1概述
CTDGpd永磁大块q式选机是依靠永体作ؓ场源,在特定的区域内Ş成非均匀的磁场,而这U非均匀场对于性矿物的驱动会带来与非磁性物料相异的q动势Q从而获得磁性矿物的分离效果?/p>
CTDGpd永磁大块q式选机{体内部固定的磁pd以实现磁性物料在非均匀场中的UdQ而磁性矿物在场作用下将受到{体的承托而聚集在{体的外表面Q通过{体转动l予的摩擦力这些吸附的矿物带至卸矿区域q行q。而磁性矿物能否获得良好的分离效果Q主要取决于系的结构特性。由于矿物的属性差异较大,因此良好的磁pȝ构特性应该与矿物的属性有合适的匚w才能够取得较好的使用效果[2]。本文借助于Maxwell늣有限元分析YӞ主要对磁pȝ构的不同设计Ҏ与相适应的工艺特性做探烦研究Qؓ实际应用中的\设计做设计基?/p>
2永磁{式选机系的结构及Ҏ?
CTDGpd永磁大块q式选机的磁pȝ构ؓ开攑֞系Q开攑֞系的特Ҏ系中的极在同一侧做盔R配置且磁极质无感应铁介质的磁pR磁通通过极间的I气隙\更长Q磁路的组大,漏磁通多Q因而这cȝpȝ场强度相对较低?/p>
开攑֞系的磁场分布ؓ非均匀场Q磁极间的磁力线呈散状分布Q在距离系表面一定区域内存在较强的磁场,形成较大力分选区域。用于处理量较大的强性矿物的选别效果比较合适?/p>
所谓开攄pL指磁极在同一侧作盔R配置且磁极之间无感应介质的系。开攄pȝ路长Q磁dQ漏多Q生的场强度低,用于分选强性矿物?/p>
Ҏ场的基本特性可知,开攄pȝZL一点(xQyQ的场强度?/p>
式中—极面或极隙面上的磁场强度(此时y=0Q,A/mQ?/p>
c —磁场的非均匀pLQ?img style="vertical-align: middle; width: 24px; height: 20px;" id="囄 13" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154155198004.png">Q?/p>
—极距,mQ?/p>
—距极对称面的距离QmQ?img id="囄 10" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154155958007.png" style="width: 94px; height: 17px;">Q?/p>
单位质量矿粒上的力UCؓ比磁力,?img style="vertical-align: middle; width: 23px; height: 19px;" id="囄 9" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154155932008.png">表示Q?/p>
式中Q?img id="囄 7" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154156595010.png" style="width: 18px; height: 15px;">为矿_的比磁力;
为矿_的体积Q?img id="囄 5" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154156821012.png" style="width: 16px; height: 20px;">为矿_的质量Q?img id="囄 4" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154156550013.png" style="width: 13px; height: 18px;">为矿_的密度Q?img id="囄 3" src="/ewebeditor/uploadfile/20180918154156820014.png" style="width: 54px; height: 14px;">为磁场力?/p>
作用在矿物颗_上的比力大小取决于反映矿物磁性的比磁化率和反映磁场特性的力
。ؓ此分选强性矿物时Q矿物比化率较大,场力可相应降低Q反之,q性矿物的比磁化率较小Q则需要采用较大的场力,即采用高场强或高梯度来实?sup>[4]?/p>
CTDGpd永磁大块q式选机的磁极可分ؓ轴向交变和径向交变两U,轴向交变的磁pȝ点ؓ异性磁极沿轴向分布Q径向ؓ同极性,在筒体表面吸附铁性矿物后Q随着{体旋{方向UdQ但在筒体表面ƈ不翻转。这样可以避免在{的过E中被甩下,但由于在场区域内没有翻转的q程Q因而会Ҏ一部分非磁性脉矻I会媄响磁选品的_品位Q但׃吔Rq程中没有扰动,_回收率较高?/p>
径向交变的磁pȝ点ؓ异性磁极沿径向分布Q径向ؓ异极性,在筒体表面吸附铁性矿物后Q随着{体旋{方向UdQ在{体表面沿磁力线q行{。在{的过E中Q由于离心力、重力和水力的外力作用,非磁性脉矛_部分没有完全解离的连生体会被甩出Q不再吸附于{壁。因而磁选品的品位通常较高Q精矿回收率较低。此U结构是目前应用最q泛的磁pȝ构,本文主要针对此结构的系q行研究?/p>
2.1滚{的寸与处理量的关p?
