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Development Status and Analysis of Dry Magnetic Separation Equipment

Release date:2019-01-02  source:有色金属  Browse times:57

磁选是利用被分选物料磁性 (磁导率和磁化 比) 差异,在磁选机磁场中使矿物分离的一种有效 的物料处理方法。根据分选介质分为干式磁选机和 湿式磁选机。与湿式磁选复杂流程以及应用局限性 相比,干式磁选设备具有结构简单、投资少、运行 成本低廉、节能环保的优势,尤其干法工艺适用于 资源丰富而严重缺水的我国西部地区和北方寒冷地 区。同时在露天矿推广应用磁铁矿干式磁选 工艺对于有效回收低品位的磁铁矿石资源,促进矿 山企业的可持续发展,取得可观的经济效益和社会 效益。这些优势使干式磁选设备近些年在研究及 应用方面得到了较快的发展。

1 干式弱磁场磁选机

干式弱磁场磁选机包括干式圆筒磁选机和大块

矿石干式磁选机两类。

1.1 干式圆筒磁选机 细颗粒干式弱磁场磁选设备应用逐渐减少,细粒干式弱磁场磁选设备有若干优点,如工艺流程简 单,不消耗水,可以节省脱水、浓缩和过滤的作 业,因此投资少,厂房面积小,所以基建费用低。 然而,干式圆筒磁选机存在的瓶颈在于技术指标较 低、粉尘难以控制,所以随着环境保护的要求愈来愈 高,干选逐渐被湿式弱磁选机取代。目前细粒干式 弱磁场磁选设备仅用于缺水和严寒地区的选矿厂。

干式圆筒磁选机的发展缓慢,目前主要有 CTG 型永磁筒式磁选机和 LCG 型永磁筒式磁选机, 电磁磁选机基本没有生产。LCG 型永磁筒式磁选机 结构特点是磁系由铁氧体永磁体组成,磁系包角 270°,磁极极性沿周向交变。该磁选机分为单筒和双筒两种,单筒磁选机选别带可以通过调整挡板位 置来调节,双筒磁选机都可以通过调整磁系偏角来 适应不同的分选流程的需要。

1.2 大块矿石干式磁选机 近十年来,大块矿石干式永磁磁选机(磁滑轮)

作为选矿厂预先抛尾的一种有效设备,在不断的推 广应用,为选矿厂节能降耗起了重要作用。大块矿 石干式永磁磁选机发展很快,设备的技术性能不断 提高,其滚筒表面分选区磁感应强度从 150~180 mT 提高到复合磁系的 240 mT 以上,全磁 材组成复合磁系的大块矿石干式磁选机滚筒表面分 选区磁感应强度达 400 mT,最高点可达 500 mT, 且磁场作用深度大。大块矿石干式磁选机适用范围 不断扩大,处理粒度上限已从 75 mm 发展到 350 mm 以上。

大块矿石干式磁选机已在工业生产中获得广泛 应用,其中具有代表性的大块矿石干式磁选机是北京 矿冶研究总院研制的 CT 系列干式永磁磁选机 , 其分选粒度可达 100~300 mm,主要用于块矿矿石 的预选,可抛弃部分尾矿,同时用于有色属矿 石、建材、钢渣、炭和非金属矿等除铁和回收磁 性铁作业。马鞍山矿山研究院研究的 CTDG 系列的 大块矿石干式永磁磁选机主要用于干式预选,是 一种上部给料永磁带型块矿干式磁选机,外形类似 于 1 台短的皮带运输机,不同的是在于内部装有永 磁磁系的磁滚筒代替传动滚筒,采用电磁调速电动 机作为驱动电机,还设有磁系调整装置、分选漏斗 的隔板。

2 干式中磁场磁选机

干式中磁场磁选机是指介于弱磁场磁选机和强 磁场磁选机之间,磁感应强度在 300~800 mT 范围 的干式磁选设备。我国的干式中磁场磁选机已实现 了永磁化,主要适用于磁铁矿、假象赤铁矿、风化 磁铁矿、磁黄铁矿和焙烧磁铁矿等的矿物分选。作 为强磁选前的预选设备除去强磁矿物和铁性杂质以 及磁选厂尾矿回收和非金属尾矿提纯。

