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锡精矿中的铁和钨是两种最常见的杂质。铁含量过高会使锡精矿在冶炼时形成难熔的铁锡合金，增加熔炼难度和锡的损失；钨以黑钨矿形式存在时，其比重与锡石相近，重选难以分离。磁选技术利用锡石与铁矿物、黑钨矿在磁学性质上的差异，是实现三者分离的有效手段。本文从杂质特性出发，系统阐述磁选机在锡精矿除铁、除钨中的应用原理、设备选择与工艺设计。
锡石属于弱磁性矿物，比磁化系数约为0.5×10⁻⁶ cm³/g。这一特性使得锡石在常规磁选条件下不会被吸附，为磁选分离提供了基础。
铁在锡精矿中主要以磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等形式存在。磁铁矿属于强磁性矿物，可在弱磁场中回收；赤铁矿和褐铁矿属于弱磁性矿物，需要中强磁场才能有效分离。铁矿物与锡石的比磁化系数差异显著，是磁选除铁的技术基础。
钨在锡精矿中主要以黑钨矿形式存在。黑钨矿属于弱磁性矿物，比磁化系数约为30×10⁻⁶ cm³/g，远高于锡石。这一差异使得黑钨矿可以在强磁场中与锡石分离。白钨矿则属于非磁性矿物，磁选无法分离，需要采用浮选或电选等其他方法。
下表总结了三种矿物的磁学性质对比。
| 矿物名称 | 磁学性质 | 比磁化系数 | 磁选行为 |
|---|---|---|---|
| 锡石 | 弱磁性 | ~0.5×10⁻⁶ cm³/g | 不被吸附，非磁性产品 |
| 磁铁矿 | 强磁性 | ~30000×10⁻⁶ cm³/g | 弱磁场下吸附 |
| 赤铁矿 | 弱磁性 | ~30-50×10⁻⁶ cm³/g | 中强磁场下吸附 |
| 黑钨矿 | 弱磁性 | ~30×10⁻⁶ cm³/g | 强磁场下吸附 |
| 白钨矿 | 非磁性 | ~0.2×10⁻⁶ cm³/g | 不被吸附 |
根据铁杂质的类型和含量，除铁磁选设备的选择有所不同。
当锡精矿中铁杂质以磁铁矿为主时，采用弱磁选即可实现高效分离。湿式永磁筒式磁选机是最常用的设备，滚筒表面磁场强度通常在1000至3000高斯。矿浆进入磁选区后，磁铁矿被吸附在滚筒表面，随滚筒旋转至无磁区排出，锡石则随矿浆流向尾矿槽。
弱磁选除铁操作简单、成本低廉，可将磁铁矿含量降至0.5%以下。但弱磁选对赤铁矿、褐铁矿等弱磁性铁矿物的分离效果有限，需要采用更高场强的磁选设备。
对于赤铁矿、褐铁矿等弱磁性铁矿物，需要采用中强磁场设备。电磁平环强磁选机和高梯度磁选机是常用选择，工作场强通常在6000至15000高斯。
立环脉动高梯度磁选机是处理细粒级锡精矿的有效设备。其磁介质采用钢板网或钢毛，可产生很高的磁场梯度，对细粒弱磁性矿物的捕集能力强。设备配置脉动机构，可有效防止非磁性矿物的机械夹杂，提高选别精度。
某锡矿的锡精矿中含铁高达20%，严重影响冶炼指标。该矿采用“摇床重选-磁选脱铁”的工艺路线，在摇床面上方悬挂磁块，预先脱除部分强磁性铁矿物。经过两年多的生产实践，85%左右的锡精矿含铁量降低至冶炼要求，锡金属损失控制在3%至5%-3。
