磁选设备和固液分离设备的使用现状与发展前景.pdf

S e r i e s N o . 3 4 7 M a y 2 0 0 5 金属矿山 ME T AL MI NE 总第3 4 7 期 2 0 0 5 年第5 期 机电有动化 磁迄议备和固液今离议备的使用现状与发展喻碌 盛 放 吴芬明 李书 会 中钢集团马鞍山矿山研究院 摘要 效化的要求 关键词 通过对磁分离设备的使用现状阐述及分析， 提出金属矿山选矿工艺对磁分离设备大型化、 专用化、 高 ， 介绍了国内部分磁选设备、 固液分离设备及发展前景。 磁选设备固液分离设备永磁材料 A p p l i c a t i o n S t a t u s o f Ma g n e t i c S e p a r a t i o n E q u i p m e n t a n d I t s D e v e l o p m e n t P r o s p e c t S h e n g F a n g W u F e n m i n g L i S h u h u i M a a n s h a n I n s t it u t e of M i n i n g R e s e a r c h , S i n o - S t e e l G r o u p A b s t r a c t B a s e d o n t h e d e s c r i p t i o n a n d a n a l y s i s o f t h e a p p l i c a t i o n s t a t u s o f m a g n e t i c s e p a r a t i o n e q u i p m e n t , i t i s p r o - p o s e d t h a t , f o r t h e b e n e fi c i a t i o n t e c h n o l o g y o f m e t a l l i c m i n e s , l a r g e ， s p e c i a l a n d h i g h e f f i c i e n c y m a g n e t i c s e p a r a t i o n e q u i p - m e n t s h o u l d b e u s e d . S o m e d o m e s t i c m a g n e t i c s e p a r a t i o n e q u i p m e n t a n d s o l i d - l i g u i d s e p a r a t i o n e u i p m e n t a n d t h e i r d e v e l o p - m e n t p r o s p e c t a r e d e s c r i b e d . K e y w o r d s M a g n e t i c s e p a r a t i o n e q u i p m e n t , S o l i d - l i q u i d s e p a r a t i o n e q u i p m e n t , P e r m a n e n t m a g n e t i c m a t e ri a l s 1 磁选设备的使用现状万t ， 年新增效益5 7 0 2 . 8 7 万元。 磁选设备的结构多种多样， 分类方法也比 较多。对于弱磁性铁矿石干式预选， 近年来用强磁选 根据磁场强度分为弱磁场磁选机、 中磁场磁选机、 强设备代替重选设备， 使预选指标得到了明显改善， 如 磁场磁选机; 根据选分介质分为干式磁选机、 湿式磁梅山铁矿选矿厂对2 0 - 2 m m粒级物料用安徽天源 选 机; 根 据 磁 源 分 为 永 磁 磁 选机、 电 磁 磁 选 机。科 技股 份 有限 公司 研 制的Y C G 一 小 3 5 0 m m x 1 0 0 0 目 前我国磁铁矿山主要采用永磁大块矿石干式m m粗粒永磁辊式强磁选机代替粗粒跳汰机， 使尾 磁选机进行预选， 采用湿式永磁筒式磁选机进行粗矿品位由2 5 降低到 1 0 - 1 2 ， 粗精矿作业产 选、 扫选、 精选和尾矿再选， 选别设备正在向大型化、率在7 0 以上， 年经济效益在1 0 0 0 万元以上。与 专 用 化、 高 效 化 发 展。