新型旋转磁场干选机在细粒干选领域的研究及应用.pdf

2 0 1 7 年增刊有色金属 选矿部分 8 1 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．z 1 ．0 1 6 新型旋转磁场干选机在细粒干选领域的研究及应用 赵海亮，冉红想，魏红港，赵瑞敏 北矿机电科技有限责任公司，北京1 0 0 1 6 0 摘 要在矿业新常态下，细粒干式磁选越来越受到各大选矿厂的重视，对于含粉矿量较多的干式磁选，由于细粉颗粒间 分子间作用力的影响较大，采用常规干式磁选机进行分选时效果不佳，适于细粉矿干选的新型干式磁选机的研发成为亟待解 决的问题。本文介绍了X C T G 型旋转磁场磁选机的分选原理、主体结构及性能特点．并通过其在铁矿山及冶金粉材领域的试 验应用，证明了其在分选细粒尤其是含粉矿量较多矿物时分选技术的先进性，具有较为广泛的应用前景二 关键词粉矿干选；旋转磁场；预选抛废；提纯除杂 中图分类号T D 4 6 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 S 0 - 0 0 8 1 - 0 4 R e s e a r c ha n dA p p l i c a t i o no ft h eN e wR o t a r yF i e l dD r y i n gM a c h i n e i nt h eF i e l do fF i n eD r yS e p a r a t i o n Z H A OH a i l i a n g ，R A NH o n g x i a n g ，W E IH o n g g a n g ，Z H A OR u i m i n B G R I M MM a c h i n e O , A u t o m a t i o nT e c h n o l o g yC o ．，L t d ．，B e 彬n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t I nt h em i n i n gn e wn o r m a l ，f i n ed r ym a g n e t i cs e p a r a t i o ni sm o r ea n dm o r ev a l u e db yt h em i n e f a c t o r yf o rp o w d e ro r ec o n t e n tm o r ed r ym a g n e t i cs e p a r a t i o n ，b e c a u s eo ft h ei n f l u e n c eo ft h em o l e c u l a ri n t e r a c t i o n s b e t w e e np o w d e rp a r t i c l e si s l a r g e r ，t h ee f f e c t o ft h ec o n v e n t i o n a ld r ym a g n e t i cs e p a r a t o rf o rs e p a r a t i n gw a sn o t e f f i c i e n t ，n e wt y p ed r ym a g n e t i cs e p a r a t i o nm a c h i n eo fd r yc l e a n i n gw h i c hi s s u i t a b l ef o rf i n e p o w d e rg r i n d i n g r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n tb e c o m eap r o b l e mt ob es o l v e d ．X C T Ga r ei n t r o d u c e di nt h i st y p eo fr o t a t i n gm a g n e t i c f i e l dm a g n e t i cs e p a r a t o rs e p a r a t i o np r i n c i p l e ，m a i ns t r u c t u r ea n dp e r f o r m a n c ec h a r a c t e r i s t i c s ，a n dt h r o u g ht h et e s ti n t h ef i e l do fm e t a lm i n e sa n dm e t a l l u r g i c a lp o w d e rm a t e r i a l ，h a sp r o v e di t se s p e c i a l l yi nf i n eg r a i n e da d v a n c e m e n to f h i g ht e c h n o l o g y ，t h eo r e f i n e sc o n t e n th a saw i d e ra p p l i c a t i o np r o s p e c t ． K e yw o r d s o r ep o w d e rd r ys e p a r a t o r ；r o t a t i n gm a g n e t i cf i e l d ；d i s c a r d i n gw a s t e ；p u r i f y i n g 干式磁选的特有优势使其近些年得到较快的发 展和应用，随着其应用范围的扩展，进行干式磁选的 研究越来越深入，采用干法手段处理细粉颗粒的需 求越来越急迫⋯。