四川某低品位矽卡岩型锡矿采用“一段磨矿-摇床重选-低品位中矿再磨再选-摇精磁选脱铁”的工艺流程。摇床产出的粗精矿经磁选脱铁后，获得锡品位45.00%、回收率38.92%的优质锡精矿-7。
锡精矿中的钨以黑钨矿为主，磁选是利用两者磁性差异分离的有效手段。
黑钨矿属于弱磁性矿物，需要强磁场才能有效回收。湿式强磁选机的工作场强通常需要达到10000至20000高斯，才能将黑钨矿从锡石中分离出来。
在钨锡混合精矿的分离工艺中，磁选是关键技术环节。一种已获专利的选矿方法采用以下流程：将钨锡混合精矿先进行磨矿、浮选脱硫、磁选除铁得到除铁尾矿；除铁尾矿进行白钨常温浮选，得到白钨粗精矿和白钨浮选尾矿；白钨浮选尾矿利用磁选实现黑钨与锡石的分离，得到黑钨精矿和锡粗精矿-1。这一工艺路线的核心在于利用磁选精准分离黑钨矿与锡石，充分发挥了两者磁性差异的优势。
干式电磁强磁选机适用于粗粒级物料，处理粒度范围0.5至5毫米，场强可达14000至20000高斯。设备通过调节磁系参数和分选间隙，可以实现不同分离粒度的控制。
湿式高梯度磁选机适用于细粒级物料，锡精矿中-0.074mm粒级含量高时，湿式高梯度磁选机的分离效果更佳。立环脉动高梯度磁选机在钨锡分离中应用广泛，其分选精度高于干式设备。
针对微细粒嵌布的钨锡矿石，一种新型干式振动高梯度磁选机研制成功。该设备通过在垂直均匀磁场中引入简谐振动，有效解决了细粒物料聚团堵塞磁介质的问题。在磁感应强度0.6T、磁介质振动次数2200次/分钟的条件下，一次分选即可获得良好指标-6。这一技术为干旱缺水地区处理细粒钨锡矿石提供了新选择。
在实际生产中，锡精矿往往同时含有铁和钨杂质，需要将两种磁选作业合理配置。
弱磁-强磁联合流程适用于铁以磁铁矿为主、同时含黑钨矿的锡精矿。工艺流程为：锡精矿先进入弱磁选，磁场强度1000至3000高斯，脱除磁铁矿等强磁性矿物；弱磁选尾矿进入强磁选，磁场强度10000至15000高斯，分离黑钨矿；强磁选尾矿为最终锡精矿。
这一流程的优点是分选效果清晰，各作业针对性强。弱磁选的高效分离避免了强磁性矿物对后续强磁选的干扰。
工艺流程示意如下。
原锡精矿 → 弱磁选（除磁铁矿）→ 弱磁尾矿 → 强磁选（分离黑钨矿）→ 强磁尾矿（锡精矿）
当锡精矿中同时含有铁和钨，且部分铁以弱磁性氧化物形式存在时，磁选-重选联合流程更为适用。先通过强磁选将弱磁性铁矿物和黑钨矿一并脱除，得到磁选尾矿作为锡精矿；磁选精矿（含铁、钨）再进入重选，进一步分离回收有价成分。
在黄岗铁锡钨复杂多金属矿的综合回收中，研究者开发出“磁-浮-重”主干流程。该矿含铁高达38%以上，铁矿物主要为磁铁矿，采用先磁选可获得产率50%的铁精矿，大大节约了基建投资和生产成本。磨矿粒度确定为-200目占65%，使锡石的过磨降到较低程度。铁粗精矿再磨至-200目占90%，保证了铁精矿含锡低于0.25%-9。这一工艺体现了磁选优先、兼顾多金属综合回收的设计思路。
对于含有白钨矿的复杂锡精矿，白钨矿属于非磁性矿物，磁选无法分离。此时需要采用浮选分离白钨矿，电选脱除残留脉石。完整流程为：磁选除铁、磁选分离黑钨矿后，尾矿进入白钨浮选系统，浮选尾矿再经电选提纯-1。
磁选效果受多个操作参数影响，合理控制这些参数是保证分离效果的关键。
