铁矿弱磁选设备的研究应用现状与发展方向
来源:小侦探旅游网
维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期 2007年8月 矿产综合利用 lose Utilization of Mineral Resources N0。4 Aug.2007 铁矿弱磁选设备的研究应用现状与发展方向 陈炳炎,闰武 (中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都610041) 摘要:比较系统的介绍了筒式磁选机 磁重选矿机、磁力滚筒等弱磁选设备在国内外的研究应用现状,并提出 弱磁选设备的研究发展方向。 关键词:铁矿;弱磁选设备;磁选 中图分类号:TD457文献标识码:A文章编号:1000.-6532(2007)04-0032434 1 前 言 有反斥磁铁,极性与相邻磁铁相同。其圆筒外部也 附加了一组磁极,极性与圆筒内相对应的磁极极性 相反,从而能大大减少漏磁,提高磁场作用强度和深 度,提高分选效率。并且还利用交替磁极的磁摆动 作用提高精矿品位。 芬兰科恩公司研制的弱磁场磁选机筒体可使磁 磁选工艺是铁矿选矿厂的主要选矿工艺,弱磁 选设备在铁矿选厂设备中占有重要的位置。我国常 用的弱磁选设备很多,目前以筒式磁选机为主,同时 还应用了磁团聚重选机、磁选柱、磁滚筒、磁场筛选 机等设备。随着磁性材料和其他相关技术的进步, 国内外在弱磁选设备的研制和应用等方面均取得了 较大的进展。 场的吸附作用集中在距离筒体表面0~30mm处,筒 体表面的磁感应强度为O.18~O.2T,而距离筒体表 面50mm处场强下降到O.O6~0.07T,形成较高的 磁场梯度,使吸附能力提高了40%,不仅增加了处 理能力,而且可达到较高的回收率。另外,还通过增 2 弱磁选设备的研究应用现状 近年来,弱磁选设备的研究主要围绕下面几个 方面进行:(1)设备大型化,以提高处理能力;(2)利 用多力场的分选效应,强化分选过程,提高分选精 加磁极数,使磁性矿粒磁翻滚增强,磁性絮团松散, 从而提高精矿品位。 德国KHD Humbolt Wedag公司开发的永磁筒 式磁选机主要用于选别细粒嵌布的强磁性矿物,可 获得高品位的铁精矿。其磁系结构有5~7个磁极, 磁极的极性沿圆周角排列。该机备有顺流型、逆流 型和半逆流型槽体。半逆流型由于矿浆从槽体下方 度;(3)采用新型磁性材料,应用辅助磁极,设计复 合磁系;(4)节约能源,降低消耗等。 2.1简式磁选机 筒式磁选机有电磁和永磁两种。随着永磁材料 的不断发展,特别是钕铁硼等稀土永磁材料的出现, 使国内外磁选厂的筒式磁选机基本上实现了永磁 化。近几年来,国内外在永磁筒式磁选机大型化以 及给矿方式、磁系设计、槽体结构等方面进行了大量 的研究和试验工作,取得了一些成果。 给到圆筒的下面,可立即分离成磁性和非磁性颗粒, 而被吸附的磁性精矿品位高,提高了分离精度。 俄罗斯生产的IIBM系列筒式弱磁选机,其传 动机构装在筒内,安装方便,结构紧凑,占地面积小。 筒体周边磁系的磁极数达14个,并在主磁极间装有 辅助磁极,以减少漏磁,提高精矿品位。并且还利用 扇形磁性板和弹簧牵拉装置,使外界强迫振动频率 美国Eriez磁力公司的大型筒式弱磁选机规格 最大达O1220mm×3050mm,在多磁系的间隙中装 收稿日期:2006416-14 作者简介:陈炳炎(1965一),男,研究员,主要从事矿物工程研究和管理工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期 陈炳炎等:铁矿弱磁选设备的研究应用现状与发展方向 ’33・ 与弹簧固有频率相同,形成谐振磁系,以强化分选过 系,配置了深槽式半逆流槽体,在精矿排出端加漂洗 水,从而大幅度提高了精矿品位。 包头新材料应用研究所研制的BX永磁磁选 机,由于磁极极数多(8极或1O极),磁系包角大,磁 路长,磁性矿粒翻滚次数多,磁场强度高,尾矿溢流 程,提高分选效率。其最大型号为/IBM一150/400 型,规格为O1500mm×4000mm,生产能力达400t/ h,是目前世界上最大规格的筒式磁选机。 日本东和选矿机株式会社生产的TY一6E一2 型磁选机,由四个磁选圆筒串联起来使用,第一个圆 筒用做粗选,第二个圆筒用做扫选,第三、第四个圆 筒做精选,第四个磁选筒上还装有可改变磁通密度 口高,因此有利于提高精矿品位和金属回收率。大 山选厂采用BX磁选机后,最终精矿品位由66.08% 提高到67.5%,每年可创效益2000万元。在包钢 的装置。