李紅英

(河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063000)

引言

磁選設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)的參數(shù)多，手動(dòng)調(diào)節(jié)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且磁選過(guò)程礦漿濃度等各參數(shù)實(shí)時(shí)變化，因此選礦設(shè)備磁場(chǎng)強(qiáng)度、上升水流速度等參數(shù)若不能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，僅憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)很難達(dá)到較好的選別效果，精礦品位不能保證。當(dāng)前選礦設(shè)備在改善磁鐵礦品位的工藝研究和應(yīng)用上已經(jīng)取得了一些成功，但是磁選設(shè)備工作時(shí)的磁團(tuán)聚現(xiàn)象影響其選別品位，造成選別品位低。因此，不論是傳統(tǒng)的筒式磁選機(jī)，還是突破傳統(tǒng)的弱磁選機(jī)，所采取的研究措施都是圍繞解決磁團(tuán)聚現(xiàn)象進(jìn)行。找尋磁選設(shè)備上升水流速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、脈動(dòng)周期這些參數(shù)變化與選別品位的關(guān)系，對(duì)控制磁選設(shè)備及提高磁選設(shè)備自動(dòng)化程度有很重要的意義。

1．磁選機(jī)工作原理

磁選柱是鞍山鋼鐵學(xué)院選礦教研室90年代研制的。這種磁選設(shè)備采用特殊的電源，以便在磁選空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)強(qiáng)度，被選磁漿在磁選區(qū)域內(nèi)會(huì)發(fā)生團(tuán)聚與分散交替變化多次的現(xiàn)象，這樣就能夠較容易的從礦漿中提取出中、貧連生體及單體脈石，從而得到較高品位精礦，磁選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。磁選柱由磁系、柱體、給礦斗及與之匹配電源構(gòu)成，其中磁系及匹配的電源、柱體是磁選柱最主要的部分。礦漿通過(guò)給礦斗經(jīng)過(guò)給礦管到達(dá)磁選設(shè)備上半部，含磁性的礦物粒受到從上到下的磁場(chǎng)的作用力，鐵磁礦物顆粒會(huì)發(fā)生磁團(tuán)聚與分散反復(fù)進(jìn)行，再加上自下而上的上升水的沖擊流對(duì)磁團(tuán)顆粒有沖洗的作用，磁聚團(tuán)中的貧連生體和單體脈石顆粒被子水流沖洗出來(lái)和上升的水流一起從磁選柱上部的溢流槽溢出，從溢流口排出成為尾礦，磁性鐵礦物顆粒受到磁力與重力的共同作用下從下面的精礦管排出。礦漿磁性顆?？梢栽诖胚x筒內(nèi)被不斷的精選，單體脈石和貧連生體可以被徹底的選別出去。所得的精礦品位比較高，同時(shí)磁聚團(tuán)對(duì)細(xì)粒磁鐵礦也有一定捕集作用，所以磁鐵礦的回收率也比較高。

圖1 磁選機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2．磁選機(jī)參數(shù)試驗(yàn)研究

2．1 上升水流試驗(yàn)

由磁選柱的分選原理可知，在線圈中心磁場(chǎng)強(qiáng)度一定時(shí)，加之適當(dāng)?shù)乃魉俣鹊臈l件下，能夠形成穩(wěn)定的床層。在實(shí)現(xiàn)磁團(tuán)聚合與分散的過(guò)程中，能排除細(xì)粒脈石和連生體。試驗(yàn)中，首先使磁場(chǎng)強(qiáng)度為9．54KA/m，然后改變水流大小，尋找到適當(dāng)?shù)纳仙魉俣?。試?yàn)過(guò)程，一次給礦量310g，礦漿濃度34%，分選柱有4個(gè)線圈，給第2和第4線圈通以脈動(dòng)電流，第1和第3線圈通入恒定電流。設(shè)備連接圖見(jiàn)圖2，不同上升水流的分選結(jié)果如表1所示。

