斗中去。
显然，反冲精矿和矿浆脉动可防止磁介质堆堵塞；脉动分选可提高磁性精矿的质量。这些措施保证了该机具有较大的富集比、较高的分选效率和较强的适应能力。
图1. slon立环脉动高梯度磁选机照片
图2. slon立环脉动高梯度磁选机结构图
1.脉动机构 2.激磁线圈 3.铁轭 4.转环 5.给矿斗 6.漂洗水斗7.磁性矿冲洗装置 8.磁性矿斗 9.中矿斗 10.非磁性矿斗 11.液位斗12.转环驱动机构 13.机架
f-给矿 w-清水 c-磁性矿 m-中矿 t-非磁性矿
2 首台slon-1000磁选机在姑山铁矿的工业试验
为了提高弱磁性矿石的选矿指标，1986~1987年赣州有色冶金研究所与中南工业大学联合研制、开发首台slon-1000立环脉动高梯度磁选机。
这台slon-1000立环脉动高梯度磁选机于1987年8月在赣州有色冶金研究所制造出来，然后运至马钢姑山铁矿进行工业考核试验，当时姑山铁矿有10台ф1600х900离心机分选细粒赤铁矿，由于离心机用于粗选作业选矿效率较低，姑山铁矿决定拆去一台离心机装上slon-1000磁选机，经过3000余小时的工业试验，该机获得了远优于离心机的选矿指标（表1）， 与同段离心机选矿指标比较，该机铁精矿品位高4.42个百分点，尾矿品位低7.48个百分点，铁回收率高19.57个百分点。
表1 slon-1000磁选机与ф1600х900离心机对比指标
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选矿设备 |
给矿粒度 （-200目%） |
给矿品位 （fe%） |
精矿品位 （fe%） |
精矿产率 (%) |
精矿回收率 (%) |
尾矿品位 （fe%） |
|
slon-1000磁选机 |
87.39 |
33.26 |
56.78 |
37.22 |
63.56 |
19.31 |
|
ф1600х900离心机 |
|
34.12 |
52.36 |
28.67 |
43.99 |
26.79 |
|
差值 |
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-0.86 |
+4.42 |
+8.55 |
+19.57 |
-7.48 |
slon-1000磁选机在马钢姑山铁矿的工业试验成功，为提高我国细粒弱磁性矿石的选矿水平开创了一条新的途径，也为该机的进一步发展奠定了基础。
3 首台slon-1500磁选机在姑山铁矿的工业试验
由于slon-1000磁选机的处理量较小，该机处理细粒氧化铁矿每小时处理量约4~7吨，远远满足不了大规模选矿工业的要求。为了满足大中型选矿厂的需要，赣州有色冶金研究所于1989年研制出首台slon-1500立环脉动高梯度磁选机，同年6月在马钢姑山铁矿投入工业试验，该机处理量是slon-1000磁选机处理量的4~5倍。用于分选洗矿溢流、sqc强磁选机尾矿经ф350旋流器分级的溢流等细粒级赤铁矿，这些细粒赤铁矿以前是作为尾矿排放。工业试验共运转5000余小时，所获得的平均选矿指标见表2。该机可从品位为28.13%的给矿中，一次分选得到品位为55.56%的合格铁精矿（当时姑山选厂合格铁精矿品位为54.5%）,作业回收率为55.94%。
表2 slon-1500磁选机从细粒尾矿中回收赤铁矿的选矿指标
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给矿粒度 （-200目%） |
给矿品位 （fe%） |
精矿品位 （fe%） |
精矿产率 (%) |
精矿回收率 (%) |
尾矿品位 （fe%） |
|
71 |
28.13 |
55.65 |
28.28 |
55.94 |
17.28 |
slon-1500磁选机在姑山铁矿试验成功，使立环脉动高梯度磁选机在选矿工业设备大型化方面前进了一大步。
