筒輥式永磁磁選機的研制與應用

隨著我國綜合國力的提高，非金屬礦在國民生產(chǎn)中的應用越來越廣，產(chǎn)品質量要求也越來越嚴格，而鐵含量的高低直接關系到產(chǎn)品質量。近年來，由于非金屬礦干法加工設備的技術性能日益提高，干法加工工藝的優(yōu)越性更加顯露。干法工藝流程簡便易行，且有能耗、水耗低及對環(huán)境污染小等諸多優(yōu)勢，使產(chǎn)品成本大幅度降低，深得廣大礦產(chǎn)企業(yè)認可。為滿足干法工藝的需要，山東華特磁電設備有限公司針對非金屬礦常規(guī)除鐵中磁選機磁場強度低、物料分布不均勻、除鐵效果差、成本高等問題，研制開發(fā)CTG系列高場強筒輥式永磁磁選機，并進行了一系列的試驗研究和工業(yè)生產(chǎn)應用，取得了顯著效果。

1、設備特點

在充分利用現(xiàn)有筒式和輥式磁選機結構及設計優(yōu)點的基礎上，我們將永磁筒和高場強永磁輥合理結合，發(fā)揮二者長處，磁筒表面最大磁感應強度達0.8T，磁輥表面最大磁感應強度可達1.5T。在滾筒一端增加的磁系也隨之做一定頻率的擺動，滾筒不僅分選物料還起磁攪拌作用，采用變頻器調節(jié)滾筒和磁輥的轉速，根據(jù)物料粒度不同、鐵含量高低及產(chǎn)量大小可以隨意調節(jié)滾筒轉速和磁系擺動頻率。

根據(jù)磁場梯度與磁場深度是相矛盾的關系，兩者如何兼顧是磁系研制的一項主要任務。本設計磁系材料采用高性能稀土釹鐵硼，保證磁系有較高的磁場深度。滾筒的磁系設計磁系板按一定極性黏結成條，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充，使磁場強度得以有效聚合，并且沿徑向梯度排布。磁輥采用計算機模擬磁路設計，稀土釹鐵硼作磁源，高導磁材料IJ22導磁，對于雙輥的構造安排，兩輥的位錯恰好是磁輥磁場波的半波長。

2、模擬樣機研制

任何一臺設備的出廠，必須經(jīng)過設計模擬樣機，實驗室對樣機進行試驗、分析、改進、總結經(jīng)驗才能生產(chǎn)工業(yè)設備。華特磁電設備有限公司開發(fā)設計的CTG系列環(huán)保高場強筒輥式模擬磁選機，由6部分組成。結構原理如圖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備配置在篩分段后，物料經(jīng)除鐵再進行后續(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->細碎或粗磨->篩分->磁選（棄尾礦）->精礦->后續(xù)加工。對于濕法磨礦工藝的老生產(chǎn)線，只須待礦料晾干或干燥后，在物料包裝前回轉強磁選除鐵設備即可。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系，據(jù)此確定礦石的碎磨粒度及篩分等級等，以獲得最佳的磁選除鐵效果，滿足產(chǎn)品質量的要求。另外，入選原料的水分應控制在3%以下。

分級后的物料從料倉中經(jīng)電磁振動給料機均勻地給到滾筒上，磁滾筒將物料在破碎過程中產(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，而非磁性物料和沒有除凈的磁性物料由于離心力飛離筒體表面一側，通過下方的擋板將這兩部分隔離。經(jīng)滾筒下來的物料到一級磁輥磁選，隨著磁輥表面皮帶旋轉自動將鐵雜質排出，落于集鐵斗，物料經(jīng)二級輸送帶流經(jīng)二級磁輥選除。

