1　干式磁選機

 

 

     干式磁選機具有構造簡單、運行成本低、投資少和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。對于我國西部和北方資源豐富但嚴重缺水的寒冷地區(qū),干式磁選工藝尤其適用;此外,露天鐵礦應用干式磁選工藝,既可有效回收低品位磁鐵礦,又可促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,為企業(yè)和社會創(chuàng)造效益。根據(jù)磁感應強度的不同,干式磁選機可分為干式弱磁場磁選機、干式中磁場磁選機、干式強磁場磁選機、干式高梯度磁選機。

 

 

     干式弱磁場磁選機按處理礦石粒度的不同又可分為2種:一種是細顆粒干式弱磁場磁選機,也叫干式圓筒磁選機,這類設備由于技術指標低、粉塵難以控制,正逐漸被濕式弱磁場磁選機取代,現(xiàn)在僅用于嚴寒和嚴重缺水地區(qū)。另一種是大塊礦石干式磁選機,近年來發(fā)展較快,應用廣泛;大塊礦石干式永磁磁選機也叫磁滑輪,隨著工業(yè)技術的發(fā)展,其處理礦石的粒度上限已從-75mm提高到350mm以上,用于預先拋尾作業(yè),在選礦廠節(jié)能降耗方面占有重要地位。北京礦冶研究總院研制的CT系列干式永磁磁選機和馬鞍山礦山研究院有限公司研究的CTDC系列干式永磁磁選機是2種比較有代表性的大塊礦石干式磁選機,均主要用于塊狀礦石的干式預選,預先拋棄部分尾礦,以降低礦石入磨量,降低能耗,CT系列干式永磁磁選機給礦粒度范圍可達100～300mm。

 

     干式中磁場磁選機可用于強磁選作業(yè)前預先除去強磁性礦物和鐵雜質(zhì)、磁選廠尾礦再回收和非金屬礦的提純,廣泛應用于磁鐵礦、磁黃鐵礦、焙燒磁鐵礦和假象赤鐵礦等礦物的分選。我國干式中磁場磁選機已實現(xiàn)永磁化,例如CXF稀土永磁搖擺磁系筒式磁選機磁系采用高性能釹鐵硼永磁材料制作而成,滾筒表面磁感應強度為300～800mT,搖擺磁系,通過不銹鋼滾筒輸送物料,具有磁體不易磨損、物料不堵塞等優(yōu)點,其分選性能好,應用廣泛,特別適用于含鐵量高的非金屬礦提純。該系列磁選機用于河南某選廠棕剛玉的除鐵提純,使得含鐵磁性礦物含量由20%降至0.045%,分選指標良好。

 

     干式強磁場磁選機主要用于粗粒礦物的選別,迄今已經(jīng)有50多年的應用歷史,可分為電磁磁系和永磁磁系2種。由北京礦冶研究總院研制的GCG型干式電磁感應輥強磁選機功耗低、選礦指標好,適用于細粒有色金屬礦物除鐵和非金屬礦提純等。GCG型干式電磁感應輥強磁選機應用于雞西硅線石選廠,其功耗是同類設備的75%～80%,1次粗選分選指標比原對輥強磁選機4段分選指標更好。永磁輥式磁選機是隨著稀土永磁材料的開發(fā)而發(fā)展起來的,比電磁感應輥式磁選機的磁力更高、質(zhì)量和尺寸更小、技術成本更低。YCG系列粗粒永磁輥式強磁選機適用于粗粒拋尾和非金屬礦提純,梅山鐵礦選礦廠在淘汰粗粒跳汰機的試驗研究中發(fā)現(xiàn),采用YCG-350mm×1000mm粗粒永磁輥式強磁選機比采用美國INPROSYS公司的300mm×1000mm雙輥強磁選機更有優(yōu)勢,最終獲得的精礦鐵品位提高了2.90個百分點、回收率提高了2.85個百分點,且尾礦鐵品位降至10%～20%,一年可多收8.5萬t粗精礦,年增加經(jīng)濟效益1000萬元以上。

 