磁场强度是最核心的参数。弱磁选时场强过低会导致磁铁矿回收不彻底，场强过强会造成非磁性矿物的机械夹带。强磁选时，场强需要足够将黑钨矿吸附，但又不能过高以致锡石被夹带。最佳场强需要通过试验确定。
给矿浓度影响分选效果。给矿浓度偏高时矿浆粘度过大，非磁性矿物容易被机械夹带进入磁性产品；浓度偏低时处理能力下降。磁选除铁和除钨的给矿浓度通常控制在15%至25%。
给料粒度也需要严格控制。磁性矿物的回收率随粒度减小而下降，细粒级物料需要的场强更高。一般要求磁选给料中-0.074mm粒级含量不超过80%，过细的物料会影响分选选择性。
磁介质的规格对于高梯度磁选尤为重要。粗粒级物料选用大直径介质，细粒级选用细介质。介质堵塞会严重影响分选效果，需要定期冲洗。
下表汇总了不同作业的操作参数范围。
| 作业类型 | 磁场强度 | 给矿浓度 | 给料粒度 | 设备类型 |
|---|---|---|---|---|
| 弱磁除铁 | 1000-3000Gs | 20%-30% | <0.5mm | 筒式磁选机 |
| 强磁除铁 | 6000-12000Gs | 15%-25% | <0.2mm | 高梯度磁选机 |
| 强磁除钨 | 10000-20000Gs | 15%-25% | <0.2mm | 高梯度/干式强磁机 |
磁选分离效果受多种因素制约，以下是常见问题及优化措施。
铁矿物与锡石连生是导致锡损失的主要原因。当铁矿物与锡石呈紧密连生时，磁选会将连生体一起带入磁性产品，造成锡的损失。解决措施是增加磨矿细度，使铁矿物与锡石充分解离。在黄岗矿的实践中，铁粗精矿再磨至-200目占90%，有效降低了铁精矿中的锡含量-9。
矿浆温度对某些矿物的磁性有影响。赤铁矿在低温下磁性减弱，冬季生产时除铁效果可能下降。如条件允许，可对矿浆适当加热。
磁介质堵塞是高梯度磁选机的常见问题。细泥含量高时，磁介质容易被细泥堵塞，导致分选效果下降。解决措施是在磁选前增加脱泥作业，或加强磁介质的反冲洗频率。
黑钨矿与锡石的连生体在磁选中的行为复杂。连生体中黑钨矿含量越高，磁选越容易将其吸附。为减少锡损失，可采用多段磁选流程，每段设精选作业，回收磁性产品中的锡石。
根据锡精矿的杂质组成和含量，可以参考以下原则选择磁选方案。
铁杂质以磁铁矿为主时，选用湿式永磁筒式磁选机，弱磁选一段即可达到要求。设备投资低、运行成本省。
铁杂质以赤铁矿、褐铁矿为主时，需要采用中强磁场设备。湿式高梯度磁选机是首选，场强8000至12000高斯，配合适当的磁介质可有效回收弱磁性铁矿物。
钨杂质以黑钨矿为主时，选用湿式强磁选机或干式电磁强磁选机。场强要求10000至15000高斯以上。钨锡分离对分选精度要求较高，建议采用多段磁选或磁选-重选联合工艺。
同时含铁和钨杂质时，推荐采用“弱磁选-强磁选”联合流程。先弱磁脱除强磁性铁矿物，再强磁分离黑钨矿。两段磁选之间可设置浓缩作业，调整矿浆浓度以匹配下一段磁选要求。
对于锡精矿的磁选除杂，建议开展条件试验确定最优参数。通过正交试验考察场强、给矿浓度、给料粒度、磁介质规格等因素的影响，以锡回收率和杂质脱除率为评价指标，确定最佳操作条件。根据试验结果进行设备选型和流程设计，可获得最佳的经济效益。