由于钕铁硼稀土永磁材料作为新一代永磁合金 出现,为高性能的永磁磁选设备的研发提供了可靠 的技术支持,中磁场的干式磁选机已基本为永磁。 中磁场永磁筒式磁选机,其永磁磁系的磁极设计结 构选用稀土磁材料以及辅助磁极结构的聚磁技术, 应用这两个主要技术手段,保证了其筒表磁场强度 提高以致达到中磁场强度区域内。该磁选机具有能耗小、结构简单、成本较低、应用范围广等优点。 CXY 稀土永磁摇摆磁系筒式磁选机,磁系 为开放式、渐开线扇形结构、摇摆动磁系设计。采

用高性能钕铁硼永磁材料通过挤压等方法制作磁系, 采用不锈钢分选筒,滚筒表面磁感强度 0.3~0.8 T, 且磁系摇摆,磁性物质在滚筒表面产生滑动位移及 翻滚,对滚筒有清理作用,滚筒不粘料,并有利于 物料的松散和与磁性物的分离。采用电磁振动给料 机给料,克服了稀土辊式磁选机超薄皮带易磨损的 问题。无气隙,物料不阻塞,可在单台设备上采用 多滚筒结构,实现多次分选,适宜铁含量比较高的 非金属矿物的除铁提纯。

3 干式强磁场磁选机

3.1 干式电磁强磁场磁选机 感应辊式强磁选机是具有一定代表性的干式电

磁磁选机,其主要用于粗粒铁矿石的预选和有色 金属矿物中黑钨石、锡石与褐铁矿的分离。设 备结构由电磁系统、选别系统和传动系统三部分组 成。电磁系统是该设备的主要组成部分,用于产生 分选区的强磁场,包括激磁部分、铁芯、感应器和 极头组成闭合磁路。

GCG 型干式电磁感应辊强磁选机一般有三 种类型:单辊、平行双辊和垂直双辊。单辊能够完 成一次分选的过程,水平双辊磁选机相当于两台单 辊磁选机并行安装,其目的是提高处理能力,其中 垂直双辊磁选机可以在一台设备上连续进行两次分 选,等同于两台单辊串联。影响磁感应强度 GCG 干式电磁感应辊强磁选机的主要因素是工作间隙, 一般情况下为 3~7 mm,在分选较粗的矿物时应选 用较大的工作间隙,而在分选较细的矿物时则选用 较小的工作间隙。该系列设备主要由线圈、机架、 磁轭、槽体、感应辊和振动给料器等部件组成,其 中激磁方式采用电磁激磁,而冷却方式是自然风 冷,同时具有调节范围大、磁场强度高、节能环保 等优点。

3.2 干式永磁强磁场磁选机 在矿物加工领域,磁选设备由于永磁材料的开物料的辊式磁选机。永磁辊式磁选机的质量和尺寸 比电磁感应辊式磁选机要小,且没有空气间隙,可 以处理大颗粒,使永磁辊式磁选机在技术和经济方 面获得显著效果 [10]。

3.2.1 DPMS 系列永磁筒式强磁选机

DPMS 系列永磁筒式强磁选机的特点:磁路设 计新颖(专利),分选效率高,分选磁场强度不低于 1.2 T,圆筒表面采用特种耐磨材料作保护层,避 免了圆筒磨损。主要用于分选-45 mm 赤铁矿、褐 铁矿、锰矿、铁矿、钨矿、石榴子石矿以及 非金属物料的除铁。

DPMS 系列永磁筒式强磁选机已经在马钢姑山 铁矿、海南铁矿及全国各锰矿得到应用。

3.2.2 多筒干式强磁选机 现阶段多筒干式强磁选机由多个磁筒从上至下

设计在同一台设备上,其物料在磁滚筒间隙进行多 滚筒的连续分选,工艺流程和物料性质决定磁滚筒 的数量。在非金属矿除铁和弱磁性矿物分选应用中 通常选用 2~3 个磁筒,而对于要求更高的稀有金属 除铁或多种产品分离时多设计为 4~5 个磁筒。北京 矿冶研究总院研发的 RTG 型干式强磁选机具有 结构简单、磁场强度高、性能稳定、运行成本低等 优点,主要用于工业上对粗颗粒矿物的干式磁选分 选。其磁选机性能特点:采用永磁性磁体,分选性 能稳定、省能耗、减少生产和维修费用;磁场强度 高、梯度大,挤压磁系结构的磁筒表面的最高磁场 强度能达到 1.0 T,同时磁选机的磁场梯度达 0.3 T/mm;采用挤压磁系结构,使其在圆周上磁场的 变化不大,同时减少了在筒体表面翻转造成磁性物 的流失,具有较高磁性物回收率的优点;采用上部 给料的方式,使物料直接给到筒皮表面,充分利用 了磁场对于磁性矿物的作用力。

