永磁強(qiáng)磁預(yù)選及永磁高梯度磁選技術(shù)研究.pdf

1、磁選是一種分選鐵礦石的有效手段，在鐵礦選礦中發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。磁選設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展是鐵礦選礦技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，大型化與永磁化是磁選設(shè)備發(fā)展的主題。自從Nd-Fe-B永磁材料問世以來，永磁磁選設(shè)備得到了迅速的發(fā)展。為了提高赤鐵礦資源的利用效率，降低赤鐵礦加工成本，節(jié)能降耗，針對(duì)赤鐵礦石永磁強(qiáng)磁預(yù)選及永磁高梯度磁選的相關(guān)工藝和設(shè)備進(jìn)行研究，具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　針對(duì)國(guó)內(nèi)大量未開發(fā)利用的鞍山式貧赤鐵礦，本文研制了Φ350mm×11

2、00mm干式永磁強(qiáng)磁預(yù)選機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)包括永磁輥、星形布料裝置、皮帶輸送系統(tǒng)、分料斗、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)。永磁輥磁系采用高性能永磁材料Nd-Fe-B和導(dǎo)磁材料DT5A，極距40mm，通過擠壓式磁路設(shè)計(jì)，磁系表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)771.9kA/m。對(duì)磁輥的磁場(chǎng)特性進(jìn)行測(cè)試結(jié)果表明，距離皮帶0～10mm以內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度下降非常迅速，平均磁場(chǎng)梯度最高可達(dá)5.41×104kA/m2，15mm以后下降緩慢，磁場(chǎng)梯度可達(dá)2.39×104kA/m2，距離皮

3、帶表面20mm時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度仍達(dá)159.2kA/m。圓周方向上磁場(chǎng)強(qiáng)度變化均勻。
　　Slon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)在鞍山式赤鐵礦的高效分選過程中發(fā)揮了重要的作用，但存在著能耗高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修操作不方便等缺點(diǎn)，鑒于此本文研制了Φ600mm永磁高梯度磁選機(jī)，該設(shè)備由永磁圓筒、槽體、給礦槽、卸礦裝置、機(jī)架、傳動(dòng)裝置和變頻調(diào)速裝置組成，傳動(dòng)功率3.0kW。永磁圓筒內(nèi)的磁系采用附有聚磁介質(zhì)的閉合磁系，使用改進(jìn)型釹鐵硼永磁材料N35，3組磁極沿

4、軸向交替排列，極間使用輔助磁極以提高磁場(chǎng)作用深度，背景磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)596.8kA/m。聚磁介質(zhì)使用Φ2mm的導(dǎo)磁不銹鋼棒，分選區(qū)的磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到756.0kA/m以上，距離筒皮0～10mm以內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度下降非常迅速，平均磁場(chǎng)梯度達(dá)到3.18×105kA/m2，15mm以后下降緩慢，磁場(chǎng)梯度為1.59×105kA/m2，35mm以后磁場(chǎng)強(qiáng)度降至159.2kA/m以下。
　　在不同的帶速條件下，使用于式永磁強(qiáng)磁預(yù)選機(jī)對(duì)鞍山式貧赤鐵礦-75

5、+50mm、-50+20mm、-20+5mm、-5mm各粒級(jí)進(jìn)行預(yù)選，一粗一掃兩次選別，在入選礦石鐵品位17％～18％的情況下，可使精礦鐵品位提高5.3～6.8個(gè)百分點(diǎn)，回收率大于55％，尾礦鐵品位約13％，拋尾產(chǎn)率達(dá)到55％以上。對(duì)-20+5mm強(qiáng)磁預(yù)選尾礦進(jìn)行物相分析，結(jié)果表明鐵主要以赤鐵礦和含鐵硅酸鹽礦物存在，而赤鐵礦中鐵的含量?jī)H為8.60％，比原礦大幅下降，硅酸鐵中的鐵為4.44％。
　　在最佳工作條件下，使用永磁高梯度磁

6、選機(jī)對(duì)齊大山鐵礦選礦分廠的強(qiáng)磁給礦進(jìn)行分選試驗(yàn)，當(dāng)原礦鐵品位為26.65％時(shí)，一次選別得到的精礦鐵品位40.21％、回收率78.09％，尾礦品位11.8％;精礦再選得到最終精礦鐵品位43.49％、回收率76.86％，尾礦品位11.66％;在與Slon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)(背景磁場(chǎng)強(qiáng)度1.0T)構(gòu)成的兩段選別中，得到了精礦品位44.57％、回收率77.34％、尾礦品位11.35％的選別指標(biāo)，更重要的是Slon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的工作負(fù)荷

7、降低了50％，對(duì)節(jié)能降耗非常有利。
　　礦石顆粒在永磁強(qiáng)磁預(yù)選機(jī)的永磁輥上主要受磁場(chǎng)力、離心力、重力以及摩擦力作用，隨著磁輥的轉(zhuǎn)動(dòng)做平拋運(yùn)動(dòng)，弱磁性顆粒和非磁性顆粒由于受力不同而被分離。以粒度為20mm的赤鐵礦顆粒為例，干式永磁強(qiáng)磁預(yù)選機(jī)距皮帶20mm以內(nèi)平均磁場(chǎng)強(qiáng)度約為318.3kA/m，平均磁場(chǎng)梯度為4.77×104kA/m2，則所受的比磁力為24.5N/kg，約為顆粒自身重量的2.5倍，因此完全能夠被磁選機(jī)回收。磁系的磁場(chǎng)特

8、性主要影響顆粒所受的磁力，帶速則主要影響顆粒所受的離心力，這兩個(gè)因素是影響選別效果的關(guān)鍵，另外預(yù)選機(jī)的選別效果還受入選物料的性質(zhì)、料層厚度以及機(jī)械夾雜等因素的影響。
　　弱磁性礦粒在永磁高梯度磁選機(jī)磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力、流體粘滯力、重力（對(duì)微細(xì)礦粒，重力可以忽略不計(jì)）。以粒度為0.15mm的弱磁性赤鐵礦顆粒為例，永磁高梯度磁選機(jī)圓筒表面背景磁場(chǎng)強(qiáng)度596.8kA/m，平均磁場(chǎng)梯度2.39×105kA/m2，則顆粒所受的比磁力為229N/

9、kg，為顆粒自身重量的22.9倍，與其所受的流體粘滯力的比值為1.44×106，被外磁場(chǎng)捕獲的幾率很大。影響高梯度磁選機(jī)選擇性的因素主要有磁介質(zhì)的匹配與排列形式、載體的性質(zhì)與礦漿流態(tài)、入選物料的分散程度及機(jī)械夾雜等。在永磁高梯度磁選機(jī)背景磁場(chǎng)強(qiáng)度一定的情況下，礦石性質(zhì)、礦漿濃度、簡(jiǎn)體轉(zhuǎn)速、卸礦水壓及處理量是影響分選指標(biāo)的主要因素。
　　本文研究的永磁強(qiáng)磁預(yù)選技術(shù)為我國(guó)弱磁性貧赤鐵礦的預(yù)選拋尾提供了新的設(shè)備和工藝，可增加礦山可利用的