表1 幾種上升水流速度分選結(jié)果

圖2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備連線圖

可以看出磁場(chǎng)強(qiáng)度不變時(shí)，水流在一定的范圍內(nèi)，就會(huì)形成磁鐵鏈床層。當(dāng)水流的速度過(guò)大，整個(gè)磁鏈層向上移動(dòng)，磁鐵顆粒從溢流槽冒出，出現(xiàn)“跑黑”現(xiàn)象，造成回收率降低。若再增加水流速度，就會(huì)破壞磁鏈層，從而不能分選。增加給水上升流動(dòng)速度，精礦的品位就跟著升高，回收率也隨著下降。在1．87－2．27cm/s的上升水流速度范圍時(shí)，精礦品位為64%左右，回收率達(dá)96%以上。水流速度2．62cm/s時(shí)，精礦品位雖然達(dá)到65．12%，但是回收率降低很多。

2．2 脈動(dòng)周期試驗(yàn)

試驗(yàn)脈動(dòng)周期對(duì)分選結(jié)果的影響。取上升水流流速V=1．87cm/s，磁場(chǎng)強(qiáng)度為9．54KA/m，脈動(dòng)周期比等于通電時(shí)間與斷電時(shí)間之比。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 試驗(yàn)結(jié)果

分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，延長(zhǎng)脈動(dòng)周期的送電時(shí)間，精礦品位會(huì)隨之降低，回收率會(huì)提高。延長(zhǎng)脈動(dòng)線圈的送電后，使聚團(tuán)合時(shí)間增加。磁場(chǎng)變成了恒定磁場(chǎng)，選別單體細(xì)粒脈石和貧連生體的能力會(huì)下降。連續(xù)供給固定磁場(chǎng)，磁性礦物顆粒相互結(jié)成團(tuán)聚鏈狀。磁場(chǎng)強(qiáng)度弱時(shí)，磁團(tuán)聚鏈體被向上的水流沖擊下散開(kāi)，水的沖擊下非磁性顆粒被排出形成尾礦。因此，從節(jié)能方面考慮想獲得高質(zhì)量的精礦，磁場(chǎng)變換周期取4﹕8較合適。磁場(chǎng)變換周期4﹕8即為送電時(shí)間4秒后停電時(shí)間8秒鐘。

2．3 磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小對(duì)分選結(jié)果起著很重要的作用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中磁場(chǎng)強(qiáng)度從7．94KA/m－13．54KA/m，取上升水流V=1．87cm/s，試驗(yàn)分選結(jié)果如表3所示。

表3 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的分選結(jié)果

分析表3可以知道，磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，精礦品位降低，回收率提高。在一定水流作用下，物料存在由磁鏈流向磁團(tuán)聚體轉(zhuǎn)變的臨界磁場(chǎng)。當(dāng)超過(guò)臨界磁場(chǎng)時(shí)，磁鏈流的狀態(tài)會(huì)被破壞。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度在7．94－9．52KA/m時(shí)，精礦品位在67．0%左右，回收率96．1%－97．11%。顯然二者變化幅度不大。磁場(chǎng)強(qiáng)度不超過(guò)其臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，精礦品位變化幅度較小。那么選別所需的磁場(chǎng)范圍較寬，為了得到較高質(zhì)量的精礦，磁場(chǎng)強(qiáng)度取在7．94－9．52KA/m左右。

3．磁選機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)對(duì)選別品位影響研究成果的應(yīng)用

利用磁選機(jī)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)了磁選機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度模糊控制器和底閥自動(dòng)控制方案，保證排礦口精礦濃度穩(wěn)定以及磁選機(jī)底部礦層界面穩(wěn)定。在河北省唐山市拓新電器有限公司做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果。磁選機(jī)對(duì)比應(yīng)用結(jié)果顯示，新磁選機(jī)在平均原給礦品位低0．9%的前提下，精礦品位提高了1．7%，且控制的精礦品位波動(dòng)范圍小，品位更穩(wěn)定。

[1]湯玉和，何健全，吳城材．高梯度磁選機(jī)磁介質(zhì)工業(yè)試驗(yàn)新方法[J]．金屬礦山2010(2):7－10．

[2]王曉峰，劉兵．T－GCTS磁選機(jī)在密地選礦廠的工業(yè)試驗(yàn)[J]．金屬礦山，2012，2:55－56．

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