对于常规干式磁选机，目前在遇 到粒度较小且粉矿量较多的情况时，分选效果并不 尽如人意，新型旋转磁场于选机的研制，为处理粉矿 较多的矿石提供了一种较为有效的分选手段旧。。 新型旋转磁场干选机是近些年来发展迅速的一 种干式分选设备，其特点在于磁系与筒体异步旋转， 磁系在高速旋转过程中在分选空间内产生N 、S 极高 频交变磁场，磁性矿粒在磁筒表面随磁筒滚动的同 时在交变磁场中自身做翻转运动，脉石和非磁性颗 粒在数倍于常规磁选机产生的翻转运动下被大量的 抛除，因此在处理细粉矿石时，脉石等非磁性细粉矿 物在高频翻转过程中更容易被抛除，分选精度高，精 矿品位提升幅度大旧j 。目前广泛应用于含粉矿量较 多的磁铁矿磨前预选和干式精选作业以及冶金粉材 的除杂提纯等领域；4 。。 新型旋转磁场干选机作为一种高精度干选设 备，具有以下性能特点。5 “ 1 采用磁系和简体异步旋转的设计方式，在磁 筒表面产生一种高频交变磁场，矿石颗粒及连生体 在分选过程中的翻转次数数倍于常规干选设备，在 翻转过程中，能够将夹杂的脉石抛除，进而提高铁精 矿产品的质量。 2 磁性颗粒在高频旋转的磁场中运动时，不仅 受到磁场引力，还会受到磁场和磁性颗粒所遗留的 剩磁产生的磁斥力，引力和斥力相互交替，微观层面 基金项目北京市科技计划项目 Z 1 6 1 1 0 0 0 0 1 2 1 6 0 0 1 收稿日期2 0 1 7 - 0 7 1 0 作者简介赵海亮 1 9 8 6 ． ，男，河北省廊坊人，硕士，工程师，从事磁选设备的设计及优化工作。 万方数据 8 2 - 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 表现为磁团聚体的高频翻转，观感上表现为物料在 磁筒表面产生“沸腾”现象，在振荡过程中夹杂在磁 团聚体中的脉石颗粒被大量抛除。 3 该类磁选机采用新型磁系设计理念，在分选 空间内的磁场力大于普通磁选机，从而可在获得较 高精矿品位情况下获得合格尾矿。 4 设备可调的参数较多，可根据矿石性质调节 相关参数以提高分选精度。常规筒式干选机只能通 过调节简体转速和分料位置来提高分选效率，而该 类设备在此之外还可以调节磁系转速、转向及料层 厚度来实现分选效率的提高。 5 该类设备采用新型非金属复合材料简体，常 规筒式干选设备当磁场强度较高时，会在磁筒表面 产生严重的涡流损耗，一方面会消耗大量的额外功 率，增加选矿成本；另一方面由于涡流产生大量的热 量无法驱散，磁性材料长期在高温环境下工作严重 影响使用寿命，而本设备采用的复合材料筒体，可完 全避免涡流损耗，轻质高强，适用性强。 新型旋转磁场干选机自问世以来，进行了大量 的实验室试验及工业试验，均取得了较为理想的试 验效果。 1 新型旋转磁场干选机磁铁矿预选试验 1 ．1 内蒙某矿磨前细粒干选试验 矿石特点矿样经高压辊磨后粒度一3m m ，微细 粉矿占约3 0 ％，含水量5 ．5 ％e ，原矿品位1 7 ．5 ％现场 目前采用常规箱式粉矿干选机，无法现场满足精矿 位 2 2 ％，抛废率 5 0 ％，尾矿磁性铁 m F e 0 ．3 ％ 的要求，现场分选指标见表1 。 表l 常规箱式粉矿干选机试验数据 T a b l elT h ec o n v e n t i o n a lb o x t y p e o r e p o w d e r s e p a r a t o rt e s td a t a 表2X C T G 0 4 0 4 旋转磁场干选机试验数据 T a b l e2 X C T G 0 4 0 4 r o t a t i n gm a g n e t i c f i e l d d r y m a c h i n et e s td a t a 为达到现场指标要求，针对现场矿样特点，采用 X C T G 0 4 0 4 旋转磁场磁选机进行了试验室试验 如图 1 ，试验数据见表2 。 图lX C T G 0 4 0 4 干式旋转磁场磁选机现场使用图 F i g ．1 F i e l dd i a g r a mo fX C T G 0 4 0 4d r yr o t a t i n g m a g n e t i cf i e l ds e p a r a t o r X C T G 型带式旋转磁场干选机抛废率可达到 5 3 ．8 4 ％，精矿品位提高2 2 ．8 3 ％，尾矿磁性铁仅 0 ．0 9 ％，全铁回收率达到6 1 ．8 l ％，磁性铁回收率则 高达9 8 ．9 4 ％，指标满足现场使用要求，与常规箱式 干选机抛废指标对比，抛废产率较高，X C T G 型带式 旋转磁场干选机指标较好，尤其是尾矿磁性铁品位 仅0 ．0 9 ％。 1 ．2 甘肃某矿细粒干选试验 矿石特点矿石粒度一3m m ，其中一1m m 细粒 级矿石占5 5 ．5 ％且多为细粉矿石，原矿全铁含量为 8 ．4 3 ％，目前现场采用的是箱式干选机进行分选，由 于矿石中粉矿占比的升高，干选机指标已经无法满 足现场的使用需求，基于以上需求，采用X C T G 型旋 转磁场磁选机进行对比试验，试验数据见表3 。 表3X C T G 0 4 0 4 旋转磁场干选机试验数据 T a b l e3X C T G 0 4 0 4 r o t a t i n gm a g n e t i c f i e l d d r y m a c h i n et e s td a t a 由试验结果可知，在粉矿占比较大的情况下， X C T G 型旋转磁场磁选机在确保尾矿磁性铁含量不 超标的前提下，精矿指标明显优于常规箱式干选机， 满足现场使用需求。 