LHGC型立環(huán)高梯度磁選機(jī)及其在陶瓷原料長(zhǎng)石礦分選中的應(yīng)用＊

劉 梅 劉風(fēng)亮 王建波

（山東華特磁電科技股份有限公司 山東 濰坊 262600）

LHGC型立環(huán)高梯度磁選機(jī)及其在陶瓷原料長(zhǎng)石礦分選中的應(yīng)用＊

劉 梅 劉風(fēng)亮 王建波

（山東華特磁電科技股份有限公司 山東 濰坊 262600）

我公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的LHGC型高梯度磁選機(jī)是一種節(jié)能、環(huán)保、有強(qiáng)制油冷卻、有脈動(dòng)作用的新型立環(huán)高梯度磁選機(jī)。該磁選設(shè)備已于2011年由9位專(zhuān)家做了技術(shù)鑒定。專(zhuān)家一致認(rèn)為，這是一種國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的磁選設(shè)備，其技術(shù)性能達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。該磁選設(shè)備可以廣泛地應(yīng)用于金屬礦物和非金屬礦物的分選，尤其適用于陶瓷原料長(zhǎng)石礦物的除鐵提純，長(zhǎng)石經(jīng)除鐵提純后其技術(shù)指標(biāo)達(dá)到優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

LHGC型立環(huán)高梯度磁選機(jī) 油循環(huán)冷卻 多結(jié)構(gòu)磁介質(zhì) 長(zhǎng)石礦除鐵提純

前言

立環(huán)高梯度磁選機(jī)是適應(yīng)我國(guó)礦石難選的需要于1987年研制成功的新型高梯度磁選設(shè)備。多年來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，該設(shè)備日臻完善，特別是近年來(lái)我公司對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了多項(xiàng)重大改進(jìn)，擁有多項(xiàng)專(zhuān)利，使其成為目前世界上性能好、技術(shù)先進(jìn)的高梯度磁選設(shè)備。該磁選設(shè)備不僅在金屬礦物分選中發(fā)揮了重要作用，而且在非金屬礦物的分選中也發(fā)揮著重大作用。以下介紹我公司的立環(huán)高梯度磁選機(jī)及其在非金屬礦物分選中的應(yīng)用。

1 立環(huán)高梯度磁選機(jī)

1.1 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)

該磁選機(jī)的外貌見(jiàn)圖1，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

1）磁介質(zhì)。該磁選機(jī)磁介質(zhì)的材質(zhì)為耐磨導(dǎo)磁不銹鋼，磁介質(zhì)采用獨(dú)特結(jié)構(gòu)和復(fù)合排列方式，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，磁場(chǎng)梯度大。

2）勵(lì)磁線(xiàn)圈。采用特殊設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，各繞組線(xiàn)圈之間設(shè)有能夠通過(guò)冷卻油的間隙，形成相對(duì)獨(dú)立的冷卻通道，將繞組線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量帶走。線(xiàn)圈采用全密封結(jié)構(gòu)，具有防塵、防潮、耐高溫的特點(diǎn)，可以在惡劣環(huán)境中工作。

3）強(qiáng)制油冷卻系統(tǒng)。它主要由繞組線(xiàn)圈、進(jìn)油管、回油管、冷凝器、循環(huán)油泵、流量表、流量閥、熱電偶、補(bǔ)油箱、呼吸器等組成（見(jiàn)圖3）。

該冷卻系統(tǒng)采用全密封外循環(huán)結(jié)構(gòu)，能在各種惡劣環(huán)境中工作。采用風(fēng)冷式冷凝器，智能化控制，勵(lì)磁線(xiàn)圈溫度恒定，磁場(chǎng)波動(dòng)小。采用大流量盤(pán)式變壓器油泵，循環(huán)速度快，熱交換能力強(qiáng)。

圖1 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的外貌

圖2 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖3 強(qiáng)制油冷卻系統(tǒng)

4）脈動(dòng)箱。脈動(dòng)沖程箱由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、軸、連桿、推桿等做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一套裝置以及鼓膜組成。

5）機(jī)架。采用優(yōu)質(zhì)型鋼焊接而成，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助分析手段，提高支架的強(qiáng)度水平，保證了機(jī)架的整體強(qiáng)度。

6）磁軛。采用高導(dǎo)磁性的電工純鐵，鐵芯采用階梯式疊裝結(jié)構(gòu)，使用專(zhuān)用設(shè)備，工裝壓緊，埋弧焊接，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，導(dǎo)磁效果好。

7）控制柜。其外殼采用雙層門(mén)結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)為IP54，防塵、防水，適應(yīng)惡劣環(huán)境。