滚{的长度与磁选机处理量基本上是线性相关的关系Q严格意义上是与滚{内部的系轴向长度有关。磁滚筒主要qpR筒皮、端盖组成,׃一般筒式磁选机系的磁感应强度在u向上没有变化Q因此磁滚筒长Q其系在u向作用的区域p大,对矿物的选能力也随之增大。而磁滚筒的直径与选机处理量则是非U性相关的关系Q主要是׃{体直径增大后,内部系寸随之增大Q主要是在径向上对处理量有媄响,也就是磁场深度的影响。磁场深度主要由系的厚度、材质和l构军_Q同cd系在只增加厚度的情况下Q很难获得与厚度寸U性相关的场深度变化?sup>[3]?/p>
2.2性材料的影响
目前选机系主要采用铁氧体和钕铁D两种性材料作为磁源,铁氧体材料的h较低Q而钕铁硼材料主要由其含稀土材料较多,h较高。一般情况下{表感应^均强度较低时Q全部采用铁氧体刉磁pR可通过增加钕铁材料的用量来提高磁场性能。由于铁氧体和钕铁硼的材料h格差距较大,因此在磁p设计时也要充分考虑到制造成本,在磁pȝ构上q行优化?/p>
2.3极极距对磁场特性的影响
选机系中各极的距ȝ为极距,相同寸极在不同极距下Q在其深度方向上的磁感应强度数值曲U有区别。极距越,其表面磁感应强度峰D高,但作用深度越弱,反之则磁感应强度峰D低,但作用深度较深?
假定有两个^面磁pR磁极表面中心处的磁场强度H=80kA/mQ极面宽150mmQ在极距?mm?0mm?20mm时分别在距离极表面6mm处测得磁感应强度数值曲U,如图1。峰值磁感应强度数g距离极表面距离的关p见??/p>
? 极极距变化对磁感应强度的媄?/p>
?Q磁感应强度与距ȝ极表面距LU图
由图2 可见Q在d极面距离的方向上Q极距越大的l构Q峰值磁感应强度衰减U小Q而极距较的l构在较q的距离上具有优ѝ?/p>
{式选机q种开攑ּ系的极距直接决定了被选矿石粒度和矿石层厚度的分选效果,当矿矛_厚度时Q矿_靠q磁p表面移动,可以采用极距的系Q当矿石层厚度大Ӟ可以采用大极距的系Q从而保证所有矿石都处于有效场区域中。当系的最大角度即有效分选区长度相同Ӟ极距小Q磁极的极数多Q因而增加了链Q被吔R矿石Q的取向Q翻转)ơ数Q有利于提高_质量Q但是由于增加了{ơ数Q可能会造成部分矿石q生体被抛离q入造成性铁含量升高[1]?/p>
因此Q回收率和品位是怺矛盾的,提高产品质量的同时往往会降低回收率Q反之,提高回收率则往往会降低品质量。在设计Ӟ如何取得q两Ҏ标的q点,是磁p设计工作中的一w要Q务?/p>
3 应用于粗颗粒铁矿矛_前q式抛尾的磁pM化设?
Zq一步的节能减排Q通常采场寚w矿粗后的大块干矿进行就地抛废,以减轻运输系l的压力和后l工艺的处理负荷Q同时也降低大量l粒的处理成本和堆积对环境造成的媄响?/p>
辽宁某矿业公司,原矿铁品位偏低,成分主要为磁铁矿。需要在选系l前大量抛除脉石和低品位矿石Q降低选矿生成本Q解军_量低品位矿石造成的指标不良情c采场经q粗破的矿石最大粒度可?50mmQ大部分_度集中?00mm~30mm之间Q对于粒度较大的矿石Q由于自w重量及q动惯性的影响Q在输送带头轮末端必须加以_改变其抛物线轨迹的磁场强度,才能够将性铁含量较高的矿_有效回收?/p>
现场已有一台CTDG1416大块q式选机q行抛尾作业Q但是在生q程中过E中发现Q该讑֤的生产指标经常出现尾矿磁性铁含量q高Q精矿回收率偏低的情况,存在着资源费的情况,也从源头上媄响到了整个选厂的精矿量。因此需要对该设备进行改造?/p>
Ҏ此情况,我们对现有磁p进行了分析。磁感应强度数据见图3?/p>
?
从图3的磁pL据上Q我们可以发玎ͼ其筒表磁感应强度均D?00mTӞ距离{体表面70mm处磁感应强度均g?30mTQ距ȝ?00mm处磁感应强度U?0mT。该系的特Ҏ{表感应强度较高,但是在深度方向衰减较快,D使用中遇到大_度矿石或矿矛_厚度较厚Ӟ无法完全覆盖{表矿石Q导致一部分铁矿矛_很弱的磁Z被抛R从而导致了在最大矿石粒?00mm的干选工Z生指标较差Q回收率较低?/p>
因此Q从提高场作用深度的角度出发,我们对磁p进行了优化设计Q目的在于提高磁场的作用深度Q筒体表面磁感应强度均值同栯?00mTӞ在距ȝ?0mm处测得磁感应强度均gؓ220mTQ距ȝ?00mm处磁感应强度U?60mT。该系的特Ҏ感应强度在深度方向上的衰减较低Q可以生够大的有效磁_从而适应较大的矿石粒度和较厚的矿矛_。磁感应强度数据见图4?/p>
?