     干式高梯度磁選機適用于非金屬礦干式除鐵,比較典型的是由贛州金環(huán)磁選設備有限公司研制的SLon-1000干式振動高梯度磁選機,與該公司的SLon系列濕式立環(huán)脈動高梯度磁選機相比,具有無需濃縮、脫水、干燥等工序就能直接獲得產(chǎn)品,耗水量少,投資和管理成本低等優(yōu)勢。在實驗室條件下采用SLon-1000干式振動高梯度磁選機對廣東英德石英礦進行除鐵試驗,1次選別就獲得石英精礦Fe2O3品位僅為0.04%的良好指標。干式振動高梯度磁選機的成功研制,對提高我國非金屬礦選礦綜合水平和綜合經(jīng)濟效益具有積極意義,能滿足我國大部分中、小型非金屬礦山非金屬除鐵需求。

 

     現(xiàn)階段針對干式磁選設備的研究不重視磁性材料其他性能參數(shù)對磁場特性的影響,實際生產(chǎn)中分選工藝還較為粗放,無法實現(xiàn)精細化分選,金屬損失率居高不下,應將所需要分離物料的特性與磁場特性結合起來,提高設備適應性。微細粒干選設備將是未來一個重要的發(fā)展方向,是干式磁選設備高效、節(jié)能的關鍵。

 

 

2　永磁筒式磁選機

 

 

     永磁筒式磁選機已廣泛運用于黑色及有色金屬選礦廠,在我國應用迄今已達50多年,是現(xiàn)代磁選廠的重要設備之一。該設備采用磁性較高的稀土釹鐵硼磁塊和鐵氧體磁塊組成復合磁系,具有磁場強度高、磁場作用深度大、不易退磁等特性,因此設備處理能力大、對生產(chǎn)波動的適應性強,選別效果好。根據(jù)槽體結構型式不同,可分為順流型、逆流型和半逆流型3種,現(xiàn)在常用的槽體以半逆流型為最多。

 

     近年來,國內(nèi)永磁筒式磁選設備發(fā)展很快,在設備規(guī)模上向大型化發(fā)展,在結構形式上向多樣化發(fā)展,在產(chǎn)品規(guī)格上向系列化發(fā)展,在控制方式上很多已采用了程序控制、模塊電路和自動監(jiān)控等,并已走進了高科技領域。在設備規(guī)模上,在本鋼南芬選礦廠試用鞍山市光明工業(yè)泵制造有限公司研制開發(fā)的M-CCTB1545永磁筒式磁選機,使精礦作業(yè)回收率提高了0.28個百分點。梅山礦業(yè)公司選礦廠采用ZCS-1545順流型永磁筒式磁選機替代原磁選機,改造后處理能力大幅度提高,為選礦廠產(chǎn)能提升提供了有利條件。

 

     由于礦石性質(zhì)復雜,磁性礦物的比磁化系數(shù)分布很寬,對永磁筒式磁選機的磁場要求越來越高,永磁筒式磁選機從多級磁系發(fā)展到現(xiàn)階段的新型復合磁系。中磁場強磁選機發(fā)展較為迅速,筒內(nèi)采用高效能釹鐵硼永磁材料,磁路和磁系結構設計合理,可最大限度地提高工作區(qū)的磁場強度和磁場力以獲得較良的磁選效果。梅山鐵礦選礦廠采用馬鞍山礦山研究院生產(chǎn)的3臺1050mm×2400mm全稀土永磁筒式磁選機,取代3臺700mm×900mm細粒跳汰機處理2～0.5mm粒級礦石,尾礦鐵品位降低了5個百分點,大大提高了金屬回收率,減少了用水量,降低了能耗。

 

 

3　磁聚機

 

 

     磁聚機即磁團聚重力選礦機,是集磁力選礦、重力選礦于一體的設備,與傳統(tǒng)永磁筒式磁選機相比具有更高的選別精度,在由垂直于礦漿流向的幾層磁場組成的工作區(qū)內(nèi),待分選物料經(jīng)過磁團聚—分散—再團聚—再分散的歷程,使得磁性礦物與非磁性礦物、富連生體及貧連生體分離,從而獲得高品位的磁精礦。隨著工業(yè)技術的發(fā)展,磁聚機已經(jīng)歷了從非變徑到變徑型再到電磁聚機的幾次變革,其操作更加自動化和智能化、獲得的選礦指標也越來越好、應用領域越來越廣泛。

