【摘 要】本文介紹一種新型的干式磁選機，該磁選機包括給料箱，兩個磁極圓盤（分別帶有N極和S極），一個離心盤，雙層傳動軸、動力輸出裝置、分選箱，接料槽以及外殼組成。利用礦物的電特性和磁特性來對礦物進行分選，首先將給礦加靜電，使礦物通過接觸的方式得電，再利用電粒子在磁場中受到的洛侖茲力來使磁鐵礦和其他雜質的分離。整個系統(tǒng)的驅動部分采用西門子MM440變頻器驅動，西門子S7-200PLC作為中央處理器，對磁選機的分選過程進行控制。

【關鍵詞】圓盤；洛侖茲力；變頻器；PLC

赤鐵礦在我國的鐵礦資源中占有相當大的比例，赤鐵礦與磁鐵礦相比，大部分赤鐵礦嵌布粒度細、含泥量大，選礦難度較大。因此自“六五”以來我國就把赤鐵礦作為國家的科研攻關項目，并且取得了豐碩的成果。一些大型赤鐵礦礦山在選礦工藝、設備和藥劑等方面積累了許多經驗，取得了較好的選別指標。由于大多數工藝流程復雜、設備投資多和選礦成本高等缺點，因此對于一些中小型的赤鐵礦礦山，尤其是赤鐵礦與磁鐵礦混合的中小型礦山來說，這些工藝難以被采用。我國大型赤鐵礦礦山較少，而中小型赤鐵礦礦山較多，因此研究適合于中小型赤鐵礦礦山的選礦工藝尤為重要。

1.新型圓盤干式磁選機設備提出的理由

赤鐵礦又名紅礦其化學分子式為Fe2O3，它是一種弱磁性鐵礦物，可浮性較磁鐵礦好，是煉鐵的主要原料之一。其主要選礦工藝有重選、浮選和強磁選或是多種選礦工藝并用，也有過磁化焙燒后弱磁選的工藝。

早期的赤鐵礦選礦一般多采用重選工藝，主要有跳汰機、離心選礦機、螺旋溜槽、螺旋選礦機、搖床等，由于其選礦處理能力小，選礦品位低、回收率低而逐漸被淘汰。

后來赤鐵礦選礦發(fā)展了浮選工藝和強磁選工藝，主要以氧化石蠟皂為捕收劑的正浮選工藝和以電磁平環(huán)強磁選機為選別設備的強磁選工藝。但是其選別技術指標均沒有達到令人滿意的效果。還有電選機的應用，電選機是利用赤鐵礦的電特性對赤鐵礦進行采選的，其正常工作需要較高的電壓來形成點暈，通過點暈現(xiàn)象來采選赤鐵礦，這種方法雖然能夠將赤鐵礦分選出來，但是由于其需要高壓，使其具有一定的安全隱患并且造價較高、具有一些不可避免的缺點。

這些傳統(tǒng)的方法還是以提高場強或者只以赤鐵礦的電特性為契機來實現(xiàn)對赤鐵礦的分選，雖然其能夠實現(xiàn)赤鐵礦的分選，但是效果不佳且效率較低，針對于這種現(xiàn)狀，提出了利用赤鐵礦的電特性，并且還依照應用磁選設備的結構來實現(xiàn)對赤鐵礦的分選。

2.基本原理

新型圓盤干式磁選機是一種用于分選赤鐵礦的新型設備。該設備能夠用于導電率高和導電率低的有色金屬混合物以及赤鐵礦石的精選等場合。

圓盤式磁選機包括給料箱，兩個磁極圓盤（分別帶有N極和S極），一個離心盤，雙層傳動軸、動力輸出裝置、分選箱，接料槽以及外殼組成。分選箱中帶有兩個平行的固定磁極，離心盤夾在兩個磁極圓盤的中間做切割磁感線工作，雙層傳動軸其中外層傳動軸連接在兩個磁極圓盤上，內層傳動軸連接在離心盤上，在設備工作時動力輸出裝置帶動雙層傳動軸的外層傳動部分轉動使兩個磁極圓盤旋轉，這樣就相當于離心盤在切割兩個磁極圓盤的磁感線，這樣在兩個磁極盤旋轉的同時在離心盤上就會產生由外側指向內側的感應電流，并且離心盤會隨著兩個磁極盤旋轉的方向旋轉（異步電動機原理），此時離心盤就相當于一個邊緣帶負電，中間帶正電的旋轉帶電體，進行分選時，礦物由給料箱進入到離心盤上，礦物在這個帶電的離心盤上做圓周運動，同時金屬物料就會帶有離心盤邊緣的負電荷，待物料由離心力的作用被甩到分選箱后，在分選箱中的兩個固定磁極對帶電物料就會產生洛侖茲力，這樣就使得金屬和非金屬物料得以分離。

該技術應用了礦料混合物中物料的電特性的不同來分離礦物和非礦物質的，是基于對目前的電選機和干式磁選機的綜合分析設計開發(fā)出來的，分選盤的運動原理是依據異步電動機的工作原理，工作原理簡圖如圖1所示：該結構由銅或鋁材料制成的離心盤和離心盤上下兩個永久磁鐵組成，圓形在圓盤的上下位置分別放有永磁鐵，永磁鐵能夠繞中間的圓軸進行旋轉，當永磁鐵旋轉時，圓盤相當于切割永久磁鐵的磁感線，圓盤相當于無窮多個導體棒，這些導體棒均切割永久磁鐵的磁感線，這樣會使得圓盤形成由邊緣指向圓心側的感應電流，感應電流的方向為由圓盤的邊緣指向圓心，根據左右定則，這個電流會使圓盤受到一個電磁力，使圓盤隨著永久磁鐵旋轉的方向旋轉。同時圓盤的邊緣會形成負電荷，而圓盤的圓心側會形成正電荷，從外側看，圓盤相當于圓心是正極，邊緣是負極的直流電源，這樣當礦物給到圓盤上時，導體礦物就會因接觸圓盤而帶負電，同時礦物也會因圓盤的轉動受到離心力的作用，這就完成了礦物的帶電和運動的工作。

圖1

接下來，礦物就會由離心力的作用進入到分選箱，分選箱的上下兩端加裝固定永久磁鐵，當礦物在離心力的作用下由圓盤進入分選箱時，導體礦物還會保持原來的電特性，即帶負電，那么它在固定磁場中會受到洛侖茲力，而非導體物料將不受此力，通過兩個受力情況的不同，分開兩種礦料，最終實現(xiàn)分選，圓盤式干式分選機的整體結構如圖2所示。

圖2 新型圓盤干式磁選機簡化模型圖

3.經濟和社會效益分析

我國每個磁鐵礦采礦廠每年都要剝離數以百萬噸計的低品位赤鐵礦石，品味通常都在18%以下，按照目前各選礦廠的生產工藝，這些剝離物只能作為圍巖處理，不但造成資源浪費，而且污染了環(huán)境。資源高效利用的途徑之一就是降低采礦的邊界品味，使一部分表外礦資源化，但實現(xiàn)這一目標的前提是實現(xiàn)預拋尾；或者通過高溫焙燒的方法改變赤鐵礦的化學性質進行分選，最后再將其還原為三氧化二鐵。由于這些處理方法繁瑣且實現(xiàn)起來較麻煩，使得赤鐵礦的分選效率低，而且分選效果不好，新型圓盤干式磁選機成功的解決了這些問題。 [科]

【參考文獻】

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