磁浮選柱磁系設計及試驗研究.pdf

1、鐵是國民經(jīng)濟建設中最重要的金屬材料，是當今世界第一的消費金屬。我國鐵礦資源豐富，但是優(yōu)質(zhì)鐵礦資源匱乏。隨著資源不斷開采，“貧、細、雜”化鐵礦逐漸顯著，從而需要選別的鐵礦物更加復雜化。在鐵礦資源行情不景氣的環(huán)境下，開發(fā)一種既可處理細粒級鐵礦物又可提高鐵精礦質(zhì)量的選礦設備，不僅能夠節(jié)約資源，而且能降低生產(chǎn)成本。
　　磁浮選柱是在長沙礦冶研究院已有的CFC或CPT浮選柱基礎上研發(fā)的一種新型選礦設備。磁浮選柱是在浮選柱外加勵磁磁系，利用其

2、電能產(chǎn)生的背景磁場，使其對目的礦物和非目的礦物有效分離。因此，磁浮選柱研究的重點是勵磁磁系，其磁場特征決定了分選效果的優(yōu)劣。
　　本文采用有限元軟件ANSYS設計磁系結構，得出如下結論：
　　對單組不同截面形狀磁系仿真分析發(fā)現(xiàn)，磁系截面形狀與產(chǎn)生的磁場特性密切相關，在相同激磁電流下，每種形狀截面面積相等，產(chǎn)生的最大磁場強度截面形狀為正方形；線圈磁系在不同激磁電流下，磁場強度和磁場梯度變化規(guī)律與激磁電流變化規(guī)律相同，而磁力增加

3、倍數(shù)是激磁電流增加倍數(shù)的兩倍；相同匝數(shù)的兩組線圈磁場特性變化規(guī)律是兩組單組線圈磁系磁場特性的疊加；隨著兩組線圈間距增加，磁場強度、磁場梯度和磁力從疊加狀態(tài)變成兩個獨立線圈磁系的磁場特性。
　　通過對三組線圈匝數(shù)變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，相鄰線圈組(上下組)之間匝數(shù)比不大于0.5倍，才能形成磁場強度、磁場梯度以及磁力沿軸向明顯逐漸增大的趨勢；不導磁材料作為筒壁，絕大部分磁力線在空氣中是閉合的，且分選氣隙中磁力線密度高于外側；導磁材料作為筒壁在分

4、選腔中幾乎沒有磁力線分布，在筒壁外部的磁力線密度高于不導磁材料作為筒壁時外部的磁力線密度，由于導磁材料的磁導率高于空氣的磁導率，磁場徑直通過導磁材料，繞過了分選氣隙，因此約束了磁力線在分選空間的分布。對于射流下導管研究結論相同。
　　針對磁浮選柱磁系段礦物顆粒進行了綜合受力分析，對不同粒級磁鐵礦與不同連生體在磁系段受力分析以及在復合力場下的運動理論預測發(fā)現(xiàn)，磁系能夠有效分選-0.075+0.025mm磁性顆粒；運用DLVO理論分析

5、了磁鐵礦和石英在不同pH條件下磁團聚-分散情況發(fā)現(xiàn)：當pH=7時，磁鐵礦與石英處于輕微團聚狀態(tài)，而磁鐵礦之間存在強大的磁作用力；當pH=11時，磁鐵礦與石英處于分散狀態(tài)，而磁鐵礦之間仍然存在強大的磁作用能。
　　通過實驗室磁浮選柱進行了人工混合礦試驗，試驗結論如下：
　?。?）CPT-磁浮選柱在不同激磁電流下浮選試驗表明：尾礦TFe品位從常規(guī)不加磁場浮選9.36％降低到1.9A磁浮選2.85%，回收率提高了接近10%；無外加

6、磁場浮選精礦-38μm占84.71%，而外加1.9A勵磁浮選精礦經(jīng)過脫磁后所測粒度分布-38μm占89.05%。
　?。?）CFC-磁浮選柱試驗表明：在淀粉用量1000g/t條件下，激磁強度從0A增加到1.9A時，仍然能使尾礦品位從2.40%降低到1.07%，說明引入磁場力能夠通過“磁吸效應”起到抑制劑的作用；在1.9A激磁電流下，隨著淀粉用量從1000g/t降低到0g/t時，尾礦品位先從1.07%降低到0.78%后增加為3.02