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中的應用越來越廣，產品質量要求也越來越嚴格，而鐵含量的高低直接關系到產品質量。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，使產品成本大幅度降低，深得廣大礦產企業(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)生產應用，取得了顯著效果。

1、設備特點

在充分利用現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，根據物料粒度不同、鐵含量高低及產量大小可以隨意調節(jié)滾筒轉速和磁系擺動頻率。

根據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，必須經過設計模擬樣機，實驗室對樣機進行試驗、分析、改進、總結經驗才能生產工業(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，物料經二級輸送帶流經二級磁輥選除。

4、工業(yè)生產應用

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的磁選機，磨出粉經多道磁選后，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臺磁選機串聯經粗選和精選，再將兩臺磁選機與兩臺并聯，由振動篩等量地給到兩邊的磁選機。兩公司磁選機生產指標如表2。

從表2可以看出，給礦的細度均為0.11~0.32，經過一臺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的磁選機2級分選得到0.29%的指標。

4.2、石英

某石英巖經過破碎磨礦后，初級產品粒度一般在0.674~0.13mm，該粒度是大多建材產品原料的粒度要求。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)公司是生產鈉長石粉的廠家，生產的產品用作陶瓷釉料，對產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），使用過程中達到產品的要求，分選效果良好。生產指標如表4。

針對不同含鐵量的鈉長石礦，優(yōu)質礦經分選后精礦含鐵0.077%，低于0.08%，滿足工業(yè)生產要求，并且產率很高，達94.45%；劣質礦經分選后精礦含鐵0.115%，低于優(yōu)質原礦含鐵量，產率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，其紅柱石精礦產量將占世界紅柱石產量的很大比重，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，滾筒內磁系裝有擺動裝置，加大磁性礦物在滾筒表面的翻滾次數，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出鉀長石、鈉長石、石英砂和紅柱石高品質產品，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）目前國內外市場需求量大，國內預計在1000臺以上，以每臺20萬元計，華特公司年產可達200臺，經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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