LJC全自動磁懸浮精選機(jī)及其應(yīng)用實踐

朱東方

(沈陽隆基電磁科技股份有限公司)

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LJC全自動磁懸浮精選機(jī)及其應(yīng)用實踐

朱東方

(沈陽隆基電磁科技股份有限公司)

摘要介紹了LJC全自動磁懸浮精選機(jī)的功能、技術(shù)特點和工作方式。朝陽某礦業(yè)公司應(yīng)用全自動磁懸浮精選機(jī)后，選廠處理量和精礦指標(biāo)顯著提高。為鐵礦山企業(yè)提高精礦質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量提供了可能，為企業(yè)在困境中求生存求發(fā)展提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞全自動磁懸浮精選機(jī)自動化提產(chǎn)增效

我國礦業(yè)發(fā)展速度較快，中小規(guī)模的礦山企業(yè)正尋求擴(kuò)大生產(chǎn)能力，大型礦山企業(yè)需求投入少、單機(jī)處理量最大化、自動化程度高、經(jīng)濟(jì)效益可觀的設(shè)備。特別是目前鐵礦山行業(yè)進(jìn)入到瓶頸階段，企業(yè)為了生存，正探求能保證鐵精礦質(zhì)量不降低的情況下提高企業(yè)單位臺時處理量和精礦產(chǎn)量的途徑。但大多數(shù)礦山的原礦石品位過低，且嵌布粒度微細(xì)，需要細(xì)磨才能實現(xiàn)有用礦物的單體解離，利用常規(guī)的磁選設(shè)備很難實現(xiàn)細(xì)粒礦物的分選，獲得合格精礦。

1　LJC全自動磁懸浮精選機(jī)簡介

LJC全自動磁懸浮精選機(jī)是沈陽隆基電磁科技股份有限公司在綜合磁選柱、無極變頻淘洗機(jī)、全自動淘洗機(jī)的工作原理和不足的基礎(chǔ)上開發(fā)出的最新一代磁重選設(shè)備。該技術(shù)獲得了多項國家專利技術(shù)和國家科技進(jìn)步獎項，可以高效分離磁性礦物和貧連生體，解決磁選機(jī)和前幾代磁選設(shè)備存在的磁包裹和磁夾雜等選礦難題。

LJC全自動磁懸浮精選機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。主要由選別筒、勵磁線圈、給礦系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、精礦排礦系統(tǒng)、尾礦溢流裝置、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。給水系統(tǒng)采用了圓周切向給水方式，讓沖洗水在選別筒內(nèi)呈螺旋式向上流動，提高沖散效率；給礦系統(tǒng)增設(shè)有給礦器，礦漿從上部的給礦槽進(jìn)入輸料管中，通過輸料管中的螺旋給礦器后以螺旋流動方式進(jìn)入選別筒，同時與呈反螺旋流動的沖洗水沖撞，達(dá)到徹底沖散的效果。LJC全自動磁懸浮精選機(jī)的磁路設(shè)計引進(jìn)了向下脈動主磁場和瞬間向上脈沖副磁場的雙向磁場作用。礦漿進(jìn)入到選別筒后，磁性礦物先受到向下的N—S交替磁極脈動主磁場作用隨著磁力線以磁鏈的形式向下運行，經(jīng)過磁極時磁鏈進(jìn)行磁翻轉(zhuǎn)運動，以達(dá)到充分清洗效果。非磁性礦物和貧連生體由于不受磁場的作用隨上升水作用被沖洗溢流出筒體。由于部分雜質(zhì)被包裹在磁鏈中，難以被沖洗水沖出，對此，在向下脈動主磁場運行一個周期后，物料會受到一個比主磁場大3～5倍的瞬間反向副磁場作用，把磁鏈打散，使礦物顆粒處于完全分離的無磁鏈懸浮狀態(tài)，使夾雜在磁鏈中的雜質(zhì)顆粒分離出來，進(jìn)一步提高精礦品位。由于采用了瞬間反向脈沖磁場，更利于雜質(zhì)成分排出，可以適當(dāng)降低選別筒內(nèi)的沖洗水壓，達(dá)到節(jié)水的目的。磁懸浮精選機(jī)在選別過程中可穩(wěn)定控制精礦排礦濃度，排礦濃度最高可穩(wěn)定在50%～60%，此濃度指標(biāo)可以作為過濾設(shè)備的給礦，無需安設(shè)濃縮設(shè)備就可直接給入過濾設(shè)備。

圖1　磁懸浮精選機(jī)組件示意

磁懸浮精選機(jī)的大型化產(chǎn)品單機(jī)最大處理量可達(dá)到55 t/h，耗水量110～160 t/h，運行功率3 kW。精礦排礦濃度可在50%～65%間調(diào)節(jié)，設(shè)備總高度7.8 m。

LJC全自動磁懸浮精選機(jī)采用PLC可編程控制器控制設(shè)備的磁場強(qiáng)度、給水量、排礦量，以實現(xiàn)參數(shù)自動優(yōu)化和智能控制。利用HMI人機(jī)組態(tài)畫面與現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控站點實現(xiàn)人性化的參數(shù)寫入和各部分傳感器反饋數(shù)據(jù)和參數(shù)的監(jiān)視。系統(tǒng)信號傳遞情況詳見圖2。

