高梯度磁选机的发展与应用综述.docx

《高梯度磁选机的发展与应用综述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高梯度磁选机的发展与应用综述.docx（13页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、高梯度磁选机的发展与应用综述feigeoer摘要：目前，高梯度磁分离技术是处理微米级难选矿物的重要方法之一。随着新型的高梯度磁选设备的不断研制，当前以Slon型系列立环式脉动高梯度磁选机和SSS型系列湿式双频双立环高梯度磁选机为代表的高梯度磁选机在处理难选铁矿石资源上不断突破，它们是处理难选赤铁矿的有效方法之一。关键字：高梯度磁选机，Slon型系列立环式脉动高梯度磁选机，SSS型系列湿式双频双立环高梯度磁选机，应用SummaryonDevelopmentandApplicationoftheHighGradientMagneticSeparatorAbstract:Atpresent,high

2、gradientmagneticseparationtechnologyisaimportantmethodintreatinghematiteoWiththeexistofthenewhighgradientmagneticSeParator,SlonHighIntensityMagneticSeparatorandSSSwettypedoublefrequencypulsationdoubleverticalringhighgradientmagneticseparatorarethemostimportantmagneticseparators,theyareusedtotreatthe

3、complicatedironore,forexample,hematiteoKeywords：Highgradientmagneticseparator,SIonHighIntensityMagneticSeparator,SSSwettypedoublefrequencypulsationdoubleverticalringhighgradientmagneticseparator,applicatition年来，随着国内高品位的铁矿石的开发待尽，国内现存的铁矿石资源大部分为贫、细、杂的低品位难选的铁矿资源。而且就目前的国内对生产的需要来讲，每年有一半的用量要依靠进口。仅2009年一到四月

4、份，我国进口的铁矿石量就达到了1.88亿吨。常此以往将不利与我国的可持续发展，从战略上讲，我国必须进一切努力开发利用难选矿物及各种可二次利用的尾矿资源。1.我国的难选及可利用的尾矿资源情况目前我国的各类难选铁矿石的储量和利用情况见下表：表1-1我国各类难选铁矿石的储量矿石类型-累计探明保有采出利用率/%/亿I/%/亿t/%/亿t/%赤铁矿95.9372.5589.9172.106.0279.866.27菱铁矿18.3513.8818.2514.640.101.330.55褐铁矿12.309.3010.908.741.4018.6011.39镜铁矿5.654.275.644.520.0070.0

5、90.12合计132.23100.(X)124.71l(XX).007.527100.(X)5.69含铁矿物种类繁多，PT前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种,其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别铁矿石。其具体储量分布和利用情况见上表，表I-Io值得指出的是我国菱铁矿资源较为丰富，储量居世界前列，已探明储量18.34亿t,占铁矿石探明储量的3.4%,另有保有储量18.21亿t。我国菱铁矿主要分布在湖北、四川、云南、贵州、新疆、甘肃、青海、陕西、山西、广西、山东、吉林

6、等省（区），特别是在贵州、陕西、山西、甘肃和青海等西部省（区）,菱铁矿资源一般占全省铁矿资源总储量的一半以上，如陕西省柞水县大西沟菱铁矿矿床储量超过3亿to不仅如此,我国的尾矿资源也很可观,具有很大的开发潜力。据统计,2006年,我国矿业生产的尾矿已达到80亿t以上,并呈逐年增加的趋势。尾矿不仅占用大量土地,而且也给人类生产、生活带来了严重污染和危害,现已受到全社会的广泛关注。同时,随着矿产资源的大量开发和利用,矿石日益贫乏,尾矿作为二次资源再利用也已受到世界各国的重视U。我国目前尾矿利用率很低,矿山尾矿占工业固体废物的30%,但其利用率仅为7%。大多数矿山企业往往只重视有价金属的回收,若仅考

