HLW1200-12磁選機在某尾礦回收磁性鐵中的應(yīng)用

孟 瑋 胡永會 朱道瑤

(1.北京礦冶科技集團有限公司；2.北礦機電科技有限責任公司)

新疆某中型鐵礦選礦廠入選礦石原礦平均鐵品位41.97%，磁性鐵含量38.26%，伴生2.22%的硫與0.025%的磷。截至2012年，選礦廠磁選尾礦產(chǎn)量20萬t/a，全鐵品位一般為6.0%～8.5%，尾礦細度-0.074 mm 60%～65%，尾礦中有60%的鐵流失在-0.074 mm粒級中，其中大部分以連生體的形式存在。

為充分回收利用礦石中的鐵，2012年通過探索試驗發(fā)現(xiàn)，磁選機磁感應(yīng)強度至少要達到280～320 mT、工業(yè)型設(shè)備需達到350 mT才能有效回收尾礦中的磁性鐵礦物。當時普遍應(yīng)用的鍶鐵氧體裸磁系盤磁機盤面磁感應(yīng)強度僅180 mT，且磁場作用深度有限，不適于高效回收尾礦中的磁性鐵[1]。因此研發(fā)中高磁場強度HLW1200-12環(huán)型全磁系尾礦回收磁選機(簡稱HLW1200-12磁選機)用于該選礦廠尾礦中鐵的回收，以提高資源利用率，改善選礦廠經(jīng)濟效益。

1 HLW1200-12磁選機

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)

HLW1200-12環(huán)形全磁系尾礦回收磁選機針對傳統(tǒng)盤式裸磁機的磁路結(jié)構(gòu)、磁盤結(jié)構(gòu)與卸料裝置等進行了較大改進。該磁選機主要由槽體(兼顧機架功能)、副機架、磁盤組、卸料裝置、導料槽、傳動系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)示意見圖1，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

圖1 HLW1200-12磁選機結(jié)構(gòu)示意

1.2 工作原理與特點

HLW1200-12磁選機工作時，各分選盤下部1/3的永磁磁場區(qū)浸在礦漿中，磁性物料排礦區(qū)位于各分選盤頂部間隙處[2]。礦漿中的磁性物料受磁系磁力作用被吸附到各分選盤兩側(cè)，當各分選盤轉(zhuǎn)動攜帶磁性物料至頂部卸礦裝置處時，在脈動磁場的低磁場區(qū)磁性物料被卸料裝置強制卸下落入導料槽排出，完成高效回收磁性物料過程。

表1 HLW1200-12磁選機主要技術(shù)參數(shù)

高磁場力和卸礦效率是提高設(shè)備作業(yè)回收率的重要因素[3]。HLW1200-12磁選機采用高性能磁材設(shè)計，具有脈動磁場特性的磁系結(jié)構(gòu)，有效磁場力和作用區(qū)大，且能實現(xiàn)高場強下的無水或少水高效卸料；設(shè)備采用環(huán)形全磁系結(jié)構(gòu)形式，磁場利用率高，大幅降低設(shè)備重量，可為配置獨立卸料裝置提供條件，實現(xiàn)不停機維護；核心磁系部件防護嚴密，能防止氧化與磨損，磁系壽命長，10 a退磁率不大于5%；設(shè)備傳動系統(tǒng)模塊化分體設(shè)計，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，能耗低、作業(yè)率高。

1.3 磁系結(jié)構(gòu)與磁場分布特性

合理的磁系設(shè)計和磁場分布是磁選機發(fā)揮良好磁選性能的關(guān)鍵。HLW1200-12磁選機磁路結(jié)構(gòu)具有磁系利用率高、磁場強度高、磁場周向脈動分布、磁場深度大等特點。為滿足高磁場強度下磁性物料順利卸料，磁路周向磁場具有強、弱脈動特性，強磁場區(qū)捕獲磁性顆粒而在弱磁場區(qū)卸料。中、高磁場強度的永磁磁選機一般采用高性能、價格高昂的釹鐵硼稀土永磁磁塊，HLW1200-12磁選機磁系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)全盤式結(jié)構(gòu)不同，采用外環(huán)面積大的環(huán)狀磁系布置方式，在保證足夠分選面積的前提下降低設(shè)備重量，壓縮磁系成本。為提高磁場作用深度，單體磁盤的磁路設(shè)計采用沿盤周向同極、徑向異極交替的磁系布置方式，能提高高流速下捕獲礦漿中的磁性顆粒機率，合理設(shè)計的徑向磁塊尺寸比例可提高有效磁場利用率。

