/強(qiáng)磁選設(shè)備在非金屬礦除鐵中的應(yīng)用非金屬礦是除金屬礦之外的緊要的工業(yè)礦物，廣泛應(yīng)用于建材、化工、能源、輕工等傳統(tǒng)行業(yè)以及航天、電子、通信、新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，近來(lái)在環(huán)保、新能源等方面也獲得了大量的應(yīng)用，非金屬礦行業(yè)的快速進(jìn)展，有力地推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)展。非金屬礦物中的鐵雜質(zhì)具有含量低、磁性弱、粒度細(xì)、去除難等特點(diǎn)，不同性質(zhì)的物料需采納不同的方法進(jìn)行除鐵作業(yè)。磁選是非金屬礦除鐵應(yīng)用最廣泛和最有效的方法，本文概括介紹了非金屬礦除鐵中磁選設(shè)備的選型原則，并對(duì)現(xiàn)有的永磁、電磁、高梯度及超導(dǎo)等強(qiáng)磁選設(shè)備的性能特點(diǎn)及在我國(guó)非金屬礦除鐵中的應(yīng)用情況進(jìn)行闡述。1電磁強(qiáng)磁選機(jī)電磁強(qiáng)磁選機(jī)具有磁場(chǎng)強(qiáng)度高、磁場(chǎng)梯度大、磁場(chǎng)可調(diào)整等特點(diǎn)，在非金屬礦除鐵行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，目前應(yīng)用較多的重要有以下幾種。1.1電磁平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)電磁平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)是在水平放置的環(huán)體上設(shè)置若干個(gè)介質(zhì)盒，介質(zhì)盒內(nèi)裝有多層豎直放置的齒板等感應(yīng)介質(zhì)，在轉(zhuǎn)環(huán)的帶動(dòng)下，介質(zhì)盒逐個(gè)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)；分選時(shí)，礦漿從上部給入后，非磁性物穿過(guò)介質(zhì)盒進(jìn)入接礦槽，而磁性礦物被感應(yīng)介質(zhì)捕獲，并隨環(huán)體的轉(zhuǎn)動(dòng)被帶至無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，然后被高壓水沖出。電磁平環(huán)式強(qiáng)磁選機(jī)的特點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度高、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、分選精度高，缺點(diǎn)是介質(zhì)盒簡(jiǎn)單堵塞，需常常清理和更換。用于非金屬礦除鐵時(shí)，依據(jù)分選物料的粒度及除鐵要求的不同，也可安裝鋼板網(wǎng)或鋼毛介質(zhì)。該機(jī)分選介質(zhì)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度最高可達(dá)1.8T，適合于非金屬礦物的除鐵提純，如硅線石、藍(lán)晶石、霞石、石英砂等，也可用于弱磁性金屬礦物的回收，如赤鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦和錳礦等。1.2電磁立環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)電磁立環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)是在豎直放置的轉(zhuǎn)環(huán)上設(shè)置若干個(gè)感應(yīng)介質(zhì)盒，在環(huán)體轉(zhuǎn)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)對(duì)弱磁性礦物進(jìn)行回收，介質(zhì)形式有導(dǎo)磁不銹鋼棒或鋼板網(wǎng)等，在背景磁場(chǎng)1.0T時(shí)棒介質(zhì)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)1.5T以上。