筒輥式永磁磁選機(jī)的研制與應(yīng)用

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高，非金屬礦在國(guó)民生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，而鐵含量的高低直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量。近年來(lái)，由于非金屬礦干法加工設(shè)備的技術(shù)性能日益提高，干法加工工藝的優(yōu)越性更加顯露。干法工藝流程簡(jiǎn)便易行，且有能耗、水耗低及對(duì)環(huán)境污染小等諸多優(yōu)勢(shì)，使產(chǎn)品成本大幅度降低，深得廣大礦產(chǎn)企業(yè)認(rèn)可。為滿足干法工藝的需要，山東華特磁電設(shè)備有限公司針對(duì)非金屬礦常規(guī)除鐵中磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度低、物料分布不均勻、除鐵效果差、成本高等問(wèn)題，研制開發(fā)CTG系列高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)，并進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，取得了顯著效果。

1、設(shè)備特點(diǎn)

在充分利用現(xiàn)有筒式和輥式磁選機(jī)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們將永磁筒和高場(chǎng)強(qiáng)永磁輥合理結(jié)合，發(fā)揮二者長(zhǎng)處，磁筒表面最大磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)0.8T，磁輥表面最大磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)1.5T。在滾筒一端增加的磁系也隨之做一定頻率的擺動(dòng)，滾筒不僅分選物料還起磁攪拌作用，采用變頻器調(diào)節(jié)滾筒和磁輥的轉(zhuǎn)速，根據(jù)物料粒度不同、鐵含量高低及產(chǎn)量大小可以隨意調(diào)節(jié)滾筒轉(zhuǎn)速和磁系擺動(dòng)頻率。

根據(jù)磁場(chǎng)梯度與磁場(chǎng)深度是相矛盾的關(guān)系，兩者如何兼顧是磁系研制的一項(xiàng)主要任務(wù)。本設(shè)計(jì)磁系材料采用高性能稀土釹鐵硼，保證磁系有較高的磁場(chǎng)深度。滾筒的磁系設(shè)計(jì)磁系板按一定極性黏結(jié)成條，然后沿圓周方向N極和S極交替排列，輔助磁極作為磁系的補(bǔ)充，使磁場(chǎng)強(qiáng)度得以有效聚合，并且沿徑向梯度排布。磁輥采用計(jì)算機(jī)模擬磁路設(shè)計(jì)，稀土釹鐵硼作磁源，高導(dǎo)磁材料IJ22導(dǎo)磁，對(duì)于雙輥的構(gòu)造安排，兩輥的位錯(cuò)恰好是磁輥磁場(chǎng)波的半波長(zhǎng)。

2、模擬樣機(jī)研制

任何一臺(tái)設(shè)備的出廠，必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)模擬樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)、分析、改進(jìn)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)才能生產(chǎn)工業(yè)設(shè)備。華特磁電設(shè)備有限公司開發(fā)設(shè)計(jì)的CTG系列環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式模擬磁選機(jī)，由6部分組成。結(jié)構(gòu)原理如圖1。

3、選礦工藝確定

在干式磁選生產(chǎn)流程中，只需確定合適的磁選粒度將磁選設(shè)備配置在篩分段后，物料經(jīng)除鐵再進(jìn)行后續(xù)的加工工序，操作管理極為方便。其具體工藝流程為：原礦石->破碎->細(xì)碎或粗磨->篩分->磁選（棄尾礦）->精礦->后續(xù)加工。對(duì)于濕法磨礦工藝的老生產(chǎn)線，只須待礦料晾干或干燥后，在物料包裝前回轉(zhuǎn)強(qiáng)磁選除鐵設(shè)備即可。需要注意的是：礦石在碎磨加工前，一定要弄清鐵在礦石中賦存狀態(tài)、含量、粒度等因素及其與其它礦物的相互關(guān)系，據(jù)此確定礦石的碎磨粒度及篩分等級(jí)等，以獲得最佳的磁選除鐵效果，滿足產(chǎn)品質(zhì)量的要求。另外，入選原料的水分應(yīng)控制在3%以下。

分級(jí)后的物料從料倉(cāng)中經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)均勻地給到滾筒上，磁滾筒將物料在破碎過(guò)程中產(chǎn)生的鐵及部分礦物伴生的鐵等磁性物料吸除，同時(shí)將弱磁性物磁化，磁性物料在滾筒表面翻滾，由于受到磁力作用被吸向筒體表面一側(cè)，而非磁性物料和沒(méi)有除凈的磁性物料由于離心力飛離筒體表面一側(cè)，通過(guò)下方的擋板將這兩部分隔離。經(jīng)滾筒下來(lái)的物料到一級(jí)磁輥磁選，隨著磁輥表面皮帶旋轉(zhuǎn)自動(dòng)將鐵雜質(zhì)排出，落于集鐵斗，物料經(jīng)二級(jí)輸送帶流經(jīng)二級(jí)磁輥選除。

4、工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用

4.1、鉀長(zhǎng)石

湖北某礦業(yè)公司所在的礦區(qū)是一個(gè)新開發(fā)的鉀長(zhǎng)石礦，礦石含鐵0.7%左右。原先該公司使用河南開封磁電設(shè)備公司生產(chǎn)的磁選機(jī)，磨出粉經(jīng)多道磁選后，含鐵量仍然高達(dá)0.29%，得到的精礦粉主要做玻璃原料，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到含鐵0.2%以下的要求。該公司經(jīng)過(guò)改造后，在華特公司購(gòu)買4臺(tái)CTG系列環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式磁選機(jī)，具體流程如下：原礦（鉀長(zhǎng)石）->水洗->顎式破碎機(jī)->對(duì)輥破碎機(jī)->球磨機(jī)->振動(dòng)篩->磁選（棄尾礦）->分裝機(jī)。