圖2　系統(tǒng)信號傳遞過程

磁懸浮精選機(jī)采用PLC可編程控制器對各個部分的傳感器信號進(jìn)行采集和分析，通過計算判斷是否做出邏輯動作和參數(shù)調(diào)整(如磁場大小、電動閥門動作和開度)，最后達(dá)到人工設(shè)定的目標(biāo)參數(shù)。一般給水量和給礦量發(fā)生變化后會影響到選別過程，所以系統(tǒng)要及時做出調(diào)整，首先需要自動調(diào)節(jié)磁場大小和各部分的閥位開度。如果此調(diào)節(jié)無法滿足時，證明變化量已經(jīng)太大，需要重新調(diào)整參數(shù)設(shè)置后，設(shè)備重新進(jìn)行自我調(diào)控和自我調(diào)節(jié)，最終達(dá)到選礦要求工藝參數(shù)和最佳選礦指標(biāo)。通過自動調(diào)節(jié)設(shè)備可以大大節(jié)約勞動成本，增加選廠現(xiàn)代化和自動化程度，適合大型礦山應(yīng)用。

2　LJC全自動磁懸浮精選機(jī)的應(yīng)用

朝陽某礦業(yè)公司處理的礦石主要由磁鐵石英巖和赤鐵石英巖組成。原礦主要金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、碳酸鐵、硅酸鐵，脈石礦物有石英、綠泥石、方解石，此外，礦石中夾雜礦泥。原礦石含鐵量低，結(jié)晶粒度較細(xì)。礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1　化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

選礦廠的精礦生產(chǎn)能力為30萬t/a、精礦鐵品位65%、磨礦粒度是-0.074 mm占90%、磁性鐵回收率為96%以上，由于結(jié)晶粒度較細(xì)，且為了獲得

表2　鐵物相分析結(jié)果 %

較高品位的精礦產(chǎn)品，所以采用三段階段磨礦—階段磁選的選礦工藝流程。具體工藝流程見圖3。

圖3　現(xiàn)場工藝流程

為提高磨選車間磨礦系統(tǒng)的處理能力，提高生產(chǎn)效率，將磨選車間的精礦生產(chǎn)能力提高到36萬t/a。在目前磨選車間的設(shè)備布置情況不變的情況下，擬增加1臺LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)，安裝在三段精選磁選作業(yè)之后。三段精選磁選機(jī)的精礦作為LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)的給礦，LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)的精礦通過精礦泵輸送到過濾機(jī)進(jìn)行脫水后成為最終的精礦產(chǎn)品。LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)的尾礦經(jīng)過掃選磁選后精礦給入三段磨礦，尾礦作為選礦流程中的回水繼續(xù)循環(huán)利用。改造后工藝流程見圖4。

LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)穩(wěn)定運行后，現(xiàn)場取樣和化驗分析，結(jié)果見表3，磨選車間處理量見表4。

圖4　改造后工藝流程

由表3、表4可知：LJC-8000磁懸浮精選機(jī)應(yīng)用后精礦鐵品位提高了2.62個百分點，磨選處理能力提高至207.65 t/h，與原流程臺時178.55 t/h相比，臺時提高了16.3%。LJC-8000磁懸浮精選機(jī)現(xiàn)場應(yīng)用期間，磨選系統(tǒng)的細(xì)粒尾礦指標(biāo)沒有發(fā)生異常情況，通過取樣化驗后統(tǒng)計磨選系統(tǒng)的尾礦磁性鐵含量為0.4%～0.8%。磨選車間的生產(chǎn)耗水量沒有增加。全自動磁懸浮精選機(jī)單臺平均用水量150 m3/h，耗電量2.5 kW，排礦濃度穩(wěn)定在55%～58%。實現(xiàn)了無人化自動控制運行，通過增加LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)進(jìn)行工藝改造后，磨選車間的精礦質(zhì)量沒有發(fā)生變化，選礦工藝指標(biāo)不變的情況下，選礦廠磨選車間的給礦處理能力提高了12%以上。

由現(xiàn)場統(tǒng)計和假設(shè)可得出每年的電費約為1.72萬元，每年水費約為32.4萬元。但是水量有一部分是工藝系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)使用水，循環(huán)利用，所以每年的水費會小于32.4萬元。總計每年的水和電力的運行成本約是34.12萬元。LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)工業(yè)應(yīng)用后，磨選車間從原先每年30萬t 的鐵精粉產(chǎn)量提高到每年36萬t，精礦產(chǎn)量增加了16%以上。精礦產(chǎn)品品位沒有降低，精礦產(chǎn)量年提升了6萬t，按照精礦價格500元/t計算，年增值 3 150萬，產(chǎn)生凈利潤3 150萬。能夠在幾個月內(nèi)回收產(chǎn)品投入成本，可迅速為客戶帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)在較困難的行業(yè)生存空間中保持選礦生產(chǎn)工藝領(lǐng)先，運行成本最大化。

表3　LJC-8000全自動磁懸浮精選機(jī)穩(wěn)定運行后指標(biāo) %

表4　磨選系統(tǒng)處理能力

3　結(jié)　語

全自動磁懸浮精選機(jī)引入雙向磁場，實現(xiàn)磁重選工藝重大的進(jìn)步，精礦鐵品位高，水耗、電耗低，選別指標(biāo)穩(wěn)定、設(shè)備占地面積小，簡化了選廠設(shè)備管理壓力，減少設(shè)備維護(hù)費用，綜合效益可觀。

(收稿日期2016-05-05)

朱東方(1984—)，男，工程師，113122 遼寧省撫順市李石開發(fā)區(qū)沈東二路69號。