该磁选机可使砂铁矿的精矿品位达到 57%一61%,磁铁矿的精矿品位达60%一69%。 北京矿冶研究总院研制的BKJ、BKW系列筒式 磁选机,其最大规格为O1050mm×3000mm,简体表 面磁场强度120—400kA/m,其磁系和分选槽体设 计独特,给矿处设有反向冲洗水装置,加上磁力可 调,形成了重力、水力、惯性力和磁力的多力场分选 过程。磁性矿物与溢流反向运动,一部分脉石随同 溢流从后部溢流堰排出槽体外进入尾矿,实现了初 次精尾分离。磁精矿受到反向冲洗水的冲击,破坏 了磁团聚,使脉石从磁性矿物中逸出,随溢流排出, 实现了人选矿物第二次分离。混于脉石中的细粒级 单体铁精矿和富连生体,在排出过程中继续受到磁 力的作用,沉降到槽体底部送往扫选段回收。以上 过程提高了精矿品位和选矿效率。目前BKJ、BKW 系列筒式磁选机在首钢、武钢、鲁中矿山公司等选矿 厂得到应用,明显提高了这些厂的经济技术指标和 装备水平。 马鞍山矿山研究院研制的01050型永磁磁选 机,采用铁氧体磁块和少量钕铁硼组成复合磁系,磁 感应强度高,磁场作用深度大,钕铁硼磁体用于尾矿 扫选区,使简体表面磁感应强度从精矿卸矿端的 200mT向尾矿排放口逐渐增强,到尾矿扫选区达到 280mT,但距离简体表面50mm处平均磁感应强度 仍在100mT以上。该设备还可根据生产需要调整 磁系位置、工作间隙和精矿排矿间隙。以上特点增 大了设备处理能力,改善了选别指标。该院研制的 XCTP120Omm×3200mm大处理量湿式筒式磁选机, 其单机处理量可达160t/h以上。在给矿铁品位29. 34%的条件下,可获得精矿铁品位47.38%、产率 56.97%、铁回收率91.99%,尾矿铁品位5.46%的 选矿指标。该院近期开发的YCMC型永磁脉动磁 选机,采用大包角磁系增强了磁性矿物在筒表面的 磁翻滚,并设置了磁场脉动装置,采用了非均匀磁 选矿厂实验表明,BX磁选机提高品位2.07%。目 前,已: ̄2oo多台BX磁选机,在磁铁矿选厂得到应用。 2.2磁重选矿机 俄罗斯研究开发的磁重选矿机,其分选原理为: 磁场强度为4—16kA/m的电磁场加在处于规定的 流体力学状态中的悬浮体下部,并形成明显上限的 富集移动层,在铁磁颗粒层中所形成的磁铁颗粒集 合体很容易被水流的流体动力所破坏,此时非磁性 颗粒及连生体被上升水流搬运至悬浮体上部,并以 溢流形式排出,从而达到分选的目的。该方法的特 点是:如果悬浮体给料的铁磁颗粒所组成的铁磁颗 粒区能不断更新,选矿作业便可在整个悬浮体内进 行,由于磁性颗粒被外部电磁场加重,脉石矿物被上 升水流迅速提高,这就可保证粗粒级非磁性颗粒及 连生体排人溢流。磁重选矿机内部可带叶轮,也可 不带叶轮,并安装有保证铁磁颗粒层的规定水平和 密度的自动调节系统,以此调节从选矿机排出精矿 的数量。在俄罗斯列别金、科斯托穆克沙、奥列涅戈 尔及其他采选公司生产中该机都有应用,它可将铁 精矿品位提高到69.50%以上。 中国地质科学院矿产综合利用研究所与首都钢 铁公司矿山公司共同研制了磁团聚重选机,通过在 分选筒内安装多层不同磁场的永磁多极磁系,引入 上升水,利用不同矿物颗粒磁性和密度等性质的差 异,综合磁力、剪切力和重力等多种作用力进行分 选,使颗粒形成“分散一团聚一分散”的反复状态, 从而使磁絮团不断得以净化。净化后的絮团克服上 升水流的浮力而下沉形成高品位精矿。与传统永磁 筒式磁选机相比,磁团聚重选机具有较高的磁性选 择性和选别精度。在首钢水厂铁矿的应用表明,它 能有效解决单体有用矿物与贫连生体的分离问题。 在保持相同磨矿粒度时提高铁精矿品位2.O%;在 保持相同铁精矿品位时可适当放粗磨矿粒度,从而 提高磨机处理能力。目前,磁团聚重选机已实现从 维普资讯 http://www.cqvip.com ・34・ 矿产综合利用 2007芷 q ̄600mm至 ̄2500mm共8种规格型号产品的系列 大的颗粒尺寸大许多倍,这样磁铁矿在筛上形成链 化生产,已在国内30多家大中小磁选厂得到成功的 应用。 状磁聚体,沿筛面滚下进人精矿箱中;而单体脉石和 连生体由于磁性弱,以分散状态存在,极易透过筛孔 首钢矿业公司还在普通型磁聚机的基础上先后 而进人中矿箱中排出。因此磁场筛选机比磁选机更 能有效分离脉石和连生体,使铁精矿品位进一步提 高,同时它对给矿粒度适应范围宽,只要是已解离的 磁铁矿单体就能回收为精矿,只需对影响品位的连 开发出了变径型磁聚机和电磁聚机,使团聚一分散 交替作用的选别原理得到进一步发挥,提高了分选 精度。太刚峨口铁矿选矿厂采用变径型磁聚机处理 嵌布粒度极细的北区矿石,铁精矿品位从63.88% 提高至66.01%。