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干式磁选设备发展现状与分析

2011年增刊1··基金项目:国家自然科学基金创新研究群体项目(50921002);国家自然科学基金资助项目(51074156);江苏省基础研究计划—创新学者攀登项目(BK2010002)收稿日期:2011-05-30作者简介:张博(1989-),男,辽宁新民县人,硕士,主要从事矿物加工工程及二次资源利用等方面的研究。

张博1,2,屈进州1,2,吕波1,2(1.中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;2.煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏徐州221008)干式磁选设备发展现状与分析摘要:介绍国内干式磁选设备的研究现状,分别介绍干式弱磁选机、中磁选机、强磁选机和高梯度磁选机。

分析不同设备的发展现状和应用情况,针对我国干式磁选机的现状提出新的设计思路。

对国内干式磁选设备的结构形式、分选方式及其特性等进行分析,并深入探讨国内新型磁选设备的发展和研究趋势,建议大力发展永磁化磁选设备和多力场的磁选设备。

关键词:干式磁选机;高梯度;综述;研究趋势;发展现状中图分类号:TD457文献标识码:A 文章编号:1671-9492(2011)S0-0155-04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[1-2]。

同时在露天铁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[3]。

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[4]。

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[5]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DO I :10.3639/j.issn1671-9492.2011.z1.034Development Status and Analysis of Magnetic Separation EquipmentsZHANG Bo 1,2,QU Jinzhou 1,2,LV Bo 1,2(1.School of Chemical Engineering and Technology ,China University of Mining andTechnology ,Xuzhou Jiangsu 221116,China ;2.Key Laboratory of Coal Processing and High Efficient Cleaning &Utilization of Ministry of Education ,Xuzhou Jiangsu 221008,China )Abstract :The paper introduces the research status of domestic dry magnetic separation equipmentsfrom 4aspects respectively:dry weak magnetic separator ,magnetic separator ,strong magnetic separator and high -gradient magnetic separator.The paper analyzes the development status and application of above different equipments and proposes a new design approach for domestic dry magnetic separation equipments.Furthermore ,the paper analyzes the structure form separation methods and their characteristics of magnetic separation equipments ,and deeply discusses the domestic development and research trends of new magnetic separation equipments and thus proposes the development trends of permanent magnetization magnetic separation equipments and multi-field magnetic separation equipments.Key words :dry magnetic separator ;high gradient ;research trends ;development status有色金属(选矿部分)1552011年增刊1·有色金属(选矿部分)·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240mT以上,全钕铁硼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400mT,最高点可达500mT,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75mm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[6],其分选粒度可达100~300mm,主要用于块矿矿石的预选,可抛弃部分尾矿,同时用于有色金属矿石、建材、钢渣、煤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[7]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300~800mT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[8],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0.3~0.8T,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,其主要用于粗粒铁锰矿石的预选和有色金属矿物中黑钨和锡石、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[9]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3~7mm,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发、永磁材料性能的改进和永磁体磁能积的不断增大,磁选设备得到了长足的发展。

近年来随着稀土永磁材料的开发,制造出磁力比强磁场电磁磁选机还要高的永磁辊式磁选机。

虽然磁感应强度不易调节,但可以通过合理地选择永磁材料和优化辊的几何外形,设计出能处理不同粒度和不同比磁化系数1562011年增刊1··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]。

3.2.1DPMS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1.2T,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-45mm赤铁矿、褐铁矿、锰矿、钛铁矿、钨矿、石榴子石、铬矿以及非金属物料的除铁。

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