該廠采取2臺(tái)磁選機(jī)串聯(lián)經(jīng)粗選和精選，再將兩臺(tái)磁選機(jī)與兩臺(tái)并聯(lián)，由振動(dòng)篩等量地給到兩邊的磁選機(jī)。兩公司磁選機(jī)生產(chǎn)指標(biāo)如表2。

從表2可以看出，給礦的細(xì)度均為0.11~0.32，經(jīng)過(guò)一臺(tái)CTG磁選機(jī)3級(jí)分選，最后得到精礦粉含鐵量0.18%，低于玻璃工業(yè)要求的0.2%，遠(yuǎn)低于河南開封生產(chǎn)的磁選機(jī)2級(jí)分選得到0.29%的指標(biāo)。

4.2、石英

某石英巖經(jīng)過(guò)破碎磨礦后，初級(jí)產(chǎn)品粒度一般在0.674~0.13mm，該粒度是大多建材產(chǎn)品原料的粒度要求。采用CTG系列環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式磁選機(jī)對(duì)此類石英砂的除鐵做過(guò)多次試驗(yàn)，均取得很好的效果（表3）。

對(duì)于兩種含鐵量不同的石英砂，分選給礦粒度不同，處理量因礦而異，兩者的產(chǎn)率都很高，分別為93.8%、94.5%，降鐵率和除鐵率比較接近。因此，針對(duì)不同礦樣，控制給礦粒度，能達(dá)到很好的分選效果。

4.3、鈉長(zhǎng)石

煙臺(tái)某礦業(yè)公司是生產(chǎn)鈉長(zhǎng)石粉的廠家，生產(chǎn)的產(chǎn)品用作陶瓷釉料，對(duì)產(chǎn)品中鐵的含量要求很高，要求含鐵量≤0.08%。該礦業(yè)公司安裝1臺(tái)節(jié)能環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)（型號(hào)CTG-12-Ⅱ），使用過(guò)程中達(dá)到產(chǎn)品的要求，分選效果良好。生產(chǎn)指標(biāo)如表4。

針對(duì)不同含鐵量的鈉長(zhǎng)石礦，優(yōu)質(zhì)礦經(jīng)分選后精礦含鐵0.077%，低于0.08%，滿足工業(yè)生產(chǎn)要求，并且產(chǎn)率很高，達(dá)94.45%；劣質(zhì)礦經(jīng)分選后精礦含鐵0.115%，低于優(yōu)質(zhì)原礦含鐵量，產(chǎn)率76.47%。節(jié)能環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)不僅能處理優(yōu)質(zhì)礦，也能有效地處理劣質(zhì)礦。

4.4、紅柱石

原礦經(jīng)破碎后，跳汰粗粒拋尾后篩分為+0.2~1、+1-2、+2-3、+3-5mm四個(gè)粒級(jí)，產(chǎn)率總量為85%，分別進(jìn)行干法強(qiáng)磁精選，所獲紅柱石精礦質(zhì)量滿足出品標(biāo)準(zhǔn)，見表5。

該工藝流程簡(jiǎn)單可靠，為紅柱石選礦的創(chuàng)新工藝，已被新疆霍拉溝紅柱石礦采用。該項(xiàng)目竣工后，其紅柱石精礦產(chǎn)量將占世界紅柱石產(chǎn)量的很大比重，且質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

CTG系列節(jié)能環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)通過(guò)對(duì)鉀長(zhǎng)石、石英砂、鈉長(zhǎng)石、紅柱石四個(gè)廠家礦料除鐵的工業(yè)應(yīng)用，除鐵后含量達(dá)到生產(chǎn)要求，得到用戶好評(píng)。此磁選機(jī)尚有自身不足之處，有待改進(jìn)，將作為華特龍頭產(chǎn)品在全國(guó)非金屬行業(yè)大力推廣。

5、結(jié)語(yǔ)

1）CTG系列節(jié)能環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)將永磁滾筒、高場(chǎng)強(qiáng)永磁輥有機(jī)結(jié)合，采用獨(dú)特的磁路計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，由高剩磁高矯頑力的釹鐵硼組成特種磁系，滾筒內(nèi)磁系裝有擺動(dòng)裝置，加大磁性礦物在滾筒表面的翻滾次數(shù)，兩磁輥間的位錯(cuò)恰好為磁輥磁場(chǎng)波長(zhǎng)的一半，使除凈率大大提高。

2）2007年8月25日，CTG系列節(jié)能環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)在安徽鳳陽(yáng)通過(guò)省級(jí)鑒定，該磁選機(jī)技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理，對(duì)非金屬礦除鐵效果顯著。

3）通過(guò)在長(zhǎng)石和石英砂生產(chǎn)線的應(yīng)用，CTG系列節(jié)能環(huán)保高場(chǎng)強(qiáng)筒輥式永磁磁選機(jī)可以生產(chǎn)出鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、石英砂和紅柱石高品質(zhì)產(chǎn)品，在非金屬行業(yè)推廣該磁選機(jī)意義重大。

4）滾筒和磁輥采用高性能釹鐵硼材料作磁系，磁選機(jī)上留有收塵口，不僅節(jié)能，而且環(huán)保。

5）目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量大，國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)在1000臺(tái)以上，以每臺(tái)20萬(wàn)元計(jì)，華特公司年產(chǎn)可達(dá)200臺(tái)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益很可觀，并且該磁選機(jī)工作平穩(wěn)、安全可靠、維修費(fèi)用低。

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