美国I N P R O S Y S 公司币 3 0 0 m m x 1 0 0 0 m m双 辊强 对强磁性铁矿石用永磁大块矿石干式磁选机进磁选机相比， 精矿品位高2 . 9 个百分点， 尾矿品位低 行预选， 在国内的磁选厂得到了全面推广应用。在1 . 0 2 百分点， 金属回收率高2 . 8 5 个百分点。 粗碎、 中碎、 细碎和人磨前采用块矿干式磁选机能将湿式筒式磁选机是强磁性铁矿石的主要选别设 混人矿石中的废石抛出8 0 以上， 增加了磨矿处理备， 目 前在给矿方式、 磁系设计、 槽体型式、 传动机构 能力， 提高了人磨矿石品位， 降低了能耗。如鞍钢弓以及大型化、 专用化、 高效化方面有很大进展。安徽 长岭矿业公司2 0 0 0 年9 月开始分别在二选车间、 一天源科技股份有限公司生产的币1 0 5 0系列湿式磁 选车间选用安徽天源科技股份有限公司生产的C T - D G一 1 2 1 4 N , C T D G一 1 2 2 0 N型永磁大块矿石干式磁 选机， 其中C T D G一 1 2 2 0 N型干式磁选机是目 前国 内处理能力最大、 结构最新的干式磁选机， 单机最大 处理能力为1 5 0 0 t / h ， 最大人选矿块直径3 5 0 m m , 该项技术应用于生产后， 实现年增产铁精矿2 7 . 2 6 选机有低场强、 中场强和高场强、 不同磁系结构、 槽 体型式等多种设备， 用于粗选、 扫选、 精选和尾矿再 选。为了解决本钢歪头山铁矿选矿工艺流程优化 盛放 1 9 6 4- ， 男， 中钢集团马鞍山矿山研究院， 高级工程师， 2 4 3 0 0 4安徽省马鞍山市湖北路9 号。 3 6 盛放等 磁选设备和固液分离设备的使用现状与发展前景 2 0 0 5年第5期 自 磨机与球磨机2 1 所需设备， 安徽天源科技股 份有限公司研制了X C T B 1 2 0 0 m m x 3 2 0 0 m m大处 理量湿式筒式磁选机， 与现场工程技术人员共同研 究不断改进， 已于2 0 0 3 年研制成功。经工业生产考 核， 单机处理量可达 1 6 0 t / h以上， 在给矿铁品位 2 9 . 3 4 ， 精矿铁品位4 7 . 3 8 ， 产率5 6 . 9 7 ， 铁回 收率9 1 . 9 9 ， 尾矿铁品位5 . 4 6 ， 该设备也已经在 其他选厂推广应用。北京矿冶研究总院目 前最大规 格的设备为中1 0 5 0 m m x 3 0 0 0 m m ， 有用于预选、 粗选、 精选及尾矿再选的B K Y , B K C , B K J , B K W型 湿式筒式磁选机; 包头新材料应用设计研究所生产 的B X系列磁选机以磁力在径向分布较均匀、 磁系 包角大、 磁极数多、 特制的槽体结构等特点， 近年来 在磁选厂也开始推广应用。 强磁性铁矿石的精选设备国内目 前有低场强多 极磁选机、 磁聚机、 磁选柱、 立式脉冲振动磁场磁选 机、 低场强脉动磁选机、 低场强自 重介跳汰机等。它 们的共同特点是利用弱磁场和重力场联合作用， 使 磁夹杂的脉石脱出， 提高精矿铁品位， 目 前以 低场强 多极磁选机、 磁聚机和磁选柱在生产中应用较多、 精 选效果好。 细粒弱磁性铁矿石需用强磁选设备分选， 目 前 国内 铁矿选厂应用较多的是S 帅型及S L o n 型2 种。 该类设备最典型的代表是赣州有色冶金研究所研制 成功的S L o n 系列立环脉动高梯度磁选机， 它是一种 适合于分选细粒弱磁性矿物的高效磁选设备， 其转 环立式旋转、 反冲精矿、 并配有脉动机构， 具有富集 比大、 分选效率高、 磁介质不易堵塞、 对给矿粒度、 浓 度和品位波动适应性强、 工作可靠、 操作维护方便等 优点。S L o n 磁选机最初在马钢总公司姑山铁矿分 选细粒赤铁矿获得成功后， 相继在梅山铁矿、 齐大山 铁矿、 东鞍山选矿厂等大批红铁矿选矿厂得到了广 泛推广应用。生产实践证明， S L o n 磁选机用于分选 红铁矿， 与平环强磁选机相比， 在精矿铁品位不变的 条件下， 一般可使作业回收率提高 1 0 个百分点以 上。 该磁选机一般与后续的反浮选配合使用， 为我 国贫红铁矿选矿技术近几年取得突破性进展做出了 突出贡献， 已被业内公认为新一代高效湿式强磁选 设备。 2 固液分离设备的使用现状 固液分离设备总体可分为真空和加压两大类， 真空类常用的有圆筒型、 圆盘型、 水平带型等; 加压 类常用的有压滤型、 压力容器型、 压榨型、 动态过滤 和旋转型等。 