4 slon-1750磁选机在姑山铁矿的工业试验与应用
姑山铁矿是马钢的主要原料基地之一，分选矿物主要为赤铁矿，矿石硬度大、嵌布粒度细且不均匀，属难选红铁矿。该矿选矿车间自1978年投产以来，选矿工艺流程历经多次改造，生产技术指标逐步提高，但随着矿床开采深度增加，矿石含磷增高是影响铁精矿质量的主要因素之一。
1995~1999年，姑山选厂主厂房采用阶段磨矿、强磁-脉动高梯度磁选流程选别细粒赤铁矿。其中一段磨矿分级溢流采用3台sqc-6-2770强磁选机抛尾，由于给矿粒度较粗（-200目占42%左右），该机齿板经常堵塞，精矿品位较低，尾矿品位较高，使全厂选矿指标受到较大影响。
为使姑山铁矿选矿指标进一步提高，赣州有色冶金研究所于1999年研制出首台slon-1750立环脉动高梯度磁选机，到姑山铁矿取代了一台sqc-6-2770强磁选机，同年4月1日至5月31日开展了为期2个月的工业对比试验，该机与平行的另一台sqc-6-2770强磁选机对比的平均选矿指标见表3。该机在给矿品位低0.93个百分点的情况下，铁精矿品位高1.28个百分点，尾矿品位低9.08个百分点及铁回收率高7.64个百分点。其选矿指标远优于sqc-6-2770强磁选机。
表3 slon-1750磁选机与sqc-6-2770强磁选机对比指标
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选矿设备 |
给矿粒度 （-200目%） |
给矿品位 （fe%） |
精矿品位 （fe%） |
精矿产率 (%) |
精矿回收率 (%) |
尾矿品位 （fe%） |
|
slon-1750磁选机 |
30~60 |
41.20 |
51.33 |
71.50 |
89.09 |
15.78 |
|
sqc-6-2770强磁机 |
30~60 |
42.13 |
50.05 |
68.56 |
81.45 |
24.86 |
|
差值 |
0 |
-0.93 |
+1.28 |
+2.94 |
+7.64 |
-9.08 |
2000年姑山铁矿又引进了一台slon-1750磁选机取代了另一台sqc-6-2770强磁选机，并于同年6月完成了一个磨选系列的优化改造，试验流程和选矿指标见图3。其中粗选作业和精选作业各采用一台slon-1750立环脉动高梯度磁选机， 扫选作业采用原有的一台slon-1500磁选机。这3台磁选机与一台球磨机构成了一条完整的工业试验流程。该系统每小时处理干矿量33t左右，与其他系统处理量相同。
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图3 slon磁选机在姑山铁矿分选赤铁矿流程
该流程工业试验实现了铁精矿品位达到60%，铁回收率76%的指标，与其它系统比较，铁精矿品位提高约5个百分点，铁回收率提高约10个百分点。
姑山铁矿在随后的两年中，共采用6台slon-1750磁选机和4 台slon-1500磁选机将另外3个磨选系统全部改为上述流程。
slon磁选机在姑山铁矿的试验与应用，解决了平环强磁机齿板易堵塞和选矿效率较低的问题，选矿指标创姑山铁矿历史新高，同时为该机在全国其他的细粒氧化铁矿选矿的应用打下了良好的基础。
5 slon磁选机在来安县长石除铁中的应用
长石是制造陶瓷和玻璃的主要原料，安徽省来安县境内有丰富的长石资源，铁、钛和黑云母等黑色物质是长石中的有害元素。过去人们用筛洗的方法将相对较纯的矿石直接开采，作为低档产品出售，剩余部分作为废矿排弃，大量排弃的废石不仅浪费了国家资源，而且严重地污染了环境。
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图4 首台slon-1250磁选机分选长石的流程