 

變徑型磁團聚重選分選機由首鋼礦業(yè)研究所研制,主要用于磁鐵礦的選別,給礦粒度為-0.25mm,也適用于中礦的選別和精選作業(yè)。峨口鐵礦選礦廠使用變徑型磁聚機代替磁力脫水槽,使得精礦鐵品位穩(wěn)定在64.5%以上,選別指標理想,且使用變徑型磁聚機耗水量更少。

 

     非變徑型和變徑型磁聚機存在分選粒度偏細、偏窄等缺陷,其磁環(huán)由永磁鐵構成使得磁場強度不可調(diào)節(jié),對礦石性質(zhì)變化的適應性和自動控制性能差,脈石和貧連生體夾雜嚴重,設備體積龐大、耗水量大且操作調(diào)整復雜。為提高工藝技術指標,在這2種磁聚機的基礎上發(fā)明了復合閃爍磁場精選機,即電磁聚機,以電磁場代替環(huán)形永磁場,通過電磁線圈來調(diào)節(jié)磁場的大小。在首鋼水廠選礦廠同一作業(yè)、相同條件下,使用電磁聚機比使用普通磁聚機時獲得的精礦鐵品位提高了2.20個百分點,經(jīng)濟效益提高2.86%,且耗電量、維修費用更低,每年可節(jié)省開支246.76萬元,應用前景遠大。

 

 

4　磁選柱

 

 

 

     磁選柱是20世紀末研發(fā)的一種磁力和重力相結合的脈動低磁場的磁重選設備,也是一種極有發(fā)展前途的新型高效磁選設備。磁選柱通過在磁選空間產(chǎn)生特殊的磁場變化機制,使得分選物料經(jīng)過反復多次的磁團聚—分散—磁團聚,從而達到分選物料的目的。物料采用自下而上的沖洗水進行淘洗,使得磁團聚中夾雜的連生體和脈石礦物充分分離出來,解決了常規(guī)磁選設備的磁性和非磁性夾雜問題,從而獲得高品位的鐵精礦。

 

     LMC立式脈沖磁選柱由廣州有色金屬研究院研制,是一種新型弱磁場電磁式磁重選設備,用于強磁性礦物的精選作業(yè),能有效減少磁鐵礦形成的磁團聚中脈石和連生體礦物的夾雜,獲得高品質(zhì)鐵精礦。在提純超級鐵精礦時,與普通弱磁筒式磁選機相比,具有操作方便、工藝簡單和分選指標好等優(yōu)點。

 

     鞍山鋼鐵學院研制的磁選柱在處理齊大山焙燒—磁選精礦時表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,工業(yè)試驗獲得了精礦鐵品位64.52%、回收率96.88%的指標,比采用弱磁筒式磁選機時獲得的精礦鐵品位高0.31個百分點、回收率高1.26個百分點,企業(yè)年增效益171.75萬元。使用磁選柱選礦指標優(yōu)、設備能耗低,運轉(zhuǎn)可靠,效益顯著提高。

 

     天津市安豐成創(chuàng)礦山機械設備有限公司生產(chǎn)的磁選柱在馬坑鐵礦選礦廠應用后,將原階段磨礦—階段選別—細篩自循環(huán)工藝改為階段磨礦—階段選別—磁選柱精選工藝,簡化了工藝流程,生產(chǎn)的精礦鐵品位從63.00%提高到64.00%以上,磁性鐵回收率穩(wěn)定在98.00%左右,二段磨礦細度由原來的93%降低至90%,生產(chǎn)成本也有所下降。

 

