永磁強磁預選及永磁高梯度磁選技術研究.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)揮著極為關鍵的作用。磁選設備與技術的發(fā)展是鐵礦選礦技術發(fā)展的基礎，大型化與永磁化是磁選設備發(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，針對赤鐵礦石永磁強磁預選及永磁高梯度磁選的相關工藝和設備進行研究，具有巨大的現(xiàn)實意義。
　　針對國內大量未開發(fā)利用的鞍山式貧赤鐵礦，本文研制了Φ350mm×11

2、00mm干式永磁強磁預選機，其主要結構包括永磁輥、星形布料裝置、皮帶輸送系統(tǒng)、分料斗、驅動電機與控制系統(tǒng)。永磁輥磁系采用高性能永磁材料Nd-Fe-B和導磁材料DT5A，極距40mm，通過擠壓式磁路設計，磁系表面的磁場強度可達771.9kA/m。對磁輥的磁場特性進行測試結果表明，距離皮帶0～10mm以內磁場強度下降非常迅速，平均磁場梯度最高可達5.41×104kA/m2，15mm以后下降緩慢，磁場梯度可達2.39×104kA/m2，距離皮

3、帶表面20mm時磁場強度仍達159.2kA/m。圓周方向上磁場強度變化均勻。
　　Slon立環(huán)脈動高梯度磁選機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、結構復雜、維修操作不方便等缺點，鑒于此本文研制了Φ600mm永磁高梯度磁選機，該設備由永磁圓筒、槽體、給礦槽、卸礦裝置、機架、傳動裝置和變頻調速裝置組成，傳動功率3.0kW。永磁圓筒內的磁系采用附有聚磁介質的閉合磁系，使用改進型釹鐵硼永磁材料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作用深度，背景磁場強度可達596.8kA/m。聚磁介質使用Φ2mm的導磁不銹鋼棒，分選區(qū)的磁場強度達到756.0kA/m以上，距離筒皮0～10mm以內磁場強度下降非常迅速，平均磁場梯度達到3.18×105kA/m2，15mm以后下降緩慢，磁場梯度為1.59×105kA/m2，35mm以后磁場強度降至159.2kA/m以下。
　　在不同的帶速條件下，使用于式永磁強磁預選機對鞍山式貧赤鐵礦-75

5、+50mm、-50+20mm、-20+5mm、-5mm各粒級進行預選，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個百分點，回收率大于55％，尾礦鐵品位約13％，拋尾產(chǎn)率達到55％以上。對-20+5mm強磁預選尾礦進行物相分析，結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僅為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、選機對齊大山鐵礦選礦分廠的強磁給礦進行分選試驗，當原礦鐵品位為26.65％時，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)脈動高梯度磁選機(背景磁場強度1.0T)構成的兩段選別中，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，更重要的是Slon立環(huán)脈動高梯度磁選機的工作負荷

7、降低了50％，對節(jié)能降耗非常有利。
　　礦石顆粒在永磁強磁預選機的永磁輥上主要受磁場力、離心力、重力以及摩擦力作用，隨著磁輥的轉動做平拋運動，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，干式永磁強磁預選機距皮帶20mm以內平均磁場強度約為318.3kA/m，平均磁場梯度為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回收。磁系的磁場特

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，這兩個因素是影響選別效果的關鍵，另外預選機的選別效果還受入選物料的性質、料層厚度以及機械夾雜等因素的影響。
　　弱磁性礦粒在永磁高梯度磁選機磁場中受磁場力、流體粘滯力、重力（對微細礦粒，重力可以忽略不計）。以粒度為0.15mm的弱磁性赤鐵礦顆粒為例，永磁高梯度磁選機圓筒表面背景磁場強度596.8kA/m，平均磁場梯度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，被外磁場捕獲的幾率很大。影響高梯度磁選機選擇性的因素主要有磁介質的匹配與排列形式、載體的性質與礦漿流態(tài)、入選物料的分散程度及機械夾雜等。在永磁高梯度磁選機背景磁場強度一定的情況下，礦石性質、礦漿濃度、簡體轉速、卸礦水壓及處理量是影響分選指標的主要因素。
　　本文研究的永磁強磁預選技術為我國弱磁性貧赤鐵礦的預選拋尾提供了新的設備和工藝，可增加礦山可利用的