4、工業(yè)生產(chǎn)應用

4.1、鉀長石

湖北某礦業(yè)公司所在的礦區(qū)是一個新開發(fā)的鉀長石礦，礦石含鐵0.7%左右。原先該公司使用河南開封磁電設備公司生產(chǎn)的磁選機，磨出粉經(jīng)多道磁選后，含鐵量仍然高達0.29%，得到的精礦粉主要做玻璃原料，遠沒有達到含鐵0.2%以下的要求。該公司經(jīng)過改造后，在華特公司購買4臺CTG系列環(huán)保高場強筒輥式磁選機，具體流程如下：原礦（鉀長石）->水洗->顎式破碎機->對輥破碎機->球磨機->振動篩->磁選（棄尾礦）->分裝機。

該廠采取2臺磁選機串聯(lián)經(jīng)粗選和精選，再將兩臺磁選機與兩臺并聯(lián)，由振動篩等量地給到兩邊的磁選機。兩公司磁選機生產(chǎn)指標如表2。

從表2可以看出，給礦的細度均為0.11~0.32，經(jīng)過一臺CTG磁選機3級分選，最后得到精礦粉含鐵量0.18%，低于玻璃工業(yè)要求的0.2%，遠低于河南開封生產(chǎn)的磁選機2級分選得到0.29%的指標。

4.2、石英

某石英巖經(jīng)過破碎磨礦后，初級產(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)保高場強筒輥式磁選機對此類石英砂的除鐵做過多次試驗，均取得很好的效果（表3）。

對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，針對不同礦樣，控制給礦粒度，能達到很好的分選效果。

4.3、鈉長石

煙臺某礦業(yè)公司是生產(chǎn)鈉長石粉的廠家，生產(chǎn)的產(chǎn)品用作陶瓷釉料，對產(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臺節(jié)能環(huán)保高場強筒輥式永磁磁選機（型號CTG-12-Ⅱ），使用過程中達到產(chǎn)品的要求，分選效果良好。生產(chǎn)指標如表4。

針對不同含鐵量的鈉長石礦，優(yōu)質礦經(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94.45%；劣質礦經(jīng)分選后精礦含鐵0.115%，低于優(yōu)質原礦含鐵量，產(chǎn)率76.47%。節(jié)能環(huán)保高場強筒輥式永磁磁選機不僅能處理優(yōu)質礦，也能有效地處理劣質礦。

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四個粒級，產(chǎn)率總量為85%，分別進行干法強磁精選，所獲紅柱石精礦質量滿足出品標準，見表5。

該工藝流程簡單可靠，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，且質量優(yōu)于國際標準。

CTG系列節(jié)能環(huán)保高場強筒輥式永磁磁選機通過對鉀長石、石英砂、鈉長石、紅柱石四個廠家礦料除鐵的工業(yè)應用，除鐵后含量達到生產(chǎn)要求，得到用戶好評。此磁選機尚有自身不足之處，有待改進，將作為華特龍頭產(chǎn)品在全國非金屬行業(yè)大力推廣。

5、結語

1）CTG系列節(jié)能環(huán)保高場強筒輥式永磁磁選機將永磁滾筒、高場強永磁輥有機結合，采用獨特的磁路計算機模擬設計，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)，兩磁輥間的位錯恰好為磁輥磁場波長的一半，使除凈率大大提高。

2）2007年8月25日，CTG系列節(jié)能環(huán)保高場強筒輥式永磁磁選機在安徽鳳陽通過省級鑒定，該磁選機技術先進、結構合理，對非金屬礦除鐵效果顯著。

3）通過在長石和石英砂生產(chǎn)線的應用，CTG系列節(jié)能環(huán)保高場強筒輥式永磁磁選機可以生產(chǎn)出鉀長石、鈉長石、石英砂和紅柱石高品質產(chǎn)品，在非金屬行業(yè)推廣該磁選機意義重大。

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

5）目前國內(nèi)外市場需求量大，國內(nèi)預計在1000臺以上，以每臺20萬元計，華特公司年產(chǎn)可達200臺，經(jīng)濟效益和社會效益很可觀，并且該磁選機工作平穩(wěn)、安全可靠、維修費用低。

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