     磁選柱由于能有效減少磁團聚中脈石礦物和連生體的夾雜,獲得高品質(zhì)鐵精礦,在磁鐵礦精礦降硅方面作用顯著,發(fā)展前景可觀。但“順流而上”的排尾方式,使得磁選柱存在給礦粒度必須小于0.2mm、不適于粗選作業(yè)、對微細粒磁鐵礦選別效果差、耗水量大、處理量小等缺陷,嚴重制約著磁選柱在工業(yè)上的應用。為了克服磁選柱的這些缺點,陳廣振等研發(fā)了一種新型設備—磁選環(huán)柱。與磁選柱不同的是,磁選環(huán)柱在其粗選區(qū)和分選筒中分別設置了電磁鐵環(huán)軛磁系和內(nèi)筒。粗選區(qū)磁鐵環(huán)軛磁系的設置,可將磁選環(huán)柱的給礦粒度范圍提高到-0.7mm,適合精選作業(yè)也適合粗選作業(yè);分選筒中內(nèi)筒的設計,使得磁選環(huán)柱的排尾方式改為“順流而下”,這既減少了磁選環(huán)柱的耗水量,又增加了處理量。在處理南芬含鐵47.99%的磁粗精礦礦樣時,采用磁選環(huán)柱可獲得鐵品位為66.27%的優(yōu)質(zhì)磁精礦;從處理吉林板石選礦廠礦樣試驗指標來看,磁選環(huán)柱還適用于粗選作業(yè)。

 

     磁選柱經(jīng)過近幾年的發(fā)展,設備趨于成熟,但其耗水量大、自動控制系統(tǒng)不穩(wěn)定、設備價格高等問題有待解決。

 

 

5　磁場篩選機

 

     磁場篩選機是通過篩分分級使磁團聚的連生體和脈石礦物分離的。在磁場篩選機的專用篩子中,磁性較強的單體礦物以磁團聚的形式形成大于入篩物料幾十倍的磁鏈,沿篩面進入精礦;而磁性較弱的連生體和無磁性脈石礦物則呈分散狀態(tài),因粒度小而易透過篩孔進入中礦。相較于磁聚機和磁選柱,磁場篩選機具有分選粒度范圍寬、分選精度高、用水量小等優(yōu)勢,廣泛用于不同類型、不同粒度的磁鐵礦、焙燒磁鐵礦、釩鈦磁鐵礦等強磁礦物的精選作業(yè),對已單體解離的磁鐵礦優(yōu)先回收而連生體再磨再選,這樣不僅能提高精礦質(zhì)量,還能放寬粗磨細度,減少過磨,簡化流程,節(jié)能降耗,可用于代替原二段、三段磁選精選和磁力脫水槽作業(yè)。

 

     在福建某鐵礦精選提質(zhì)的工業(yè)試驗中,采用1臺CSX-Ⅰ型磁場篩選機處理三段磁選精選精礦的細篩篩下產(chǎn)品,其鐵精礦品位和作業(yè)回收率分別為65.31%、87.05%,比選廠同期鐵精礦品位提高了1.31個百分點。大冶鐵礦引進一臺CSX-Ⅱ型磁場篩選機代替原二段、三段磁選精選,一段磁選精礦直接進入磁場篩選機,獲得精礦鐵品位達66.0%,比選廠同期三段磁選精選精礦品位提高了1.2～1.9個百分點,磁場篩選機作業(yè)回收率達92.0%～94.0%,且采用磁場篩選機工藝,需進一步再磨的中礦量大幅降低。磁場篩選機除在精選作業(yè)上取得成功應用外,還在粗篩作業(yè)和中礦再磨再選的應用中取得不錯成績,例如攀枝花米易鐵礦采用磁場篩選機用于初篩作業(yè),在放粗篩孔、減少循環(huán)量的同時還使得原流程的入選鐵品位提高了4個百分點;河北灤平鐵礦直接采用磁場篩選機處理中礦,鐵精礦產(chǎn)率提高了5個百分點。

 

     磁場篩選機經(jīng)過多年的生產(chǎn)應用,仍存在設備占地面積大、處理量小等問題。未來應更加注重設備結構上的研究,縮小設備外形尺寸,提高設備處理能力。

 

 

6　立環(huán)脈動高梯度磁選機

 

 

     高梯度磁選設備早在20世紀60年代就已經(jīng)興起,通過聚磁介質(zhì)產(chǎn)生的高磁場梯度獲得較大磁力,以達到分選回收弱磁性、粒度較細的順磁性礦物的目的,是選別微細粒磁性物料的主要設備。

 

