【选矿】一篇文章看懂主要磁选设备的原理、结构和适用范围

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楼主 2020-04-30 04:55:55
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导读 ID:bjyyxtech

磁选机是使用于再利用粉状粒体中的除去铁粉等,磁选机广泛用于资源回收,木材业、矿业、窑业、化学、食品等其他工场,适用于粒度3mm以下的磁铁矿、磁黄铁矿、焙烧矿、钛铁矿等物料的湿式磁选,也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业,是产业界使用最广泛的、通用性高的机种之一。


一、筒式磁选机
磁系外包围着圆筒的磁选机统称为筒式磁选机。

1、永磁筒式磁选机
磁源为永久磁铁,在铁矿磁选厂应用非常广泛。按槽体(或称底箱)不同分为三种类型,即顺流、逆流、半逆流。其示意图如图1所示。顺流型适宜粒度6~0mm,逆流型0.6~0mm,半逆流型0.15~0mm。逆流型也常用于选煤厂的重介质回收。


图1 永磁筒式磁选机示意图

为了提高精矿质量,增加磁搅动(磁翻)次数,可以增加磁极个数到8~12极,大磁包角(145°~155°)(图2)


图2 多极磁系

为了减小筒表圆周方向磁力的切向分力,阻止矿粒在筒表滑动,采用多极且极的磁化方向小角度变化,使筒表磁场较均匀,即圆周方向磁场梯度小,从而降低切向磁力。该磁系如图3所示。


图3 多极且磁化方向小角度变化磁系


2、永磁旋转磁场筒式磁选机(图4)
磁场与分选筒反向旋转,极大的增加磁翻次数,从而提前高精矿质量。


图4 φ600×320mm永磁旋转磁场磁选机的示意图

1-圆筒;2-旋转磁系;3-冲洗水管;4-感应卸矿辊;5-反斥磁极;6-槽体;7-溢流管;8-吹散水管


3、永磁旋转磁场离心磁选机(图5)

图5 永磁旋转磁场离心磁选机
1-溜槽;2-堰板;3-分离板;4-旋转磁系;5-搅拌槽;6-泵;7-离心磁选机

离心磁选机的工作原理:矿浆从搅拌槽或管道压入螺旋形溜槽后,矿粒即进入由多极旋转磁系提供的高频旋转磁场的作用区。在离心力和磁力的作用下,在矿浆流中运动着的颗粒会分层,非磁性颗粒被抛到溜槽外壁,随矿浆流流至自己的排矿端;磁性颗粒则被吸向溜槽的内侧壁,在近内侧壁处聚集起来,并在旋转磁场和水压作用下,也向自己的排矿端移动。在溜槽的端部,矿流被一块分隔板分成磁性和非磁性两种产品。
此机的技术特性如下:

处理物料粒度 3~0mm
磁系旋转转数 150~700rpm
磁极表面场强 1300Gs
溜槽内截面高度 40mm
磁系极距 40mm
螺旋溜槽内径 600mm
磁系传动功率 1.5Kw


4、永磁脉动磁场磁选机
5、中、强磁场筒式磁选机
对于铁矿中的假象赤铁矿和半假象赤铁矿可以用中场强(5000~6000Gs)进行分选。磁选机磁系材料应用钕铁硼。
选纯赤铁矿或锰矿等弱性矿物需用强磁场(>6000Gs),磁系材料用钕铁硼,磁系结构为磁铁与导磁铁相间排列,导磁铁两边磁铁的极性相同,磁力线以互相排斥的方式从导磁铁中挤出,故称挤压式磁系。
6、永磁磁滚筒
用于干选大块矿石,其结构如图6所示。扇形磁系,磁包角一般为140°~160°,磁极极性沿圆周方向交变。传动轴通过端盖和圆筒带动给矿带运动,磁系固定不动。


图6 永磁磁滚筒
1-磁系调整装置;2-端盖;3-圆筒;4-主轴;5-配重;6-磁系


7、永磁磁滑轮
其结构如图7所示。满圆磁系,磁包角为360°,磁极极性沿圆周交变,圆筒通过端盖与磁系固定在同一轴上。磁系与圆筒同步旋转并托动皮带运动,其作用相当于提重物的滑轮,故称磁滑轮。


图7永磁磁滑轮结构图


二、辊式磁选机
辊与筒不同,辊是实心的,它有时既是分选机构又是磁系。
1、电磁感应辊式磁选机(图8)

图8 感应辊式磁选机


2、利用漏磁的感应辊式磁选机(图9)
此磁选机共三个感应辊,最上面的辊是利用主磁路的漏磁场被感应而产生感应磁场,场强较低,主要是选出给料中的强磁性物。


图9 利用漏磁的感应辊磁选机

3、对辊极磁选机(图10)