7、虑有价金属的回收并不能从根本上解决尾矿的问题。由于尾矿是经过选矿后的固体废物,其非金属矿物达到90%以上。因此,尾矿的整体利用是尾矿利用的根本途径。我国铁矿尾矿具有数量大、粒度细、类型繁多、性质复杂的特点。每选出1t铁精矿要排出2.53t尾矿,年排尾矿量达1.3亿t,平均含铁11%,相当于有1410万t的金属铁损失于尾矿中。尾矿再选已引起钢铁企业的重视,并且随着高梯度磁选机的磁分离技术不断进步，高梯度磁选机用于微细粒的含铁尾矿的选别已初见成效。其中以Skm型立环式脉动高梯度磁选机的表现最好。对于这些难选的铁矿资源，目前通过选矿工作人员的几十年的不懈努力，在设备和技术上都有了革命性的进展。其中以

8、新兴的矿物加工技术高梯度磁分离技术和高梯度磁选机的发展为代表。高梯度磁分离技术是上世纪70年代初首先在美国发展起来的一种磁分离新技术，它能分离一般磁选机所无法分选的微细顺磁性物料，其分选粒度可达IUm。最初设计目的是用来从高岭土等粘土矿物中去除FezCh、Tio等有害杂质的。高梯度磁分离技术可以处理粒度为微米级的微细粒弱、顺磁性物料，是微细粒选矿的重要方法之一。其应用范围很广，可用于矿物分选，不仅包括铁矿石的分选还包括其它金属矿如铝矿、铭铁矿、镒矿、钛铁矿、铝矿、各种硫化矿、铀矿等，也用于分选非金属矿如高岭土、滑石、云母、石英、长石，方解石、萤石等，用于三废治理，煤的脱硫、脱灰，甚至可用于医学

9、界如分离血液中的血红素。2 .高梯度磁选机的类型2.1 周期式高梯度磁选机该磁选机是20世纪60年代末美国研制的、70年代成熟起来的一项新技术，主要用于废水处理，用于废水处理的磁过滤器现已系列化。闾2.2 连续式高梯度磁选机当原矿中磁性物含量较高时，周期式高梯度磁选机处理量太低，这就需要连续式高梯度磁选机加大处理能力。此类磁选机又分两类。（1）平环式高梯度磁选机平环式高梯度磁选机存在一些致命的缺点：1）其给矿方向和排磁性产品方向一致，粗颗粒必须穿过磁介质对才能排走，排不出去的粗粒容易在磁介质堆中积累，从而易造成堵塞。2）磁分离机的磁场力比一般的磁选机打，连生体矿粒容易进入磁性产品中，加上介质堆

10、容易造成脉石颗粒的机械夹杂，使磁性产品品位较低。3）平环式高梯度磁选机对给料粒度比较严格。为了克服平环式高梯度磁选机的这些缺点，人们研制出了另一种连续式高梯度磁选机，即：立环式高梯度磁选机。（2）立环式高梯度磁选机这种磁分离机在一定程度上克服了磁介质易堵塞的问题。通过发展，立环式高梯度磁选机有了突破性的进展。其中以熊大和博士研制的Slon型立环式脉动高梯度磁选机最为代表。Slon型立环式脉动高梯度磁选机不仅解决了磁介质易堵塞的问题，还解决了磁介质机械夹杂问题，使得给矿粒度的要求大为降低。所以，目前有近一千台Skm型立环式脉动高梯度磁选机用于如首钢、唐钢、包钢、涟钢、鞍钢、邯钢、昆钢、承钢等国内

11、大型钢铁企业的矿业企业中。实践表明，此种磁分离机，性能稳定，铁精矿品位高，含杂质少，是较理性的磁分离技术。与此同时,立环式高梯度磁选机另一只发展力量是广州有色金属研究院对湿式立环强磁磁选机的研究。其代表产品是SSS湿式双频脉冲双立环高梯度磁选机。SSS型系列湿式双频双立环高梯度磁选机采用独特的双频脉冲装置,不仅能兼顾精矿质量,得到高品位的精矿,还能保证金属回收率，并根据流程的需要，可灵活地调节设备的技术参数。该设备特点如下:（1）磁介质的磁场梯度分布密度是变化的，可减少夹杂和堵塞,有利于提高精矿品位及回收率。（2）由于在粗选区和精选区增加了脉冲装置，对于不同的矿石和产品，可通过单独调节粗选区或

