磁選環柱結構改進研究

2013-04-03 09:32:12陳廣振王培信姜呈陽

金屬礦山 2013年2期

陳廣振金鎮王培信姜呈陽王皓

(遼寧科技大學礦業工程學院)

磁選環柱是遼寧科技大學研制的一種新型磁選設備。該設備不僅吸收了磁選柱分選精度高的優點，還克服了磁選柱對給礦粒度要求嚴格、耗水量偏大等不足，同時突破了磁選柱僅適用于磁鐵礦石精選作業的局限性，將應用范圍擴大到了粗選作業。

但在實踐中發現，磁選環柱應用于磁鐵礦石粗選作業時，還存在尾礦品位比磁選機高約1個百分點的問題。為了解決這一問題，遼寧科技大學對磁選環柱進行了結構改進研究。

1 磁選環柱粗選尾礦品位偏高原因分析

磁選環柱主要由采用中心給礦方式的給礦斗、分選筒、溢流管、勵磁線圈、尾礦筒、精礦排礦管、尾礦排礦管、精選腔及其給水管、電控裝置等構成。其中，尾礦筒以其上邊緣為界，將分選筒分為上下兩個區域，上部為粗選區，下部為精選區［1-2］。經過現場考察和分析，發現造成磁選環柱粗選尾礦品位偏高的主要原因在于以下兩方面:

(1)磁選環柱磁場對磁性顆粒的作用主要集中在磁極頭附近，其余空間磁場力作用深度不足，存在磁場力作用薄弱和空白區，致使一部分磁性顆粒因所受磁力太小而流失到尾礦中。

(2)磁選環柱中心附近是磁場力作用最薄弱的區域，采用中心給礦方式易導致部分磁性顆粒直接進入到尾礦中。

2 磁選環柱結構改進措施

針對上述造成磁選環柱粗選尾礦品位偏高的原因，決定采取兩方面措施對磁選環柱進行結構改進:一是在粗選區增設筒狀聚磁篩網，二是將給礦方式改為周邊給礦。

2.1 增設聚磁篩網

聚磁篩網的增設是磁選環柱結構改進的主要措施。聚磁篩網采用導磁材料制成，其篩絲的最佳直徑及間距通過試驗確定，其下端連接在尾礦筒外邊緣精選腔內。增設聚磁篩網的磁選環柱如圖1所示。

圖1 改進后的磁選環柱

聚磁篩網與磁選環柱磁系在粗選區空間內構成閉合磁路，在設備工作時可將粗選區分散的磁力線聚集在聚磁篩網上，使大部分磁力線處于篩網和磁系之間，從而提高粗選區的磁場強度和磁場梯度，阻止原本可能損失的磁性顆粒進入尾礦筒。具體而言，增設聚磁篩網可以阻止兩部分磁性顆粒進入尾礦:一部分是粗選區由上向下運動的磁性顆粒，另一部分是已進入精選區而被上升水流沖出的細粒磁性顆粒。由于這兩部分磁性顆粒損失的減少，尾礦品位將得以降低，精礦回收率將得以提高。

2.2 改中心給礦為周邊給礦

將給礦方式由中心給礦改為周邊給礦，可以使物料先給入聚磁篩網和分選筒壁之間的分選區，從而降低磁性顆粒直接進入尾礦筒的概率。改進后的給礦方式如圖1所示。

3 改進后磁選環柱的分選原理及過程

3.1 分選原理

在粗選區，磁性顆粒或磁鏈所受的磁場力以徑向磁場力為主、軸向磁場力為輔，兩者的合力指向分選筒內壁。磁性顆粒或磁鏈在磁場力、有效重力和上升水流動力的聯合作用下向分選筒筒壁和聚磁篩網運動，然后向下進入精選環腔;非磁性顆粒在有效重力和上升水流動力的聯合作用下旋轉向下，穿過聚磁篩網進入尾礦筒成為尾礦［3］。

在精選區，磁性顆粒或磁鏈繼續受到磁場力、有效重力和上升水流動力的聯合作用，非磁性顆粒繼續受到有效重力和上升水流動力的聯合作用。當它們體積相同時，磁性顆粒或以其為主的磁鏈的沉降速度最大，連生體礦粒或以其為主的磁鏈的沉降速度次之，脈石的沉降速度最小，此時只要適當控制磁場強度和上升水流速度就可將它們分開。所以，循環下移的磁場力和旋轉上升的水流動力是對選別起主要作用的兩種力。磁場力所起的主要作用是創造使磁鏈反復分散—團聚—分散的條件，同時作用于磁鏈使其逐漸下行，磁鏈在下行過程中逐漸得到純化，最后選別出高品位的精礦;旋轉上升的水流動力所起的主要作用是從反復分散—團聚—分散的磁鏈中分離出脈石和貧連生體并將它們帶入尾礦筒［4］。

綜上所述，磁場力和旋轉上升的水流動力的有效配合為磁選環柱獲得高品位的鐵精礦創造了條件，而通過聚磁篩網產生足夠的磁場力及采用周邊給礦以降低磁性顆粒直接進入尾礦的概率則為減少磁選環柱的金屬損失提供了保障。

3.2 分選過程

圖2繪出了改進后磁選環柱在分選過程中的礦漿流態［5］。如圖所示，礦漿由周邊給礦斗均勻給入粗選區，給礦位置介于聚磁篩網與分選筒內壁之間。磁性顆粒和連生體形成的磁鏈沿著分選筒壁或聚磁篩網向下運動;非磁性顆粒在水流動力的作用下穿過聚磁篩網進入尾礦筒成為尾礦。磁性顆粒磁鏈進入精選區后繼續向下沉降，并在此過程中經過多次分散—團聚—分散的淘洗，最終成為高品位精礦，從分選筒底部的精礦排礦管排出;從磁鏈中淘洗出的非磁性顆粒以及貧連生體在上升水流的作用下上升進入尾礦筒，然后與粗選區尾礦一起從尾礦排礦管排出成為最終尾礦。