4 干式高梯度磁选机

高梯度磁选机是在强磁选机的基础上发展起来 的一种新型强磁选设备,是在包铁螺线管所产生的 均匀磁场中,设置钢毛、钢板网之类的聚磁介质, 使之在径向表面产生高度不均匀的磁场。近年来, 我国研制的 SLon-1000 干式振动高梯度磁选机是一 种正在发展的设备,可望应用于细粒弱磁性矿的干 法分选。

4.1 SLon-1000 干式振动高梯度磁选机

干式振动高梯度磁选机是一种用于非金属矿干 式除铁的新型高梯度磁选机,而影响干式振动高梯

度磁选机的分选效果主要因素有:转环转速、分选区场强、振动振幅及振动频率。SLon-1000 干式振动高梯度磁选机,该设备采用了连续振动给矿、连 续振动分选、振动排出磁性物的设计,相对较好地 解决了干式磁选中物料的流动问题。

与 SLon 系列湿式立环脉动高梯度磁选机相比, 干式振动高梯度磁选机具有以下优势:1) 干式分 选可以节约大量的水;2) 干矿直接分选就可得到 所需产品。同时无需浓缩、脱水、干燥等设备,可 大大节省投资和管理费用。总之,SLon-1000 干式 振动高梯度磁选机可满足我国广大中、小非金属矿 对于干式除铁的分选要求。该设备的研制成功,有 利于对细粒弱磁性矿的干式分选,同时为进一步提 高我国非金属矿的综合选矿水平、提高综合经济效 益做出贡献。

4.2 TYCX 系列干式永磁辊式磁选机 [13]

TYCX 系列干式永磁辊式磁选机是针对弱磁矿 物在磁场区所受磁力小、位移能力差的情况而设计 的,其设计既有超磁感应强度,同时采用超高梯度 磁路设计,使弱磁性矿物进入分选区处于极不稳定 的翻滚位移状态。物料在进入分选区之前,使物料 均匀分布在传送带表面,有利于磁场的有效作用, 当被选物料进入分选区后,磁性矿物便尽可能多的 随传送带被磁辊带离非磁性矿物流,而达到分选效 果。该设备广泛应用于非金属矿、稀有金属矿、有 色金属矿和磨料等弱磁性矿物的富集及除铁提纯。 处理物料粒度范围为 0.047~60 mm,分级粒度越 细,分选效果越佳。TYCX 系列磁选机现今已销往 全国各地的不同用户,分别用在石英长石、赤铁 矿、高岭土红柱石蛭石、霞石、镜铁矿等诸多 矿种的分选提纯生产中,收到了显著效果。

5 对我国干式磁选设备研究的思考

由于我国特殊的铁矿资源构成,使得我国在铁 矿选矿技术方面,有机会站在国际铁矿选矿技术的 前沿。然而,纵观我国的磁选技术及磁选设备的研 究概况,在基础研究方面是远远不够的,主要表现 在对磁场特性的研究和磁路结构的创新上。国内的 诸多研究往往只强调磁场的高强度和高梯度。磁系 结构的设计则往往拘泥于高性能(高磁能积)永磁 材料的选择,而不研究磁性材料其他性能参数对磁 场特性的影响,只有将所要分离的物料特性和磁场 特性结合起来,方能解决磁选技术的合理性和磁选 设备设计的有效性。

 

磁选设备的高分选精度、设备大型化、专用化 和节能化是磁选设备未来发展趋势和市场竞争的焦 点。研制微细物料干选、永磁化将是磁选领域的一 个发展方向,同时研究在磁场主导下的多力场 (风 力、离心力、重力、电场力、水力) 磁选技术也将 是磁选技术的发展的关键。

 
 
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