12、精选区的冲程、冲次，或同时调节两个选区的脉冲，以达到最佳的选别效果。因此,此类型设备具有很强的适应性。SSS型系列湿式双频双立环高梯度磁选机是近几年发展成熟起来的磁分离设备，比SIon型系列立环式脉动高梯度磁选机晚，但其具有应用潜力，目前在广东、河北、河南有所应用，将来必能在更大范围内得到推广。2.3 高梯度超导磁选机该磁选机主要是罐式，由美国埃利兹公司研制，目前已商品化。但国内关于用高梯度超导磁选机对铁矿石进行选别的报道尚没有见到。高梯度超导磁选机的特点是：该机磁场强度210T,可分选比磁化系数为IXlO-6c1113g微米级的弱磁性物料。与同类周期式高梯度磁选机相比，电耗大大降低，为其1/

13、10,处理量为其10倍。相信高梯度超导磁选机对于处理贫、细、杂的难选铁矿石具有革命意义。3 .几种主要的高梯度磁选机3.1Slon型系列立环式脉动高梯度磁选机Slon型系列立环式脉动高梯度磁选机在20世纪70年代末开始研发，80年代末已形成系列产品，并开始应用到分选铁矿石，非金属矿的选矿上。其系列产品中有以下几种代表产品：3.11Slon-1250立环脉动高梯度磁选机3.111设计参数考虑到生产企业的实际给矿量有波动,该机按非金属矿台时处理量67t设计（为Slon-100O机的23倍,约为Skm-1500机的二分之一），设计还兼顾了铁矿的选矿要求。设计参数确定为:背景磁感应强度211OT,矿浆

14、通过量2550m3/h,干矿处理量2610th（非金属矿）或212th（金属矿）,给矿浓度10%40%,给矿粒度01.3111111。3.112磁系设计磁系的结构不仅影响场强梯度、漏磁、功耗等技术指标,而且关系到矿浆通路的流畅与否和选矿指标的优劣。磁系设计采用微机CAD结构模拟,实现功耗与材耗的最优化。该机的磁系立体图如图31。由1个水平放置的激磁线圈、1块下铁枕、2块上铁碗和2块月牙板构成,上下铁规之间的弧形空间为分选区,磁系包角采用120oo当激磁线圈有直流电流通过时,在分选区产生背景磁场,磁力线从下铁挽磁极头指向上铁规磁极头,然后沿铁物形成闭合回路,见图32o图3-1SlOn-1250立

15、环脉动高梯度磁选的磁系立体图图3-2磁系磁力图两个上磁极头相邻面相距一个间隙,供转环幅板通过,上、下磁极头之间缝隙是矿浆和水的通路。该磁系漏磁小,激磁功耗低,分选空间大,铜材和纯铁利用率高,其最高背景场强可达L17T,能满足长石等非金属矿原料降低弱磁性铁矿物含量的高场强需求。转环设计是重点,其参数与设备造价、处理量大小、分选区高度等密切相关,磁选机其它结构尺寸都受其约束。根据以往经验并试算,最终确定其外径1250mm、内径103Omm,转环宽度450mmo转环结构如图3-3所示。它由1块中环板、2块侧环板和62块梯形隔板围成双列共62个分选室。分选室分选高度约IlOmm,各分选室靠轴线一侧焊有不锈钢内垫条,以阻挡磁介质堆往轴线方向移动,外侧装有2根不锈钢外垫条,外垫条可拆下,以便安装各种型号的磁介质,构成磁介质堆。转环的中环板与幅板相焊接,并通过轮毂与传动机构联接。图3-3转环示意图卜中环板2侧环板3轮毂4幅板，隔板6内垫条;7-外垫条，8-磁介质堆3.113整机结构和工作原理Slon-1250磁选机的整机结构(图34),主要由转环、磁扼、激磁线圈和脉动机构等组成。选矿作业时,转环作顺时针方向旋转,矿浆从给矿斗给人,沿上铁挽缝隙流经转环,转环内各分选室充填磁介质,具有高梯度场强,能将矿浆中的磁性物颗粒吸附在磁介质表面,随转