圆筒型真空过滤机有外滤式和内滤式2 种， 圆 筒型过滤机不论使用何种介质， 滤饼在被吸干的过 程中， 由于水份降低、 体积收缩， 形成无数裂缝， 大量 空气从裂缝中通过， 产生” 短路” 现象。此时空气不 起吹干滤饼的作用， 消耗电能， 且使得真空度下降， 滤饼中残余水份不能被有效吸出。造成能耗高、 生 产成本高和生产效率低， 既不适应大型选矿厂生产， 更不符合节能降耗的现代化工业需要。 为了解决圆筒型过滤机存在的问题， 由中钢集 团马鞍山矿山研究院承担的“ 九五” 国家科技攻关 项目 - -6 m ， 一1 2 0 m 2 Z P G系列盘式真空过滤机， 已于1 9 9 9 年研制成功。由安徽天源科技股份有限 公司生产制造的Z P G系列盘式真空过滤机， 已成功 地应用于全国2 0 余家大中小型金属矿山选矿厂铁 精矿、 铜精矿、 硫精矿和钦精矿等产品的过滤， 该公 司的过滤设备国内市场占有率达到9 0 。盘式真 空过滤机与圆筒型过滤机相比具有如下优点 ①过 滤面积大， 设备大型化较容易; ②结构紧凑、 占地面 积小; ③双面过滤， 真空度损失小、 吸浆能力强、 处理 能力大、 单位产量耗电少、 生产率高; ④过滤介质更 换简便、 消耗少， 没有大型部件， 设备轻。在国内外 矿冶领域， 圆盘过滤机已逐渐取代圆筒型过滤机。 3 磁选设备和固液分离设备的发展前景 随着永磁材料的研制、 永磁材料性能的改进和 永磁体的磁能积逐年增大， 推进了磁选技术的发展。 近年来稀土永磁体的大规模应用， 使磁选设备的永 磁化进程大大加快。安徽天源科技股份有限公司已 研制并生产出适用于细粒弱磁性铁矿石分选的永磁 高梯度强磁选机， 该公司以客户需要为研制目标， 2 0 0 2 年还为攀钢炼铁厂研制出C G B L型永磁磁辊 布料装置， 工业生产结果表明烧结利用系数、 成品率 等指标与同期的5 辊布料相比均有相应提高。安徽 天源科技股份有限公司始终致力于磁力技术进步， 生产的磁选设备已广泛应用于鞍钢、 本钢、 首钢、 唐 钢、 莱钢、 邯钢、 太钢、 马钢、 武钢、 重钢、 昆钢、 攀钢、 海钢、 梅山铁矿等大中型金属矿山; 该公司生产的磁 选设备还广泛应用于大同矿务局、 平顶山矿务局、 开 滦矿务局等煤炭企业。此外， 该公司生产的磁分离 设备还应用于非金属矿山、 烧结厂、 建材等行业， 该 下转第5 2 页 总第3 4 7期金属矿山2 0 0 5年第5期 式中， S 为平行板的面积 二介质分界面面积 。 将式 2 5 代人 2 6 ， 则得 。1，。 ，。 ， 、 八 r 万l e 2 G z 一 E 1 P 1 。 2 7 又由于 De , E , e 2 凡， 2 8 式中， D为电位移线。 所以可得 运用假设的方法， 把介电常数不同的各种粉尘粒子 看成两种介电常数不同电介质， 讨论电介质的受力 情况， 得出了有和没有电介质时库仑定律的区别。 从而推导出在电除尘器中， 常数与其不同的， 当一种 粉尘粒子的介电常数大于另一种粉尘粒子的介电常 数时， 它的表面将有指向另一种粒子的力， 即受到张 力的作用， 反之， 则受到压力的作用。 ; 合 E 2 一 E t ， D S . 参考文献 2 9 由 式 2 8 可知， 当二 ， 二 时， 可得E , E 2 。 因此， 此 力由介电常数较大的电介质指向介电常数较小的电 介质。 4结论 通过阐述电子极化、 原子极化和偶极子转向极 化3 种极化的成因和极化原理， 明确了电子极化率 e 、 原子极化率 a . 和偶极子转向极化率 a d 的求导公式， 可以清楚看出影响电介质极化的因素。 1 张泽瑜， 赵 钧. 电动力学. 北京 清华大学出版社， 1 9 8 7 2 王希军. 电 场极化高T 9 高分子材料的 二阶非线性光学性质及应 用基础研究. 应用化学研究， 1 9 9 7 1 2 1 5 一1 6 3 R o l a n d C o e l h o . P h y s ic s o f D i e l e c t r i c s f o r t h e E n g i n e e r . E l s e v i e r , 1 9 7 9 4 冯慈璋著. 极化与磁化. 北京 高等教育出版社， 1 9 8 4 5 C u l li t y B D . I n t r o d u c t i o n t o M a g n e t i c M a t e r i a l s . A d d i s o n We s l e y , 1 9 7 2 6 王忠亮， 封小超著. 