首钢水厂选矿厂采用电磁聚机代 替普通的磁聚机,铁精矿品位提高两个百分点,并且 还可放粗选别粒度。 鞍山钢铁学院研制的磁选柱,通过控制装置给 磁系通以直流电,在分选筒内产生自下而上反复交 替的磁场,对分选物料反复进行磁团聚一分散一磁 团聚,同时施加自下而上的冲洗水对物料进行淘洗。 磁铁矿形成的磁团在磁场和重力的作用下运动到底 部的精矿排出管排出。物料可以在分选筒内多次被 精选,贫连生体和单体脉石可被充分分选出来,因此 所得的精矿品位较高,同时磁团聚对细粒磁铁矿有 捕捉作用,故对磁铁矿的回收率也较高。磁选柱精 选磁铁矿低品位精矿,可以使其精矿品位由50%~ 63%提高到65%~68%。目前磁选柱已在国内10 余家大、中、小型磁选厂得到应用,取得了较好的效 果。 东北大学还研究了一种脉冲磁选柱,其分选过 程中,磁性颗粒形成的磁团可在磁场作用下不断地 抖动,并在磁场和重力的联合作用下迅速地向下移 动,在部分分选空间里磁团聚处于一种强烈的“一 张一弛”并旋转的紊动状态。当分选空间内物料的 浓度达到一定程度后分选过程则加速。采用脉冲磁 选柱,对某矿尾矿再磨再选的精矿进行实验室试验, 原矿品位为44%,精矿品位可达62.5%,回收率可 达91%;对某选矿厂的细筛给矿进行不同条件的分 选试验,品位均可提高5%以上,精矿产率都可达到 70%以上。 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所采用 磁场筛分分选理论开发了磁场筛选机,与传统磁选 机最大的区别是不靠磁场直接吸引,而是在相当于 磁选机数十分之一的弱的均匀磁场中,利用单体铁 矿物与连生体矿物的磁性差异,使单体磁铁矿物实 现有效团聚后,增大与连生体的尺寸差、密度差,再 利用安装在磁场中的专用筛子,其筛孔比给矿中最 生体再磨再选即可。磁场筛选机在国内多家铁矿的 试验和应用中都得到了较好的效果,精矿品位可普 遍提高2%~5%。 2.3磁力滚筒 美国埃利兹公司研制的磁力滚筒采用永磁一电 磁复合磁系,滚筒直径1800mm,筒长2000mm,简体 表面磁感应强度250~260mT,处理能力500~600t/ h,人选粒度上限350mm。这种复合磁系磁力滚筒 的优点在于有较高的磁场强度,可取得更好的分选 效果。 瑞典萨拉公司研制的磁力滚筒有速度可调的、 不同直径的、不同场强的、不同磁极的型号,用户可 根据流程要求进行选配。最大滚筒直径达 1500mm,处理物料最大粒度为300mm。 马鞍山矿山研究院研制的磁力滚筒已形成CT- DG系列,在全国许多大中型选厂已有100多台设备 投人使用。滚筒直径由500mm到1500mm,带宽 500~1600mm,筒表分选区场强160~260mT,处理 矿石粒度75~350mm,台时处理量50~600t,机重 0.4~5.4t。主要生产指标:尾矿品位8.6%~9. 7%,精矿品位提高2.24%~10.46%,磁性铁回收 率99.35%。该系列磁力滚筒具有效率高、成本低、 适应性强、预选工艺简单、经济效益好等优点。 北京矿冶研究总院研制的CT1416型磁力滚筒 处理矿石最大粒度350mm,台时处理能力为450t, 在张家洼铁矿使用表明:尾矿品位为11.18%,精矿 品位提高2.95%。该院又研制了CTDY一1214移 动式块矿磁选机,用高强度无磁铸铁代替不锈钢,制 造成本低,处理能力大,有较强的适应能力。 鞍山冶金设计研究院研制了电磁磁力滚筒,筒 表面场强270mT,带表面场强240mT,处理最大粒度 350mm,处理能力达450t/h。 此外,国内外还研制了一些新型的弱磁场分选 设备,如涡流磁选机、螺旋磁场磁选机、磁力旋流器、 (下转49页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期 赵朝辉:ICP—AES法测定镨钕混合物中的钐垦垒重堂垡塑鱼鎏 一:: Research on Application of Multicomponent Spectral Fitting(MSF)for Determination of Samarium in Pr-Nd by ICP-AES ZHA0 Chao.hui f institute of Muhipurpose Utilization of Mineral Resources,CAGS,Chengdu,Sichuan,China) Abstract:This paper introduced an analytical method for the determination of samarium in