1998年来安县成立了皖东长石有限公司，建成了一座年产3万吨长石精矿的选矿厂。首台slon-1250立环脉动高梯度磁选机在该厂用于长石除铁获得成功，该厂的选矿流程如图4。棒磨机和高频细筛组成的闭合回路将矿石磨至-0.8mm, 用滚筒中磁机除去强磁性铁物质，然后用一台slon-1250磁选机除去弱磁性铁矿物。含1.48% fe2o3的原矿经该流程分选后，得到长石精矿产品含铁0.26% fe2o3，满足了玻璃工业和陶瓷工业fe2o3 <0.30%的要求。
slon磁选机在长石除铁工业中的成功应用，为提高我国长石资源的利用率做出了重大的贡献。目前来安县境内有十多家长石加工厂采用slon磁选机用于长石除铁。该设备和相应的长石除铁技术已在全国各地得到广泛的应用。
6 slon-1500磁选机在淮北煤系高岭土提纯中的应用
高岭土是一种非金属矿产资源，在工业上广泛应用于造纸涂料、油漆填料、橡胶填料和陶瓷行业。用于造纸涂料的为高等级高岭土，其技术要求为白度>90%，粒度-2µm>86%。煤系高岭土的储量占我国高岭土储量的98%，安徽淮北市是我国重要的煤炭生产基地之一，其煤矸石中存在着大量的煤系高岭土。过去，因煤系高岭土含铁较高和颜色呈灰黑状而很少得到利用，自20世纪80年代以来，随着高岭土开发技术的发展和我国工业对高岭土需求量的增大，煤系高岭土的开发越来越受到重视。实践证明，经深加工后的煤系高岭土具有白度高，质量好等优点。
2002~2003年，淮北金岩高岭土公司建成了年产1万吨精矿的生产线，采用一台slon-1500立环脉动高梯度磁选机作为除铁设备，其生产流程如图5。原矿含0.7~1.0% fe2o3，经破碎、磨矿至-200目占100%，调浆至浓度30%进入slon-1500立环脉动高梯度磁选机除铁，使非磁性产品fe2o3含量< 0.5%。非磁性产品用旋流器脱水，脱水后用立式搅拌磨研磨至-2µm占90%，然后用煅烧炉煅烧，高岭土中的有机物质经煅烧后变成灰份。煅烧后的高岭土白度达到93%，粒度为-2µm占90%，可作为造纸的优质涂料。
slon磁选机在煤系高岭土除铁提纯工业中首次获得成功应用，标志着我国煤系高岭土加工技术达到了一个新的高度。
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图5 淮北煤系高岭土加工流程
7 首台slon-1000干式振动高梯度磁选机在淮北煤系高岭土应用
淮北煤系高岭土的另一种加工方法是将高岭土原矿先煅烧，干法研磨至一定的粒度，然后用强磁选除铁。这种方法的优点是节省了湿法调浆和最后干燥的过程，具有流程短、节能和生产成本较低的优点。
2012年，首台slon-1000干式振动高梯度磁选机在淮北成功应用于煤系高岭土干法除铁，该机的作业指标见表4。由于该机具有场强高、磁场梯度高、对微细粒弱磁性铁矿物捕收力大的优点，应用于煤系高岭土干法除铁获得了良好的选矿指标。
表4 slon磁选机用于煤系煅烧高岭土干法除铁指标
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粒度（目） |
原矿（fe2o3%） |
精矿（fe2o3%） |
除铁率（%） |
|
10~16 |
0.98 |
0.78 |
20.4 |
|
16~30 |
0.96 |
0.63 |
34.2 |
|
30~60 |
1.02 |
0.59 |
42.5 |
|
60~80 |
1.10 |
0.54 |
51.1 |
|
80~120 |
1.25 |
0.47 |
62.3 |
|
200 |
1.25 |
0.62 |
50.2 |
|
300 |
1.29 |
1.06 |
18.1 |
8 slon磁选机在李楼铁矿的应用
安徽省霍邱县铁矿资源丰富，近年有几个铁矿选矿厂相继建成。安徽开发矿业有限公司李楼铁矿建成了一座年处理500万吨镜铁矿的选矿厂，其设计的选矿流程如图6。该流程中采用了25台slon-2000立环脉动高梯度磁选机作为强磁选设备。