工作時(shí)，轉(zhuǎn)環(huán)作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，礦漿從給礦斗給入，沿上鐵軛縫隙流經(jīng)轉(zhuǎn)環(huán)，轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)的磁介質(zhì)在磁場(chǎng)中被磁化，磁介質(zhì)表面形成高梯度磁場(chǎng)，礦漿中磁性物被吸附在磁介質(zhì)表面，隨轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)被帶至頂部無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，被高壓水沖入精礦斗中，非磁性物沿下鐵軛縫隙流入尾礦斗中排走。和電磁平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)相比，該機(jī)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是給礦方向和磁性產(chǎn)品的卸料方向相反，被吸附的磁性物料不用穿過(guò)介質(zhì)盒，這樣能延緩介質(zhì)的堵塞，缺點(diǎn)是能耗大，操作維護(hù)多而雜，運(yùn)行成本高。電磁立環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)已在長(zhǎng)石、霞石、石英砂等非金屬礦除鐵方面獲得應(yīng)用。據(jù)報(bào)道，采納該機(jī)在長(zhǎng)石除鐵時(shí)除鐵率可達(dá)80%，精礦中的Fe2O3含量可降至0.1%以下；用于霞石除鐵時(shí)，除鐵率可達(dá)90%。1.3電磁感應(yīng)輥強(qiáng)磁選機(jī)電磁感應(yīng)輥強(qiáng)磁選機(jī)是在由線圈和磁軛構(gòu)成的磁路中設(shè)置兩個(gè)特別形狀的磁極頭，在兩磁極頭中心放置能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的由齒片構(gòu)成的感應(yīng)輥，磁極頭和感應(yīng)輥之間的縫隙稱為工作間隙，工作間隙的大小對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度有特別緊要的影響，最高磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)2.2T。該機(jī)工作時(shí)物料經(jīng)振動(dòng)給料器均勻松散地給入工作間隙，弱磁性物被磁場(chǎng)捕獲并隨感應(yīng)輥旋轉(zhuǎn)，當(dāng)被帶至底部的弱磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，在重力作用下落入接礦槽，非磁性礦物沿拋物線方向落下，磁性礦物與非磁性礦物的比例可由分礦板位置來(lái)進(jìn)行調(diào)整。電磁感應(yīng)輥有單輥、垂直雙輥、平行雙輥及上下四輥等多種結(jié)構(gòu)形式，感應(yīng)輥上下布置時(shí)能實(shí)行礦物的連續(xù)兩次分選，水平布置時(shí)用于提高設(shè)備的處理本領(lǐng)。該機(jī)重要用于2mm以下的非金屬礦物的除鐵提純，如高純石英砂、藍(lán)晶石、金紅石、鋯英砂、金剛石等，也可應(yīng)用于選別錳礦、石榴石、鈷土礦等弱磁性礦物。1.4電磁盤(pán)式強(qiáng)磁選機(jī)電磁盤(pán)式強(qiáng)磁選機(jī)的主體結(jié)構(gòu)由“山”字形磁系、懸吊在磁系上方的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)和振動(dòng)槽構(gòu)成。電磁體設(shè)在輸送帶的下面，下磁極頭平面貼近輸送帶的下表面；旋轉(zhuǎn)的分選盤(pán)置于貼近輸送帶的上表面，盤(pán)的下周邊區(qū)做成齒狀溝槽，以聚斂磁力線形成強(qiáng)磁場(chǎng)，與下部磁體磁極頭對(duì)應(yīng)構(gòu)成分選區(qū)。工作時(shí)，物料經(jīng)振動(dòng)槽被輸送到圓盤(pán)下面的工作間隙，其中弱磁性礦物受不均勻磁場(chǎng)的作用被吸到圓盤(pán)的齒尖上，并隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)到振動(dòng)槽外，由于此處的磁場(chǎng)強(qiáng)度急劇下降，在重力和離心力的作用下落入振動(dòng)槽兩側(cè)的磁性產(chǎn)品接料斗中；非磁性礦物則由振動(dòng)槽的尾端排出進(jìn)入非磁性產(chǎn)品接料斗中。為了防止強(qiáng)磁性物料堵塞，給料前需用弱磁場(chǎng)設(shè)備將強(qiáng)磁性礦物除去。