图10 对辊极磁选机


图11 对辊极磁选机的磁系

此机的特点是场强高,可得多种产品,适于分选贵重物料,缺点是处理量低。其磁系结构如图11所示。


4、永磁辊带式磁选机(图12)
此机目前有单辊、双辊和三辊三种。永磁辊由软铁盘和永磁盘交替挤压而形成整体,成为挤压式磁系,其结构如图13所示。


图12 永磁辊带式磁选机
1-永磁辊;2-超薄皮带;3-尾轮;4-给料器;5-给料槽;6-分隔板;7-清扫器


图13 挤压式磁系


三、环式磁选机
有时也称盘式磁选机。有平环和立环两大类。
(一)平环式强磁选机
1、琼斯型强磁选机

英国人琼斯发明,德国洪堡公司生产。其结构示意如图14。该机为双环,还有单环及多环等类型。


图14 琼斯湿式强磁选机结构示意图

图15

图16 多环强磁选机示意图

单环、双环及多环等琼斯型磁选机的缺点是磁路长、环中间的实心转盘较重。

2、前苏联三环强磁选机
图17的三环强磁选机与琼斯型机相比有三点改进:(1)转盘改为转筒,重量减小;(2)磁路变短;(3)最上的转环利用主磁路漏磁场,磁场虽较弱,但除去强磁性矿物是足够的。


图17 三环强磁选机的结构图
1-铁轭;2、3-磁极头;4-线圈;5-转子;6、7、11-分选环;8-磁介质;9-喷嘴;10-排矿漏斗;12-附加磁极头

3、伊利CF系列强磁选机
图18为伊利CF单环磁选机,图19为双环磁选机。


图18 伊利CF系列单环强磁选机


图19 伊利CF系列双环强磁选机

双环磁选机线圈的冷却为循环油 。此机与琼斯机相比,其特点是没有铁盘,只有转环。

4、卡普柯型强磁选机(图20)


图20 卡普科强磁选机

此机特点为环内外均有由激磁线圈产生的磁极。环内磁极的极性相同,由于磁力线互相排斥,卸磁性物处场强大大降低。

5、博-菲型 (H1W-8)环式强磁选机(图21)
此机由英国博克斯马格-拉皮德公司和法国菲厄-卡尔巴布科公司合作研制的。它与1975年第7期《有色金属》所载的磁选机类似,见图22。


图21 H1W-8型磁选机结构图

1-给矿管;2-转盘;3-高压水管;4-低压水管;5-外线圈;6-磁介质;7-非磁性产品;8-磁性产品;9-中矿;10-环形输料管;11-内线圈


图22 双环强磁选机磁系图


6、SQC型强磁选机磁系(图23)


图23 SQC-6-2770型湿式强磁选机

1-给矿装置;2-精、中矿冲洗;3-分选转环;4-激磁线圈;5-铁芯;6-接矿槽;7-机座;8-联轴器;9-减速机;10-电动机。
图23b为本机环链式磁系


7、永磁环式磁选机(图24)


图24 永磁环式磁机的结构图

1-给矿斗;2-冲洗系统;3-分选环;4-磁系;5-传动系统;6-机架;7-接矿环槽


8、无铁芯平环磁选机
(1)SOL型平环磁选机(图25)


图25 SOL型平环磁选机

图25a中A-给矿;B-尾矿;C-精矿;W-冲洗水;Z-磁场中性区
图25b中 F-给矿;C-精矿;T-尾矿;LPW-低压冲洗水;HPW-高压冲洗水

(2)Sala型平环磁选机(图26)


图26 Sala型平环磁选机


图27 Sala型机的密封装置

密封装置的作用是使给入分选环的矿浆不外溢。

(二)立环式高梯度强磁选机
1、VMS型高梯度磁选机


图28 VMS型高梯度磁选机:a—结构示意图;b—棒介质的排列

图29工业型VMS磁选机

1-线圈;2、铁鎧;3-给矿槽;4-磁介质;5-转环;6-转环轴;7-传动机构;8-机架;9-磁性物料槽;10-非磁性排出管


2、VMKS-1型高梯度磁选机(图30)


图30 VMKS-1型高梯度磁选机结构示意图

1-线圈;2-铁铠;3-给矿孔;4-月牙铁铠;5-非磁性物排出孔;6-矿浆槽;7-非磁性排出管;8-环支撑部件;9-分选室;10-磁介质;11-给浆槽;12-转环;13-转轴;14-轴承;15-冲洗水斗;16-精矿槽
此机是VMS机的发展,也是立环脉动高梯度磁选机发展的基础。

3、双立环强磁场磁选机(图31)


