CN112973958B - 一种高梯度强磁选机磁介质的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高梯度强磁选机磁介质的清洗方法，其包括如下步骤：(1)在磁选机停机状态下，将磁介质浸泡在清洗液A中不低于60分钟，浸泡时温度不低于15℃；(2)在步骤(1)之后，利用清水冲洗磁介质，之后将磁介质浸泡在清洗液B中不低于5分钟，浸泡时温度不低于15℃；(3)在步骤(2)之后，利用乙醇冲洗后，再用清水清洗磁介质至无乙醇残余，即可。本发明的清洗方法简单易行，无需复杂设备，耗时短，成本低，易于推广。本发明对于高梯度强磁选机磁介质的清洁程度高，可将高达99.5％以上的杂质去除，利于磁介质的维护和长期使用。
Description
技术领域
本发明属于矿物粉体原料机械工业设备清洗方法，具体涉及一种高梯度强磁选机磁介质的清洗方法。
发明内容
矿物精选加工领域，通过高梯度强磁选机去除产品中的杂质铁是惯用方法。不过，随着磁选机使用时长的增加，磁选机中的磁介质不可避免的被杂质所粘附，造成磁选效率的降低。这些杂质通常是由于生产矿浆中的木屑、细微塑料、铁屑、粗粒矿石和一些弱磁性混杂物等物质组成，杂质的复杂性造成磁介质清洗的复杂化，严重的影响了磁选机的使用效率。
目前，已经有几种方法在工业中使用，以清洗磁介质，例如超声清洗、酸洗和物理震落法。然而，这些方法通常要么仅在特定的条件(例如弱磁性混杂物极少)下才能有令人满意的效果，而且十分耗时；要么因需对磁介质进行敲击而容易对磁介质造成损伤。
授权公告号为CN 104399708 B的中国专利《一种磁选机磁介质的清洗方法》将超声处理和酸处理联合，提供了一种先对磁介质进行超声清洗，然后再进行酸洗的方法，这种方法在一定程度上提高了磁介质的清洗效率，节省了清洗时间和避免了对磁介质的损害。然而，该专利的方法没有解决磁介质清洗的清洁程度的问题，对于使用时长达到2周以上或者磁选矿物量达到1吨以上的磁介质，其对杂质的清除率不高于50％。这是由于杂质中的弱磁性混杂物往往容易与其它有机物杂质形成稳定的胶体，而因其具有磁性的原因，超声和酸洗的办法难以破坏其与磁介质之间的作用力，使其解吸。同时，超声机的使用也增加了该专利方法的使用成本。
授权公告号为CN 103495573 B提供了一种无需从磁选机上拆卸磁介质的清洗方法。该方法依据的是在机器运行时，本身的振动造成杂质与磁介质作用力的减弱的情况下，用清水进行冲刷杂质。这种方法依赖于机器的特殊结构，而且对弱磁性混杂物、结垢性杂质、粘粘性杂质(如油漆)等与磁介质具有较强作用力的杂质的清洗效果很差，仅可作为一般性的日常辅助清洗方法使用。
因此，本领域亟需一种耗时短、成本低、清洁效果好的、针对于高梯度强磁选机磁介质的清洗方法。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提供了一种高梯度强磁选机磁介质的清洗方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在磁选机停机状态下，将磁介质浸泡在清洗液A中不低于60分钟，浸泡时温度不低于15℃；
(2)在步骤(1)之后，利用清水冲洗磁介质，之后将磁介质浸泡在清洗液B中不低于5分钟，浸泡时温度不低于15℃；
(3)在步骤(2)之后，利用乙醇冲洗后，再用清水清洗磁介质至无乙醇残余，即可；
所述清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将10～50份纳米硅藻土、10～20份枸缘酸钠、0.2～1份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝5.0～6.0；
所述清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将100～150份香蕉水、200～300份乙醇和1～2份OP-10混合。
作为本发明的优选技术方案，在步骤(1)中，浸泡时间为60～90分钟，温度为15～30℃。
作为本发明的优选技术方案，在步骤(2)中，浸泡时间为5～60分钟，温度为15～30℃。
作为本发明的优选技术方案，在清洗液A中，所述纳米硅藻土的粒径分布为200～600nm。
作为本发明的可选技术方案，在配置所述清洗液A中，所述酸包括盐酸、硝酸、醋酸中的一种或多种。
作为本发明的一个优选技术方案，所述清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将30份纳米硅藻土、12份枸缘酸钠、0.5份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝5.5。
作为本发明的一个优选技术方案，所述清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将120份香蕉水、250份乙醇和2份OP-10混合。
作为本发明的一个优选技术方案，所述酸为盐酸。