李楼铁矿镜铁矿的含铁矿物主要是镜铁矿，其他铁矿物含量很少，例如原矿中磁铁矿产率仅为0.5%左右。其选矿流程的特点为：
1、该流程中一段强磁选采用一粗一扫，二段强磁选采用一精一扫，保证了全流程获得较高的选矿回收率。
2、由于强磁选作业成本低，强磁选提前抛弃了大部分尾矿和得出了大部分精矿，仅有占原矿12%左右的二段强磁扫选精矿进入反浮选作业，由于反浮选的作业成本较高，进入反浮选的矿量越少，全流程的生产成本越低。
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图6 李楼铁矿500万吨/a镜铁矿设计选矿流程
全流程设计的综合选矿指标为：给矿品位31.65%fe, 精矿品位65.00%fe，铁精矿产率38.95%，铁回收率80.00%，尾矿品位10.37%fe。
9 slon磁选机在安徽金日盛铁矿的应用
安徽金日盛铁矿的矿石由镜铁矿、赤铁矿、磁铁矿和脉石组成。近几年建成了一座年处理450万吨原矿的现代化选矿厂，其选矿流程如图7。该流程中采用了22台slon-2000和6台slon-2500立环脉动高梯度磁选机作为强磁选设备，该流程的特点为：
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图7 安徽金日盛氧化铁矿选矿流程
1 原矿经一段磨矿分级至-200目占55%，用弱磁选机选出部分品位达到66%fe的磁铁矿作为最终铁精矿，弱磁选尾矿再用螺旋溜槽选出部分品位达到65%fe的氧化铁矿（单体解离度较好的镜铁矿和赤铁矿）。
2 用slon-2000立环脉动高梯度磁选机作为一段强磁选抛尾设备，该机一次选别抛弃了占原矿产率44.53%，品位为6.13%fe的尾矿，有效地控制了一段尾矿品位。
3 一段强磁选精矿和一段弱磁精选的尾矿合并后进入二段分级和磨矿。由于一段成功地分选出了大部分合格铁精矿和抛弃了大部分低品位尾矿，进入二段分级磨矿的矿量只占原矿产率的27.72%。
4 二段分级磨矿至-200目占80%，用弱磁选机分选出剩余的磁铁矿作为最终精矿，弱磁选尾矿用slon磁选机一次粗选和一次扫选分选出镜铁矿和赤铁矿。二段强磁选精矿合并后用反浮选精选，得到品位为64%fe的反浮选铁精矿。该流程综合选矿指标为：原矿品位28.01%fe, 铁精矿品位65.32%fe，铁精矿产率34.39%，铁回收率80.19%，尾矿品位8.46%fe。整个生产流程稳定，指标优异。
10 slon磁选机在凤阳石英提纯工业中的应用
安徽凤阳县石英砂资源丰富，目前已探明储量为50亿吨，远景储量100亿吨以上，享有“中国石英砂之乡”的美誉。当地的石英砂含硅高，sio2>99.5%,天然品质较好，但是含铁量偏高， fe2o3含量在0.03%左右，而光伏行业高品质石英砂要求fe2o3含量在0.008%以下。slon立环脉动高梯度磁选机应用于凤阳石英砂除铁，具有除铁效果好，设备运转稳定可靠的优点。图8 为slon-2500磁选机在凤阳县远东石英砂有限公司应用于石英砂除铁的生产流程。原石英砂矿中 fe2o3的含量在0.01%~0.02%之间，经过slon-2500磁选机磁选除铁后，精矿产率达到了95%以上，精矿中fe2o3≤0.007%、sio2>99.8%，达到了太阳能、光纤通讯等高尖端原料的要求。
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图8 slon-2500磁选机在安徽凤阳提纯石英砂流程
目前，凤阳地区已有几十家生产企业采用slon立环脉动高梯度磁选机用于石英砂除铁。
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