     高梯度磁選設備按分選環(huán)配置方式可分為斜環(huán)式、平環(huán)式和立環(huán)式3種。斜環(huán)式還處于實驗室研究階段,平環(huán)式和立環(huán)式都已在工業(yè)應用。由于平環(huán)式高梯度磁選機的給礦和排礦方向一致,使得磁介質(zhì)極易堵塞,而立環(huán)式高梯度磁選機雖然還存在磁介質(zhì)機械夾雜的問題,但已在平環(huán)式的基礎上有所改進,在一定程度上克服了這一缺陷,因而立環(huán)脈動高梯度磁選機是高梯度磁選機的主要發(fā)展方向。

 

     贛州金環(huán)磁選設備有限公司研制的SLon型立環(huán)脈動高梯度磁選機具有設備可靠性高、處理量大、選礦效率高、電耗低且生產(chǎn)成本低等優(yōu)點,在工業(yè)上已成功應用于氧化鐵礦、錳礦、鈦鐵礦等弱磁性礦物的選別及石英、高嶺土等非金屬礦物的提純除鐵等。在處理包鋼氧化鐵礦時,采用SLon磁選機比采用平環(huán)磁選機所獲得的精礦鐵品位提高了4.05個百分點、鐵回收率提高了16.72個百分點。贛州金環(huán)磁選設備有限公司近幾年又研制了多種新型SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機,如SLon-2250、SLon-2000-1.3T和SLon-2500-1.8T等均已在工藝應用中取得成功。這些設備的優(yōu)點是背景磁感應強度高、富集比大、尾礦品位低、選礦成本低、選礦效率高、應用廣泛、設備性能高、便于安裝和檢修。

 

     廣州有色金屬研究院研制的SSS雙頻雙立環(huán)高梯度磁選機采用雙立環(huán)式旋轉(zhuǎn),并配有雙頻脈沖裝置,具有富集比大、磁介質(zhì)不易堵塞、能滿足不同礦石和不同產(chǎn)品的要求、能同時兼顧精礦品位和回收率,設備運轉(zhuǎn)可靠、選礦指標穩(wěn)定等優(yōu)點。SSS-Ⅰ型濕式雙頻雙立環(huán)高梯度磁選機已成功應用于欒川某鏡鐵礦選廠,工業(yè)生產(chǎn)可獲得精礦鐵品位為53.41%、回收率為89.91%的指標。SSS-Ⅰ3000立環(huán)脈動高梯度磁選機是在原有的SSS-Ⅰ型磁選機基礎上的改進型,其設備機械性能更穩(wěn)定,選礦指標更好,并已遠銷美國。

 

     山東華特磁電科技股份有限公司研發(fā)的強制油冷立環(huán)高梯度磁選機是國內(nèi)首創(chuàng)的無需冷卻水而采用變壓器油冷卻的設備,其特點是節(jié)能、環(huán)保、強制油冷、有脈動作用且設備穩(wěn)定性高。該設備適用于-1.2mm粒級的氧化鐵礦、錳礦、黑鎢礦等弱磁性礦物的選別,也適用石英、高嶺土等非金屬礦的提純。首鋼三贏公司引進LHCC2500Z型強制油冷立環(huán)高梯度磁選機,用于從釩鈦磁鐵礦尾礦中回收二氧化鈦的預選,工業(yè)應用中一、二段強磁選TiO2精礦品位分別達11.28%、18.41%,遠高于試驗指標,大大簡化了后續(xù)處理工藝,降低了選礦成本,其經(jīng)濟效益顯著。

 

 

     迄今為止,高梯度磁選機發(fā)展歷史已有50余年,仍存在能耗高、結構復雜和設備價格高等缺點,但其處理能力大、分選效率和選別指標高,在細粒級弱磁性礦物處理中的作用將越來越大,應用領域也將越來越廣泛。

 

 

7　結　語

 

 

     近年來,磁選設備的發(fā)展圍繞著大型化、專用化、節(jié)能化和分選精度化,研制出了許多新型高效節(jié)能的磁選設備,并已成功取得工業(yè)應用,但仍不能完全滿足我國磁選工藝的發(fā)展。未來磁選設備仍要以節(jié)能、低耗、高效、簡化流程等為發(fā)展方向,可從提高分選精度、增大處理能力、采用新型磁性材料、擴大應用領域等方面入手,研制出更多類型的多功能高效磁選設備,淘汰現(xiàn)有低效高耗的磁選設備,簡化礦山的選礦工藝流程,為降低礦山生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量提供技術支持。