分選盤串接組成磁盤組時采用相鄰盤面異極布置方式，有效分選帶較寬，能保證弱磁場區(qū)的磁場強度，有利于尾礦漿中的磁性鐵回收。設(shè)計盤間距90 mm、相鄰盤有效工作間距58 mm，磁場分布特性仿真見圖2。

圖2 HLW1200-12磁選機磁場分布特性

在單個磁盤體磁系組裝完畢準備封裝殼體前，對磁盤表面和距表面15 mm處進行標記，進行磁感應(yīng)強度測試，測試點分布見圖3，測試結(jié)果見表2。

圖3 磁感應(yīng)強度測試點分布示意

測試點位置磁感應(yīng)強度/mT表面距表面15mm126712826721893843174460115352071396604182783516386431429232124

表2表明，磁系表面NS極交替處及其附近的磁感應(yīng)強度最高，而在各磁塊中心處最低。當遠離磁系表面達到一定深度后，徑向磁感應(yīng)強度趨于均勻且仍保持較高水平?？傮w來看，HLW1200-12磁選機是一種中高場強的磁選設(shè)備，分選環(huán)表面磁感應(yīng)強度高，且具有相當大的作用深度，分選過程中可保證較高的回收率。

2 工業(yè)應(yīng)用

新疆某鐵礦選礦廠入選礦石主要是碳酸鹽型磁鐵礦石與硅酸型磁鐵礦石，金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為黃銅礦、磁黃鐵礦等，脈石礦物為白云石、蛇紋石等。選礦工藝流程為三段一閉路破碎，一段閉路磨礦—磁選—浮選—磁選，精礦過濾后作為精礦粉產(chǎn)出,年產(chǎn)鐵品位不低于63%、硫含量小于0.8%的鐵精礦42萬t左右，平均選礦回收率83%左右。

為有效回收尾礦中以連生體為主的磁性鐵礦物，在小型試驗的基礎(chǔ)上，于2014年11月將HLW1200-12磁選機安裝于該選礦廠綜合尾礦溜槽處并調(diào)試成功，然后進行半年以上的設(shè)備指標與性能考察。

工業(yè)應(yīng)用表明，在礦漿體積濃度15%左右、礦漿量900m3/h以上、礦漿流速大于0.5m/s的條件下，HLW1200-12磁選機運行平穩(wěn)可靠、卸料效率高，臺時效率顯著高于傳統(tǒng)盤式磁機。HLW1200-12磁選機應(yīng)用現(xiàn)場見圖4，工業(yè)平均生產(chǎn)指標見表3。

圖4 HLW1200-12磁選機工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場

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表3表明，在平均給礦鐵品位8.62%(mFe品位1.25%)時，可獲得產(chǎn)率6.56%、鐵品位21.16%的粗精礦，尾礦磁性鐵品位降低到0.5%以下，磁性鐵回收率超過70%。粗精礦產(chǎn)品返回原流程進行再磨再選，按選廠平均回收率計算，每年可回收約1萬t鐵精粉，最終鐵精粉產(chǎn)率可增加2.5個百分點以上，效果明顯。

3 結(jié) 論

HLW系列環(huán)形全磁系尾礦回收磁選機在磁系配置、中空環(huán)形磁盤組結(jié)構(gòu)等方面較傳統(tǒng)盤式磁選機均有很大改進，具有磁場強度高、作用深度大、高低場強脈動的特性，永磁磁路結(jié)構(gòu)防護嚴密，適用于礦漿體積量大、粒級分布寬、磁性鐵含量低的尾礦中鐵的高效回收，且設(shè)計的中空環(huán)形磁盤組結(jié)構(gòu)形式能實現(xiàn)設(shè)備輕量化、高效卸料與不停機維護。

HLW磁選機在設(shè)備性能、處理能力、回收效果與節(jié)約能耗等方面優(yōu)于傳統(tǒng)裸磁機，新疆某鐵礦選礦廠應(yīng)用HLW磁選機回收尾礦中的鐵，磁性鐵作業(yè)回收率高達70%以上，效果顯著，可為選廠創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益，提高資源綜合利用率，在鐵選廠尾礦磁性鐵回收或有色金屬礦浮選尾礦磁性鐵預(yù)富集等領(lǐng)域具有良好的市場應(yīng)用前景。

[1] 胡永會,王曉明.國內(nèi)盤式尾礦回收磁選機的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].礦山機械,2014 (2):5-8,23.

[2] 胡永會,史佩偉,王曉明,等.中、高場強環(huán)式尾礦回收磁選機：201420713705.3[P].2015-07-22.

[3] 胡永會.BPC1200-6半磁盤式磁選機及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2017(8):185-187.