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)場調(diào)節(jié)的參數(shù)多，手動調(diào)節(jié)費時費力，并且磁選過程礦漿濃度等各參數(shù)實時變化，因此選礦設(shè)備磁場強度、上升水流速度等參數(shù)若不能實時調(diào)節(jié)，僅憑經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)很難達到較好的選別效果，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)備工作時的磁團聚現(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，還是突破傳統(tǒng)的弱磁選機，所采取的研究措施都是圍繞解決磁團聚現(xiàn)象進行。找尋磁選設(shè)備上升水流速度、磁場強度、脈動周期這些參數(shù)變化與選別品位的關(guān)系，對控制磁選設(shè)備及提高磁選設(shè)備自動化程度有很重要的意義。

1．磁選機工作原理

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)生變化的磁場強度，被選磁漿在磁選區(qū)域內(nèi)會發(fā)生團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。礦漿通過給礦斗經(jīng)過給礦管到達磁選設(shè)備上半部，含磁性的礦物粒受到從上到下的磁場的作用力，鐵磁礦物顆粒會發(fā)生磁團聚與分散反復(fù)進行，再加上自下而上的上升水的沖擊流對磁團顆粒有沖洗的作用，磁聚團中的貧連生體和單體脈石顆粒被子水流沖洗出來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，同時磁聚團對細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 磁選機結(jié)構(gòu)圖

2．磁選機參數(shù)試驗研究

2．1 上升水流試驗

由磁選柱的分選原理可知，在線圈中心磁場強度一定時，加之適當(dāng)?shù)乃魉俣鹊臈l件下，能夠形成穩(wěn)定的床層。在實現(xiàn)磁團聚合與分散的過程中，能排除細粒脈石和連生體。試驗中，首先使磁場強度為9．54KA/m，然后改變水流大小，尋找到適當(dāng)?shù)纳仙魉俣?。試驗過程，一次給礦量310g，礦漿濃度34%，分選柱有4個線圈，給第2和第4線圈通以脈動電流，第1和第3線圈通入恒定電流。設(shè)備連接圖見圖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 實驗設(shè)備連線圖

可以看出磁場強度不變時，水流在一定的范圍內(nèi)，就會形成磁鐵鏈床層。當(dāng)水流的速度過大，整個磁鏈層向上移動，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，就會破壞磁鏈層，從而不能分選。增加給水上升流動速度，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，精礦品位為64%左右，回收率達96%以上。水流速度2．62cm/s時，精礦品位雖然達到65．12%，但是回收率降低很多。

2．2 脈動周期試驗

試驗脈動周期對分選結(jié)果的影響。取上升水流流速V=1．87cm/s，磁場強度為9．54KA/m，脈動周期比等于通電時間與斷電時間之比。試驗結(jié)果如表2所示。

表2 試驗結(jié)果

分析試驗數(shù)據(jù)確定，延長脈動周期的送電時間，精礦品位會隨之降低，回收率會提高。延長脈動線圈的送電后，使聚團合時間增加。磁場變成了恒定磁場，選別單體細粒脈石和貧連生體的能力會下降。連續(xù)供給固定磁場，磁性礦物顆粒相互結(jié)成團聚鏈狀。磁場強度弱時，磁團聚鏈體被向上的水流沖擊下散開，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，磁場變換周期取4﹕8較合適。磁場變換周期4﹕8即為送電時間4秒后停電時間8秒鐘。

2．3 磁場強度試驗

磁場強度的大小對分選結(jié)果起著很重要的作用。實驗過程中磁場強度從7．94KA/m－13．54KA/m，取上升水流V=1．87cm/s，試驗分選結(jié)果如表3所示。

表3 不同磁場強度的分選結(jié)果

分析表3可以知道，磁場強度的增加，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聚體轉(zhuǎn)變的臨界磁場。當(dāng)超過臨界磁場時，磁鏈流的狀態(tài)會被破壞。當(dāng)磁場強度在7．94－9．52KA/m時，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。磁場強度不超過其臨界磁場強度時，精礦品位變化幅度較小。那么選別所需的磁場范圍較寬，為了得到較高質(zhì)量的精礦，磁場強度取在7．94－9．52KA/m左右。

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

利用磁選機試驗參數(shù)設(shè)計了磁選機的磁場強度模糊控制器和底閥自動控制方案，保證排礦口精礦濃度穩(wěn)定以及磁選機底部礦層界面穩(wěn)定。在河北省唐山市拓新電器有限公司做對比實驗，取得了較好的效果。磁選機對比應(yīng)用結(jié)果顯示，新磁選機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．高梯度磁選機磁介質(zhì)工業(yè)試驗新方法[J]．金屬礦山2010(2):7－10．

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