8）控制部分。采用施耐德低壓電氣元件和PLC，運(yùn)行安全、可靠，使用壽命長(zhǎng)。控制部分采用了先進(jìn)的軟啟動(dòng)功能，避免了突然通電對(duì)線(xiàn)圈的沖擊以及通電時(shí)線(xiàn)圈的竄動(dòng)，對(duì)線(xiàn)圈形成有效的保護(hù)，具有先進(jìn)的故障自診斷系統(tǒng)，可配套遠(yuǎn)程協(xié)助功能，在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能在第一時(shí)間將故障信息傳給相關(guān)人員，以此提供準(zhǔn)確及時(shí)的技術(shù)支持和保障。

1.2 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的工作原理（見(jiàn)圖4）

圖4 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的工作原理

磁軛固定在機(jī)架上，與固定在其上的激磁線(xiàn)圈共同產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)環(huán)由轉(zhuǎn)環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，緩慢通過(guò)磁場(chǎng)。在轉(zhuǎn)環(huán)上安裝了多個(gè)分選盒，分選盒內(nèi)裝有由導(dǎo)磁材料制成的多層介質(zhì)，轉(zhuǎn)環(huán)通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，磁介質(zhì)被磁化，在表面形成高梯度磁場(chǎng)。選礦時(shí)，礦漿自給礦箱給入，沿上磁極縫隙流經(jīng)轉(zhuǎn)環(huán)，其中的磁性顆粒被吸附在磁介質(zhì)表面，隨轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)至上部無(wú)磁區(qū)，由精礦沖洗水沖入精礦箱，非磁性顆粒沿下磁極縫隙流入尾礦箱中排出。

與平環(huán)運(yùn)動(dòng)方式相比，立環(huán)的給礦方向與精礦卸礦方向相反，使吸附于磁介質(zhì)上的粗顆粒易于排出。

LHGC系列立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)安裝了脈動(dòng)裝置，礦漿在磁介質(zhì)中脈動(dòng)使分選盒內(nèi)的礦粒一直處在松散狀態(tài)，從而可有效地排除夾雜在其中的非磁性顆粒，提高精礦品位。同時(shí)脈動(dòng)礦漿有利于消除磁介質(zhì)的堵塞現(xiàn)象，使工作效率更高。

1.3 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的技術(shù)參數(shù)

我公司生產(chǎn)的新型LHGC系列高梯度磁選機(jī)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.4 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1）節(jié)能環(huán)保強(qiáng)制油冷卻立環(huán)高梯度磁選機(jī)具有比較先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，線(xiàn)圈采用全密封強(qiáng)制油冷外循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)圈與變壓器油的快速熱交換，保證了線(xiàn)圈溫度提升不大于25℃。

2）線(xiàn)圈外殼采用全密封，防塵、防雨、防腐蝕，安裝了呼吸器，以防止潮濕空氣進(jìn)入線(xiàn)圈內(nèi)降低其絕緣性能，保證設(shè)備能在各種惡劣的環(huán)境下工作。

3）采用變壓器油冷卻，無(wú)需冷卻水。以2m立環(huán)高梯度磁選機(jī)為例，年節(jié)水量達(dá)5～8.5萬(wàn)m3。節(jié)能、環(huán)保，并解決了傳統(tǒng)水冷卻線(xiàn)圈導(dǎo)體內(nèi)部易結(jié)垢，水流量減小，降低散熱效果的缺陷，提高了設(shè)備質(zhì)量的穩(wěn)定性，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)。

4）采用新發(fā)明的磁介質(zhì)，磁場(chǎng)梯度大，感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)高，可達(dá)1.9T以上。

5）專(zhuān)用油冷卻風(fēng)機(jī)智能恒溫控制，可保證設(shè)備在設(shè)定的溫度下正常工作，避免了由于線(xiàn)圈溫度變化所造成的磁場(chǎng)波動(dòng)現(xiàn)象，分選質(zhì)量穩(wěn)定。

6）由于線(xiàn)圈溫度提升低，冷熱態(tài)磁場(chǎng)差異小，磁勢(shì)利用率高，在同等磁場(chǎng)時(shí)，勵(lì)磁功率降低20%，線(xiàn)圈成本節(jié)約20%。

7）具有先進(jìn)的故障診斷系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能化運(yùn)轉(zhuǎn)控制。

2 立環(huán)高梯度磁選機(jī)的應(yīng)用

該磁選機(jī)應(yīng)用范圍很廣，適用于＜1.3mm的細(xì)粒氧化鐵礦（赤鐵礦、褐鐵礦）、錳礦、鈦鐵礦、黑鎢礦等多種弱磁性金屬礦的濕式分選和黑白鎢礦分離、黑鎢礦與錫石分離，也適用于非金屬礦如石英、長(zhǎng)石、螢石、高嶺土等的提純除鐵。這里主要介紹該磁選機(jī)在非金屬礦物長(zhǎng)石提純方面的應(yīng)用。

長(zhǎng)石是自然界中最常見(jiàn)且分布較廣的礦物之一，它是鉀、鈉、鈣等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物，也叫長(zhǎng)石族礦物，目前有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的只有鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石3種。長(zhǎng)石的主要物理性能是莫氏硬度為6～6.5，密度為2.55～2.75g／cm3，熔點(diǎn)為1 184～1 490℃，顏色呈白、灰、褐、淡紅、黃等，透明、性脆。長(zhǎng)石常伴有石英、黑云母、白云母以及少量的金屬礦物如赤鐵礦、褐鐵礦和黃鐵礦。