图31 φ1500双立方环湿式强磁场磁选机结构图

1-机座;2-磁轭;3-尾矿槽;4-线圈;5-磁极;6-风机;7-分选环;8-冲洗水管;9-精矿槽;10-给矿器;11-磁介质;12-减速机;13-电动机

4、立环脉动高梯度磁选机(图32)


图32 立环脉动高梯度磁机结构示意图

1-脉动机构;2-激磁线圈;3-铁轭;4-转环;5-给矿斗;6-漂洗水斗;7-精矿冲洗装置;8-精矿斗;9-中矿斗;10-尾矿斗;11-液位斗;12-转环驱动机构;13-机架;F-给矿;W-清水;C-精矿;M-中矿;T-尾矿
此种机激磁线圈冷却方式目前有三种:(1)空心铜管线圈水内冷;(2)实心导线绕制的小线圈之间通水冷却;(3)实心导线线圈浸于油中冷却。

5、湿式双立环双脉动SSS-Ⅱ型高梯度磁选机(图33)


图33 SSS-Ⅱ 型高梯度磁选机的结构图

1-激磁线圈;2-聚磁介质;3-分选环;4-电动机;5-齿轮付;6-给矿斗;7、9-脉动机构;8-中矿斗;10-尾矿斗;11-精矿斗;12-左磁极;13-右磁极;14-支架

此机与图32机的区别为:图32机为垂直磁场,给矿浆流与磁场平行,图33机为水平磁场,给矿浆流与磁场垂直。

6、YG1-15永磁脉动双立环高梯度磁选机(图34)


图34 YG1-15永磁双立环高梯度磁选机结构示意图

1-脉动机构;2-驱动机构;3-供气机构;4-给矿斗;5-精矿冲洗装置;6-精矿接矿斗;7-转环;8-漂洗水装置;9-永磁磁系;10-液位显示管;12-脉动箱及尾矿斗;
此机磁系由铁氧体和钕铁硼组成,背景场强0.5~0.6T(磁极距90mm)。

7、LYC-720型永磁立环高梯度磁选机(图35)


图35 LYC-720型永磁立环高梯度强磁选机整机结构示意图

1-磁系调节手柄;2-手柄支座;3-调节螺杆;4-分选环轴承座;5-主轴;6-进料盒;7-非磁料盒;8-冲洗水;9-分选环;10-进料缓冲斗;11-传动装置;12-铠装永磁磁系;13-机架;14-磁性料盒;
此机磁系材料为钕铁硼,工作(感应)场强1.05T,磁极距可调,从而调整分选空间的场强。

8、YLHG永磁立环高梯度磁选机(图36)


图36 YLHG型永磁立环高梯度磁选机结构示意

1-磁轭;2-机架;3-主轴;4-精矿箱;5-传动装置;6-分选环;7-中矿箱;8-冲洗水;9-主副磁系;10-分选箱;11-给矿箱
此机分选环直径为φ1000~φ1800,环宽度120~150mm,背景场强主磁极为0.6~0.7T,付磁极0.18~0.2T,付磁极的作用是使磁介质磁化,使吸于其上的磁性矿粒在向上运动时不脱落。

9、贝特曼永磁立环高梯度磁选机(也称铁轮式永磁高梯度磁选机)(图37)


图37贝特曼永磁立环高梯度磁选机

此机特点是两对磁极,即下方的主磁极和上方的付磁极。背景磁场强度0.15~0.18T。根据处理量的大小分选环多个串联,最多25个环,单环处理量1~5t/h。


10、上部给矿立环高梯度的磁选机(图38)


图38上部给矿立环高梯度磁选机

此机特点是两组磁极,上部磁极做粗选,下部磁极做扫选。

四、槽式磁选机
图39为双槽往复式永磁高梯度磁选机。磁系为钕铁硼,背景磁场强度0.8T。其分选过程为:当分选槽进入磁场区后,给入矿浆,磁性矿粒吸于磁介质上,非磁性矿粒不受磁力作用,直接由下部排出。


图39 双槽往复式永磁高梯度磁选机构图

1-机架;2-给料箱和冲洗水支撑架;3-气动阀门;4-进料口;5-给料箱;6-给料阀;7-分选箱;8-磁介质;9-气缸;10-磁系
当磁介质吸附达到饱和后,给矿阀将自动关闭,驱动气缸将分选槽推出磁场区,脱离磁场后,在上部冲洗水清洗的作用下磁性颗粒脱离磁介质排入磁性产品接矿槽;冲洗干净的磁介质再由气缸拉回磁场区,重复以上的分选作业。


结语
文中简要介绍了筒式、辊式、环式和槽式等主要磁选设备的概况,目的是使读者对上述几种类型的磁选机有一较全面了解,为改进和创新磁选设备做参考。


作者:孙仲元 中南大学 教授 湖南长沙 邮编410083




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