本发明发现，对于磁选矿物量为1吨的磁介质，仅用酸液(如3％的稀盐酸)浸泡处理时，杂质的去除效率最多仅有30％，其中的杂质主要为木屑、纸屑和无磁性细小颗粒，而粘黏性杂质和弱磁性混杂物或胶体则仍还残留在磁介质表面上。经过大量的时间，我们发现，采用纳米硅藻土、枸缘酸钠和硫脲的酸性水溶液，可以极大的提高清洗磁介质的清洁效果，可以洗掉接近70％的弱磁性混杂物或胶体。其中的原因可能在于，纳米硅藻土可以加速微小粒径的弱磁性混杂物的团聚，并与其它杂质充分混杂，易于在冲洗时与磁介质分离。同时，硫脲偶尔会作为矿物的浮选剂成分，在上述杂质团聚混杂时，对于同性杂质的聚集也起到了一定的促进作用，使得团聚物的复杂度降低。不过，我们也同样发现，将纳米硅藻土替换为纳米膨润土之后，清洁效果大为降低，这说明高梯度强磁选机磁介质中的杂质的团聚驱动剂的选择是极为重要的。
在步骤(1)之后，我们利用上述清洁剂B进行进一步的处理，发现经过步骤(2)的处理后，可以去除磁介质中99.5％以上的杂质。值得指出的是，本发明整个清洗过程的耗时控制不超过2小时，且工作环境温度可在室温下进行，无需其它辅助机器，也无需在洗涤过程中进行震荡或者搅拌，实现了低成本、快速、高效清洁高梯度强磁选机磁介质的效果。
如本发明的一个对比实施例，当处理温度低于15℃(10～12℃)时，清洁效果出现明显的劣化。这提示温度对于上述团聚的程度是有明显影响的。本发明无需施加外源振动力(如超声波或者物理敲击)，依靠的是将清洗液中的物质与磁介质的杂质之间的范德华力、双电层力、磁团聚性以及纳米物质成胶能力的微观作用力，而温度是影响微观作用力的重要因素，这一定程度上可以解释温度对本发明效果的影响。不过，虽然温度对本发明有影响，但其要求仅仅是不低于15℃，该温度环境是很容易实现的。
本发明的有益效果：
本发明的清洗方法简单易行，无需复杂设备，耗时短，成本低，易于推广。本发明对于高梯度强磁选机磁介质的清洁程度高，可将高达99.5％以上的杂质去除，利于磁介质的维护和长期使用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
以四川甘孜州锂辉石矿作为目标矿物，以具有干净磁介质的高梯度强磁选机对其进行磁选，磁选1吨矿物后，停机，取下磁介质，晾干，利用刀片和毛刷多点对杂质取样，计算初始杂质含量(g/cm2)，然后对磁介质进行清洗并重新多点取样计算终末杂质含量(g/cm2)，计算清洁率。清洗时，调节磁介质表面温度与清洗液的初始温度一直。
对取样杂质成分分析，推算杂质的成分的组成情况如表1所示。注：因不同取样点杂质成分不一，因此，组成比例为推算，各组分的加和不为100％。
表1杂质成分组成
清洁率的计算公式＝(初始杂质含量-终末杂质含量)/初始杂质含量×100％。
所采用的清洁方法如下：
(1)将磁介质浸泡在清洗液A中75分钟，浸泡时温度为15℃～17℃(清洁液A初始温度为15℃，环境温度为15～17℃)；
(2)在步骤(1)之后，利用清水冲洗(普通自来水管冲洗)磁介质至清洁液A无残留，之后将磁介质浸泡在清洗液B中15分钟，浸泡时温度为15℃～17℃(清洁液B初始温度为15℃，环境温度为15～17℃)；
(3)在步骤(2)之后，利用乙醇冲洗后，再用清水清洗磁介质至无乙醇残余，即可。
其中：清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将30份纳米硅藻土(粒径分布为200～600nm)、12份枸缘酸钠、0.5份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝5.5；
清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将120份香蕉水、250份乙醇和2份OP-10混合。
实施例2
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：步骤(1)中的浸泡时间为90分钟，步骤(2)的浸泡时间为60分钟。
实施例3
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：步骤(1)中的浸泡时间为60分钟，步骤(2)的浸泡时间为5分钟。
实施例4
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：
清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将10份纳米硅藻土、20份枸缘酸钠、1份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝5.0；
清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将100份香蕉水、200份乙醇和2份OP-10混合。
实施例5
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：
清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将50份纳米硅藻土、10份枸缘酸钠、0.2份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝6.0；