長(zhǎng)石主要用作玻璃的原料，也是生產(chǎn)白水泥的主要原料，還用作化工產(chǎn)品的填充料以及造紙、涂料、電焊條等的填料。長(zhǎng)石的另一主要用途是生產(chǎn)陶瓷的原料，在各種陶瓷、搪瓷、電瓷坯料中，要配入長(zhǎng)石20%～40%，在釉料中，則要配入長(zhǎng)石20%～70%，可見(jiàn)長(zhǎng)石在陶瓷生產(chǎn)中所占有的重要地位。

我國(guó)的長(zhǎng)石礦儲(chǔ)量豐富，但是，長(zhǎng)石往往含有粘土、云母、氧化鐵等雜質(zhì)，對(duì)陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響，因此，必須采用洗礦、浮選、磁選等方法進(jìn)行提純，脫除雜質(zhì)。根據(jù)我國(guó)目前的實(shí)際情況，主要是要求脫除長(zhǎng)石中的磁性礦物，這類(lèi)雜質(zhì)在磁場(chǎng)中大部分可以被磁化，而長(zhǎng)石不被磁化，因此，通過(guò)磁選可以除去長(zhǎng)石中的這類(lèi)雜質(zhì)。粘土等雜質(zhì)一般通過(guò)洗礦除去。

表1 LHGC系列高梯度磁選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

由于長(zhǎng)石的鐵雜質(zhì)一般磁性很弱，普通磁選設(shè)備很難除掉，所以必須采用強(qiáng)磁和高梯度磁選設(shè)備，而我公司生產(chǎn)的高梯度磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)、梯度高，適用于長(zhǎng)石礦物的鐵雜質(zhì)脫除。

這里僅以某陶瓷原料有限公司鉀長(zhǎng)石礦物除鐵為例。該長(zhǎng)石礦位于安徽省來(lái)安縣，長(zhǎng)石礦物中的主要雜質(zhì)是褐鐵礦、赤鐵礦以及磨礦產(chǎn)生的機(jī)械鐵等。為了除去長(zhǎng)石礦中的弱磁性褐鐵礦和赤鐵礦等雜質(zhì)，該公司于2011年3月選用我公司生產(chǎn)的2臺(tái)LHGC－2000高梯度磁選機(jī)進(jìn)行除鐵。其中弱磁場(chǎng)磁選機(jī)分選出的強(qiáng)磁性產(chǎn)品主要是棒磨機(jī)磨礦時(shí)襯板和鋼棒等磨損產(chǎn)生的鐵雜質(zhì)，而高梯度磁選機(jī)分選出的弱磁性產(chǎn)品則是長(zhǎng)石礦物中夾雜的赤鐵礦和褐鐵礦等礦物。

經(jīng)用戶(hù)反映，該設(shè)備設(shè)計(jì)合理，使用維護(hù)方便，系統(tǒng)安全可靠，工作正常，對(duì)給礦粒度和濃度適應(yīng)性很強(qiáng)，各項(xiàng)選礦指標(biāo)都達(dá)到或超過(guò)了預(yù)定指標(biāo)，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，得到了廠(chǎng)家的一致好評(píng)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著LHGC型高梯度磁選機(jī)在長(zhǎng)石礦分選中的不斷推廣應(yīng)用，我國(guó)的陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量將不斷提高，大大提高了陶瓷產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 鄭水林，袁繼祖.非金屬礦加工技術(shù)與應(yīng)用手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社，2005

2 王承遇，陶英.玻璃材料手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008

LHGC－vertical Ring High Gradient Magnetic Separator and Its Use in Feldstar Mineral Separation

Liu Mei，Liu Fengliang，Wang Jianbo（Shandong Huate Magnetism Technology Co.Ltd，Shandong，Weifang，262600）

LHGC－vertical ring high gradient magnetic separator is developed and made by Shandong Huate Magnetism Technology Co.Ltd，it is an energy－saving，environmental protection，forcing oil－cooling，pulsating action，new type vertical ring high gradient magnetic separator.The magnetic separation equipment was expertized by 9experts in 2011，the experts unanimously thought：this is a initiating magnetic separation equipment at home and abroad，its technical performance has achieved the word leading level.The magnetic separator can be extensively used to process metalic mineral and nonmetalic mineral，especially is suitable to the separation of class raws as quarz and feldspar，and has got fine technical index and notable economic benefit.

LHGC－vertical ring high gradient magnetic separators；Oil circulating cooling；Multiconstruction matrix；Separating iron from feldspar

TQ174.5

A

1002－2872（2012）04－0020－03

劉梅（1970－），本科，高級(jí)工程師；主要從事磁選設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)。