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是分選精度很高，能將比磁化系數(shù)差別較小的礦物分別開(kāi)來(lái)，缺點(diǎn)是處理本領(lǐng)較小。2永磁強(qiáng)磁選機(jī)隨著高性能永磁材料的進(jìn)展，永磁強(qiáng)磁選機(jī)的磁場(chǎng)性能得到了較大的提高，目前最高磁場(chǎng)已經(jīng)達(dá)到1.5T。永磁強(qiáng)磁選機(jī)具有節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，已在非金屬礦除鐵中獲得廣泛應(yīng)用。2.1永磁輥式強(qiáng)磁選機(jī)永磁輥式強(qiáng)磁選機(jī)的磁系部件采納高性能環(huán)形磁性材料，和純鐵片交替安裝在不銹鋼軸上構(gòu)成磁輥，該磁系為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，磁輥表面磁場(chǎng)可達(dá)1.4T以上。目前國(guó)內(nèi)方面多家單位已研制出多種型號(hào)，最大輥徑已達(dá)350mm。依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，還可以在同一臺(tái)設(shè)備上布置多個(gè)磁輥進(jìn)行多次分選。工作時(shí)，物料通過(guò)振動(dòng)給料器給到薄皮帶上被帶至磁輥表面，磁性物料在磁場(chǎng)力作用下被吸附在皮帶上，離開(kāi)磁場(chǎng)后落入接料斗內(nèi)，非磁性物由于不受磁場(chǎng)力的作用，直接被拋落。2.2永磁筒式強(qiáng)磁選機(jī)永磁筒式強(qiáng)磁選機(jī)采納擠壓式磁系結(jié)構(gòu)，磁系外面是不銹鋼圓筒，筒體表面磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)0.9T以上。和永磁輥式強(qiáng)磁選機(jī)相比，該機(jī)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是物料通過(guò)振動(dòng)給料器直接給到磁筒表面，克服了永磁輥式磁選機(jī)超薄皮帶易磨損和更換的問(wèn)題，磁場(chǎng)利用率較高；二是磁筒直徑可以設(shè)計(jì)得較大，目前已達(dá)900mm。缺點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度偏低，處理本領(lǐng)偏小。該機(jī)可用于石英砂、鉀長(zhǎng)石、蛭石、金紅石、錫石、鈦合金等物料的除鐵提純。2.3其他類型強(qiáng)磁選設(shè)備東北大學(xué)研制了一種PHGM型永磁強(qiáng)磁選機(jī)，該機(jī)在豎直放置的圓筒內(nèi)設(shè)計(jì)了永磁磁系，筒體表面磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)0.65T以上，在筒體表面有聚磁介質(zhì)，隨著筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)，聚磁介質(zhì)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其表面產(chǎn)生的高磁感應(yīng)強(qiáng)度將磁性礦粒捕獲，隨筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)攜帶至無(wú)磁區(qū)，在卸礦水流的沖洗作用下脫落。該機(jī)最高磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)1.2T，據(jù)報(bào)道，在弱磁性礦物分選和非金屬礦除鐵的試驗(yàn)中都取得了較好的效果。南方冶金學(xué)院研制了一種YDQC型永磁帶式強(qiáng)磁選機(jī)，該機(jī)最高磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)2T。其基本結(jié)構(gòu)是在兩平行不銹鋼帶內(nèi)側(cè)設(shè)置有可以旋轉(zhuǎn)的永磁磁系，工作時(shí)，兩不銹鋼帶做同向運(yùn)動(dòng)，礦漿給入后磁性物被吸附在兩鋼帶表面被帶出磁場(chǎng)區(qū)，非磁性礦物沿兩帶間隙流走。