? 系优化前后的生产指标对?/p>
产品 |
铁品?/p> |
_产率 |
铁回收率 |
|||
|
现有 |
优化 |
现有 |
优化 |
现有 |
优化 |
_ |
28.90 |
26.90 |
67.36 |
81.54 |
87.30 |
98.36 |
15.50 |
9.50 |
32.64 |
18.46 |
12.70 |
1.64 |
|
原矿 |
22.30 |
22.30 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
应用到生产中Q所得生指标见表1。从?可看出,优化后的系在精矉K品位相差不大的情况下Q精矿率大q提升,铁品位明显下降。避免了资源费Qؓ客户挽回了巨大损失?/p>
4 应用于细颗粒铁矿矛_式磁选提高精矿品位的系优化设计
采用q式选提高细颗粒铁矿Q粒度<10mmQ的品位Q避免了选矿q程中对水的依赖Q可用于~水地区的铁矉K矿。提高精矿品位的同时也降低了后段球磨能耗,减少l粒的生量Q在实际应用中也可以采用全流E干选,无需使用水?
另一斚wQ目前随着环保整治力度加大Q采矛_产量大幅~减Q徏{企业开始从铁矿大量采购_度Q?0mm的尾矿作为徏材骨料用,使得q选尾矿生了价g势,Zl济效益l合考虑Q选矿厂在处理l颗_铁矿石Ӟ重点考虑到提高细干矿的_品位Q从而降低铁_的生产成本?/p>
安徽某矿业公司由于其建筑骨料业务量增大,因此需要调整干选工艺,实施技术改造。减细后矿石的精矿率,提高q选品位,同时降低后段入磨矿石量,减少矿能耗。以牺牲一部分__量ؓ代hQ大q降低生产总能耗,同时获得更多的细尾矿品作为徏{骨料出售。从l济上综合考虑Q该Ҏ的实施对选矿厂的整体效益有所提高?/p>
但现有干式磁选机的生产指标中Q精矿回收率较高Qؓ实现技Ҏ案,需要对原干选机q行优化攚w。ؓ满其工艺变更需求,我们Ҏ优化后的系设计Ҏ刉了一台同寸q选机用于现场生。现有磁pȝ感应数据如?
?
由图5可知Q现有干式磁选机的筒表磁感应强度均gؓ300mT,峰值约450mTQ磁极数量ؓ3个,矿石{ơ数较少Q同时深度较深,保证了较高的性铁回收率,同时也造成了大量的q生体被回收q入_Q媄响精矿品位?/p>
Ҏ工艺的需要,对现有磁p进行优化设计时Q首先考虑的是提高_品位Q可降低_回收率,增加产品的量。因此需要增加矿矛_{体表面的翻转次敎ͼ也就是增加磁极数量。优化设计后系的磁感应强度数据如图6
优化后的系增加?个磁极,{体表面感应强度均值约400mTQ峰值约500mT。经q实际用,取得生指标Ҏ如表2。由?可看出,l过q式选机选后的精矿品位有明显提升Q同时尾矿量有较大提高Q满x改的工艺要求Q给用户带来了较好的l济效益?/p>
? 系优化前后的生产指标对?/p>
产品 |
铁品?/p> |
_产率 |
铁回收率 |
|||
|
现有 |
优化 |
现有 |
优化 |
现有 |
优化 |
_ |
35.00 |
45.00 |
77.10 |
43.00 |
96.38 |
69.11 |
14.43 |
15.18 |
22.90 |
57.00 |
3.63 |
30.89 |
|
原矿 |
28.00 |
28.00 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
5l语
{表感应强度的数值ƈ不能真实反映选机的实际用性能。磁选机系设计需要与选工艺需求相l合Q以工艺的诉求来引导系设计Q对讑֤与工艺匹配度要求较高。相同的选机设计Ҏq不能在所有的选矿工艺中都取得较好的用效果?/p>
对于大颗_矿物的选,如果要提高精矿回收率Q磁Z用深度是系设计中较为重要的影响因素Q在系设计旉要采用大深度Q低梯度的磁pȝ型。对于需要提高精矿品位的选工艺,在磁p设计中应重点关注矿物在场作用下的q动状态,x高单位区域内外力作用D的加速度矢量变化和位U量?/p>
作者:马超 田震 桂致?nbsp;x?nbsp;阚g杄Q中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司)本文发表于《现代矿业?018q第8?/p>
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