万方数据 2 0 1 7 年增刊 赵海亮等新型旋转磁场干选机在细粒干选领域的研究及应用 8 3 1 ．3 河北某贫磁铁矿磨前干式预选工业试验 矿石特点某鞍山式贫磁铁矿，矿石粒度一2 5 m m ，给矿品位较低T F e ％品位约2 3 ％，现场抛废率 较低，造成人磨品位低，磨机负荷量大的问题，采用 表4 T a b l e4 X C T G 0 8 1 2 型旋转磁场磁选机进行工业试验后 如图 2 ，抛废率由原来的7 ％～8 ％升高到1 6 ％～1 7 ％， 精矿品位由原来的T F e ％2 7 ．1 5 ％升高到2 8 ．2 5 ％， 磨矿成本大幅降低，表4 是具体的工业试验结果。 试验对比数据 T e s tc o m p a r i s o nd a t a 图2X C T G 0 81 2 干式旋转磁场磁选机现场使用图 F i g ．2 F i e l dd i a g r a mo fX C T G 0 812d r yr o t a t i n g m a g n e t i cf i e l ds e p a r a t o r 2 新型旋转磁场干选机7 台金粉材除杂 提纯试验 干式磁选机在冶金粉材领域的提纯除杂是一个 全新的应用领域，与常规铁矿山铁矿石选矿不同，冶 金粉材自身密度较大，粒度细 一0 ．0 1m m 粒度占 4 0 ％，一0 ．5m m 以下粒度占9 0 ％ ，矿石间的分子间 作用力影响较大，对磁选设备的分选精度、给料均匀 性及除尘密封结构等要求较高，分选难度较大。 鞍钢冶金粉材厂前期使用常规磁滚筒和粉矿干 选机进行了半工业试验，由于矿石粒度较细，分选效 果很不理想；针对以上情况，在常规铁矿用旋转磁场 于选机的设计基础上，优化了微细粒粉矿均匀布矿 方式与除尘密封装置，重新进行了磁路优化，设计出 了适于处理粒度较细的冶金粉材的分选设备见图3 ， 并通过进行多因素条件试验，确定最优的设备参数。 2 ．1 磁系转速试验 当旋转磁场磁选机磁系转速不同时，矿石颗粒 在分选空间内的翻转次数不同，分选效果也会有差 异。在其他设备工艺参数不变条件下，考察了设备 在磁系转速分别为6 0 、9 0 、1 2 0r ／r a i n 条件下分选效 果，试验结果见表5 。 表5旋转磁场干选机磁系转速试验数据 T a b l e5 R o t a t i n gm a g n e t i cf i e l dd r ym a c h i n em a g n e t i c s p e e dt e s td a t a 由磁系转速试验结果可知，当磁系转速在1 2 0 r ／m i n 时，分选效果最好，对于冶金粉材，在相同设备 参数条件下，磁系转速越高，分选指标越好。 2 ．2 输送带带速试验 当旋转磁场磁选机输送带速不同时，速度越高， 抛废率越高，精矿品位越高，同时尾矿中磁性矿含量 也越高。进行输送带速试验，在保证尾矿磁性物含 量不超标的前提下，精矿品位尽可能地提高。 由表6 试验结果可知，在保证尾矿指标合格的 前提下，输送带速越高，铁精矿品位提升幅度越大。 2 ．3 处理量试验 对于微细粒冶金粉材的分选，处理量是一个影 响分选指标的重要因素，在满足现场使用要求且其 他设备参数一定的前提下，处理量越小输送带表面 的料层厚度越薄，分子间作用力相互间的影响越小， 分选指标越好。 万方数据 8 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 图3X C T G 0 816 干式旋转磁场磁选机 在冶金粉材厂的应用 F i g ．3A p p l i c a t i o no fX C T G 0 8 16d r yr o t a t i n g m a g n e t i cf i e l dm a g n e t i cs e p a r a t o ri n m e t a l l u r g i c a lp o w d e rp l a n t 3 总结 1 干式旋转磁场磁选机作为一种新型的干式磁 选设备，其磁系与简体高频异步旋转，在分选过程 中，细粉磁性颗粒在磁筒表面产生数倍于常规磁选 设备的翻转，脉石等非磁性矿物在高频翻转过程中 得到有效抛除，因此是目前分选精度较高的干式磁 选设备，适用范围广，特别适用于含粉矿等细粒矿石 较多的磁铁矿磨前预选和冶金粉材的提纯除杂。 2 干式旋转磁场磁选机除常规设备调整参数 外，其他可调参数较多，可根据矿石特性和处理量调 整；磁系的旋转频率越高，矿石颗粒在分选过程中翻 转次数越多，脉石及非磁性颗粒被抛出的几率越高； 输送带带速越快，矿石颗粒产生的离心作用越明显， 精矿品位越高；在满足使用要求的前提下，处理量越 小，料层厚度越薄，分选精度越高。 3 大量试验显示，干式旋转磁场磁选机作为一 种高精度分选设备，在处理细粒矿石尤其是粉矿时 分选精度明显高于其他单一磁选设备，在精矿品位 大幅提升的同时尾矿品位得到有效的控制，在磁铁 矿磨前预选和冶金粉提纯除杂等领域有着较为广阔 的发展前景一剖。 参考文献 [ 1 ] 王常任．磁电选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 6 2 8 ． [ 2 ] 刘永振．近几年磁选设备的研制和应用[ J ] ．有色金属 选 矿部分 ，2 0 1 0 增刊1 ．6 4 - 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