清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将150份香蕉水、300份乙醇和1份OP-10混合。
实施例6
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于以硅铝矿物为目标矿物。目标矿物的杂质成分如表2所示。
表2杂质成分组成
对比实施例1
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：
步骤(1)和步骤(2)的浸泡时温度为10℃～12℃(清洁液A初始温度为10℃，环境温度为10～12℃)。
对比实施例2
参照CN 104399708 B进行清洗。注：超声时，本对比实施例选择不同的频率(20、40、60、90kHz)进行12小时的超声处理，酸溶液为pH＝6.5的稀盐酸，高压水为30MPa(冲洗时间为60分钟)。
对比实施例3
参照实施例1的方法，但仅进行步骤(1)的处理步骤。
对比实施例4
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：将纳米硅藻土替换为纳米膨润土(粒径分布300～500nm)。
对比实施例5
参照实施例1的方法，与实施例1的区别在于：清洗液A中不添加硫脲。
实验结果：
按照实施例1中的清洁率的算法，考察实施例1-5和对比实施例1-5方法下各自的清洁率，结果如表2所示。
表2
结合表1和表2的结果，我们可知温度对于清洁率的影响是重要的，由于温度影响着微观粒子的活动能力，因此可以推定本发明清洗液A中的物质与磁介质的杂质发生了便于利用清水清洗的反应。由于将纳米硅藻土替换为纳米膨润土之后，清洁率下降了约1/3，与弱磁性物质含量接近，我们考虑纳米硅藻土是促进弱磁性物质发生磁团聚的物质，当弱磁性物质团聚后，与胶体物发生进一步的团聚，弱化了弱磁性物质与磁介质的作用力，在清水的冲洗下，与磁介质发生分离。在利用清洗剂B时，由于其中含有香蕉水，能对漆类物质具有良好的清洗效果，但我们也发现当缺少OP-10之后，清洁率仅能达到86.3％，这提示通常作为乳化剂使用的OP-10可能在协助香蕉水进一步处理有机胶体粘结物的效果。
根据对比实施例2的结果可知，仅用超声波、酸洗和高压水冲洗，难以去除其中的弱磁性物质、漆类和胶体物，难以实现对磁介质的有效清洁，仅能作为日常的设备维护方法使用。
Claims (8)
1.一种高梯度强磁选机磁介质的清洗方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)在磁选机停机状态下，将磁介质浸泡在清洗液A中不低于60分钟，浸泡时温度不低于15℃；
(2)在步骤(1)之后，利用清水冲洗磁介质，之后将磁介质浸泡在清洗液B中不低于5分钟，浸泡时温度不低于15℃；
(3)在步骤(2)之后，利用乙醇冲洗后，再用清水清洗磁介质至无乙醇残余，即可；
所述清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将10～50份纳米硅藻土、10～20份枸缘酸钠、0.2～1份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝5.0～6.0；
所述清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将100～150份香蕉水、200～300份乙醇和1～2份OP-10混合。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在步骤(1)中，浸泡时间为60～90分钟，温度为15～30℃。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在步骤(2)中，浸泡时间为5～60分钟，温度为15～30℃。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在清洗液A中，所述纳米硅藻土的粒径分布为200～600nm。
5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在配置所述清洗液A中，所述酸包括盐酸、硝酸、醋酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗液A的配置方法如下：按重量份计，将30份纳米硅藻土、12份枸缘酸钠、0.5份硫脲混合，加入1000份水中，加入酸调pH＝5.5。
7.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗液B的配置方法如下：按重量份计，将120份香蕉水、250份乙醇和2份OP-10混合。
8.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述酸为盐酸。
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