Pr-Nd mixture by ICP- AES.The Muhicomponent Spectral Fitting(MSF)was adopted to eliminate serious spectrum interference・The s砌Ples are treated with HNO (1+1)and the samarium is determined by ICP-AES.The detection limit for Sm is 9×10一sg relati d rd de tion is 1 1 It can be used for the determi,ve stan a via .0%~ .5%, nation of Sm 0 01% . ~ .1 00%in Pr.Nd mixture. Key words:ICP.AES;Muhicomponent Spectral Fitting(MSF);Pr-Nd mixture;Sm (上接34页) 2001(增刊)・ 磁浮选设备、电磁摇床等,均在一定程度上能提高精 [5]谢强,等・BK系列专用筒式磁选机分选机理和特点[J]- 矿的质量,并得到了较广泛地应用o [6]鲁 机在大孤山选矿厂的工业试验[J]. 3 结 语 金属矿山,2003(11). 新型高效弱磁选设备,近年来,弱磁选技术龈迅速'并得到成功应用,先后开发了但是仍不能 一些 [8]冉红想莩 在磁铁矿选矿厂应用实 ¨’ ,等.磁铁矿在磁浮力场中的分选试验研究[J]. 完全满足磁选工艺发展的要求。为此应进一步开展 矿冶,2oo4(3). 研究,研制出多种类型的高效多功能的弱磁选设备。 [9]郝树华,蒋文利.铁精矿提铁降硅的捷径一磁团聚重选 在今后一段时间内,弱磁选设备的发展趋势是: 新工艺的应用和效果分析[J].金属矿山,2003(5). 大型化、专用化和节能化;利用综合力场分选技术和 [10]陈广振,等.磁选柱及其工业应用[J].金属矿山,2002 磁系设计理论桌研制新型磁选设备;加强磁选相关 (9)・ 技术和理论的研究,并应用于新型磁选设备的研制; [11]赵通林,等・磁选柱在弓长岭选矿厂的工业应用[J].金 备的应用领域等。 [12] : 。 振动磁场磁选柱的研制与试验[J].金 参考文献: 属矿山,2001(3). [1]冯旭滨.国外矿用磁选设备_的现状与分析[J]・选煤技 [13]李迎国.磁场筛选机在选矿厂工业应用效果[J].中国 术,1999(1). 矿业,2005(7). [2]孙仲元.我国铁矿山磁选现状及发展方向[J].金属矿 [14]周兴龙,等.螺旋磁场磁选机在铁矿的精选试验研究 山,2004( ̄J)・ [J].矿山机械,2005(10). [3]余永富.我国铁矿矿冶形势及技术发展现状[J]・矿产保 [15]郑九龄.磁铁矿石预选在我国的发展[J].北京矿冶研 护与利用,2005(6)・ 究总院学报,1994(1). [4]梁殿印,等.选矿设备评述[J].有色金属(选矿部分), Present Situation of Research and Application of Low-Intensity Magnetic Separation Equipments for Iron Ores and Development Direction CHEN Bing-uan,YAN Wu (Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,CAGS,Cheng ̄tu,Sichuan,China) Abstract:The present situation of research and application of low-intensity magnetic separation equipments,such as drum magnetic separator,magneto-gravity separator,magnetic roller,etc.,at home and abroad was introduced in more detail.The development direction of low-intensity magnetic separation equipments was also proposed in this article. Key words:Iron ore;Low-intensity magnetic separation equipment;Magnetic separation