电 磁学讨论. 成都 四 川教育出版社， 1 9 8 8 收稿日 期 2 0 0 5 - 0 3 - 1 1 一卜” 州 卜” 州 卜. 州 卜. 州 卜一 卜一 卜” 州 卜” 州 卜. 州 卜 卜一 卜” 州 卜“ 一 卜” 州 卜. 州 卜. 州 卜一 卜“ 十“ 州 卜. 州 卜.. 州 卜一 州 卜翻 一 卜” 叫 卜“ 州 卜. 州 卜. 琦一 . 州 卜一 卜“ 卜“ 卜一 州 卜一 州 卜一 卜. 州 卜” 州 卜” 州 卜. 州 卜“ 一 卜“ 卜” 州 卜. 叫 卜. 州 卜一 卜一 州 卜. 上接第 1 1 页 参考文献 1 樊绍良， 孙炳泉， 段其福. 铁精矿提铁降杂的技术进步. 2 0 0 2 年 全国 铁精矿提质降杂学术研讨及技术交流会， 珠海， 2 0 0 2 2 余永富.国内外铁矿选矿技术进展及对炼铁的影响. 矿冶工程， 2 0 0 4 , 2 4 4 2 6 一2 9 3 毛益平. 我国高品质铁精矿研究现状及发展前景. 2 0 0 2 年全国铁 精矿提质降杂 学术研讨及技术交流 会， 珠海， 2 0 0 2 4 李维兵. 齐大山选矿厂一选车间阶段磨矿、 重选一 强磁选一 阴离 子反浮选工艺工业试验， 金属矿山， 2 0 0 2 3 2 4 一2 6 5 汪 建. 联合流程在铁矿选矿厂改造中的应用. 国外金属矿山， 2 0 0 0 1 1 5 2 一5 6 6 张 鉴， 樊丽琴， 翟文华. 包钢选矿厂提质降杂生产技术攻关. 2 0 0 2 年全国铁精矿提质降杂学术研讨及技术交流会， 珠海， 2 0 0 2 7 熊大和. S L o n 型磁选机在齐大山选矿厂的应用. 金属矿山， 2 0 0 2 4 4 2 一料 8 王美华， 昊祥林. 新磁路永磁筒式磁选机的特点及应用金属矿 山， 2 0 0 1 4 2 8 一3 0 9 高志品， 方丽芬， 高振学， 等. B X磁选机在大孤山选矿厂的工业试 验. 金属矿山， 2 0 0 3 1 1 2 5 一2 6 1 0 蒋文利， 张宏坷. M V S 陆凯高频振网筛在首钢矿山选矿厂的应 用实践 2 0 0 4 年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术 交流会， 博鳌, 2 0 0 4 收稿日 期 2 0 0 5 -0 2 -0 6 . 州 卜一朴.. 州 卜. 叫 卜翻 一 卜翻 一 卜”州 卜” 州 卜. 叫 卜一 卜一 卜一 卜..叫 卜.. 州 卜. 叫 卜二 州 卜一 卜一 卜”十 ..州 卜. 州 卜二 叫 卜二 州 卜翻 一 卜一 卜一十” 州 卜. 」一 一 卜” 州 卜” 卜. 州 卜. 州 卜一 卜” 州 卜” 卜.. 刊 卜. 州 卜. 州 卜” 一 卜” 卜” 州 卜一十 一 州 卜“ 卜一 卜。 上接第3 7 页 公司磁分离设备在国内 市场占 有率达到6 1 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， 过滤设备也是如此。 许多固 液分离效率较高的过滤设备因部分组件的技 术瓶颈问题， 存在的最大不足之处是设备有效过滤 面积太小或仅处于实验室阶段， 严重制约了设备大 型化、 工业化和产业化。只有突破过滤设备产能， 才 能充分体现出先进的过滤技术含量和获得更大经济 效益。在过滤设备大型化基础上， 必须考虑如何用 最小的能耗获得最干的滤饼， 同时要考虑后续工艺 设备的节能降耗。 5 2 参考文献 樊绍良， 黎燕华. 我国铁矿石选矿技术进展. 2 0 0 4 年全国选矿新 技术及其发展方向 学术研讨与技术交流会， 博鳌， 2 0 0 4 孙炳泉. 我国高质量铁精矿选矿技术新进展及发展趋势. 2 0 0 4 年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流会， 博鳌， 2 0 0 4 圣洪. 粗粒永磁辊式强磁选机的研制与应用 2 0 0 4年全国选 矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流会， 博鳌, 2 0 0 4 刘广龙. 过滤设备技术进展. 2 0 0 4 年全国选矿新技术及其发展 方向学术研讨与技术交流会， 博鳌, 2 0 0 4 收稿 日 期2 0 0 5 - 0 4 - 2 3