3高梯度強(qiáng)磁選機(jī)目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)了多形式的高梯度強(qiáng)磁選設(shè)備，其基本原理都是利用細(xì)小的聚磁介質(zhì)在較高的背景磁場(chǎng)中產(chǎn)生很高的磁場(chǎng)梯度，對(duì)微細(xì)粒的弱磁場(chǎng)顆粒進(jìn)行回收，其特點(diǎn)是磁力大，能有效地脫除非金屬礦中的弱磁性雜質(zhì)，其缺點(diǎn)是當(dāng)要求場(chǎng)強(qiáng)較高時(shí)，處理本領(lǐng)小，能耗高。下面介紹幾種國(guó)內(nèi)獲得應(yīng)用的高梯度強(qiáng)磁選機(jī)。3.1往復(fù)式永磁高梯度磁選機(jī)長(zhǎng)沙礦冶討論院研制了CRIMM型雙箱往復(fù)式永磁高梯度磁選機(jī)，在永磁材料構(gòu)成的閉合磁路上構(gòu)成一個(gè)分選空間，該空間內(nèi)的背景磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.8T。該設(shè)備有兩個(gè)分選箱，可以周期式循環(huán)給礦，其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)PLC掌控系統(tǒng)自動(dòng)完成，單臺(tái)設(shè)備處理本領(lǐng)為1～1.5t/h。該設(shè)備可以用于—0.045mm微細(xì)粒物料的分選，在長(zhǎng)石、霞石和高嶺土等非金屬礦除鐵生產(chǎn)中已獲得應(yīng)用。在對(duì)高嶺土除鐵生產(chǎn)中，可使Fe2O3含量從0.81%降至0.35%，精礦中除鐵率在60%以上。3.2振動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司在原來(lái)電磁立環(huán)式磁選機(jī)的基礎(chǔ)上加添了振動(dòng)裝置，采納振動(dòng)給礦和振動(dòng)排礦的方式保持微細(xì)粒干粉物料的流動(dòng)性，通過(guò)介質(zhì)盒內(nèi)的感應(yīng)磁場(chǎng)將弱磁性物捕獲并在上部排出，可以實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒物料的干式連續(xù)分選。在對(duì)安徽某煤系高嶺土除鐵試驗(yàn)中，原材料Fe2O3含量從0.73%降至0.5%，和濕選結(jié)果相當(dāng)。3.3干式永磁高梯度強(qiáng)磁選機(jī)長(zhǎng)沙礦冶討論院研制出一種干式永磁高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，該機(jī)有內(nèi)外兩個(gè)永磁磁系，兩磁系之間的分選間隙可以調(diào)整。工作時(shí)，經(jīng)過(guò)葉輪分散的干燥物料隨葉輪風(fēng)力帶入磁選機(jī)的分選空間，非磁性物隨自身的軌跡拋落出去，磁性物吸附于鋼板網(wǎng)介質(zhì)上，隨介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)離開(kāi)分選空間并在磁介質(zhì)的振動(dòng)下脫落。機(jī)械振動(dòng)能提高物料分選精度，筒式可以避開(kāi)物料的機(jī)械夾雜。該機(jī)用于鉀長(zhǎng)石除鐵時(shí)，給料粒度為—0.045mm，經(jīng)分選后含F(xiàn)e2O3含量從0.27%降至0.18%，除鐵效果明顯。4超導(dǎo)強(qiáng)磁選機(jī)超導(dǎo)磁選機(jī)是利用超導(dǎo)材料通過(guò)強(qiáng)電流產(chǎn)生超高的磁場(chǎng)，重要用于高嶺土等細(xì)粒物料的除鐵提純。超導(dǎo)磁選機(jī)的背景場(chǎng)強(qiáng)高達(dá)5T以上，該機(jī)一個(gè)顯著的特點(diǎn)是，當(dāng)達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)后幾乎沒(méi)有熱量損失，能耗很低。工作時(shí)，礦漿通過(guò)位于強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)的填充有順磁性鋼毛的分選腔，鋼毛上產(chǎn)生的高梯度磁場(chǎng)能夠?qū)O其微小的弱磁性物捕獲，兩個(gè)獨(dú)立的分選腔交替地工作，當(dāng)一個(gè)分選腔用于分選礦漿時(shí)，另一個(gè)則被清洗并準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán)，