新型磁力预选设备——ZCLA磁选机.pdf

第3 6 卷第1 期 2 0 1 6 年0 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V o l _ 3 6 №l F e b r u a r y2 0 1 6 新型磁力预选设备Z C L A 磁选机① 柳衡琪1 ，曾维龙1 ，陈志强2 1 ．长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 ；2 ．湖南科源磁力装备有限公司，湖南沅江4 1 3 1 0 0 摘要介绍了新型磁力预选设备Z C L A 磁选机的结构特征和分选原理。该设备采用外磁系与内选筒式结构，巧妙地利用了重力、 磁力和离心力协同作用，可使各种磁性矿物得到高效预选。Z C L A 磁选机在钒钛磁铁矿、混合铁矿和海滨砂矿等的预选应用情况表 明，该设备分选效果明显，机构运行平稳，经济效益显著。 关键词磁选；Z C L A 磁选机；预选设备；钒钛磁铁矿；混合型铁矿；海滨砂矿 中图分类号T D 9 2 4文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 6 ．0 1 ．0 1 2 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 6 0 1 0 0 4 9 0 3 M a g n e t i cS e p a r a t o rZ C L A AN e wT y p eo f M a g n e t i cP r e c o n c e n t r a t i o nE q u i p m e n t L I UH e n g q i l ，Z E N GW e i l o n 9 1 ，C H E NZ h i q i a n 9 2 1 ．C h a n g s h aR e s e a r c hI n s t i t u t eo f M i n i n ga n dM e t a l l u r g yC oL t d ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 2 ，H u n a n ，C h i n a ；2 ．H u n a nK e y u a n M a g n e t i cE q u i p m e n tC oL t d ，Y u a n j i a n g4 1 3 1 0 0 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t T h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n ds e p a r a t i o np r i n c i p l eo fm a g n e t i cs e p a r a t o rZ C L A ，an e wt y p eo fm a g n e t i c p r e c o n c e n t r a f i o ne q u i p m e n t ，w e r ei n t r o d u c e d ．C o s i s t i n go fa no u t e rm a g n e t i cs y s t e ma n da ni n n e rc y l i n d e r ，t h es e p a r a t o r c a nu t i l i z eh a n d i l yt h es y n e r g i s t i ce f f e c t o fg r a v i t yf o r c e ，m a g n e t i cf o r c ea n dc e n t r i f u g a lf o r c e ，t oa c t u a l i z et h eh i g h e f f i c i e n tp r e c o n c e n t r a t i o no fm a g n e t i cm i n e r a l s ．A st e s t i f i e d i np r a c t i c e so fZ C L Ai np r e c o n c e n t r a t i o no fv a n a d i f e r o u s t i t a n o m a g n e t i t eo r e ，m i x e d i r o no r ea n ds e a - b e a c hp l a c e r ，t h ee f f e c t i v es e p a r a t i o na n ds t a b l eo p e r a t i o nc a nb e g u a r a n t e e d ，t h u sb r i n g i n gi nr e m a r k a b l ee c o n o m i cb e n e f i t s ． K e yw o r d s m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；m a g n e t i cs e p a r a t o rZ C L A ；p r e c o n c e n t r a t i o ne q u i p m e n t ；v a n a d i f e r o u st i t a n o m a g n e t i t e o r e ；m i x e di r o no r e ；s e a b e a c hp l a c e r 目前，在磁性矿物选矿工业上，对于粗颗粒矿石湿 法预选主要是采用重选技术 跳汰机 或磁选技术 辊 式磁选机和筒式磁选机 ‘5 1 。跳汰机的缺陷分选粒 级窄，单位分选面积处理量低；操作控制难度大，选别 效率低，系统水耗高，特别是细粒级金属流失现象严 重；不适于分选密度差值低的磁性矿石预选。干式辊 带式磁选机虽然预选效果好，但只适于干法处理，也存 在处理量低等问题。湿式筒式磁选机用于 8m m 粒 级入选物料时，会导致磁力分选筒严重磨损；此外，对 于一0 ．0 3 7m m 粒级物料，回收效果也极差。 Z C L A 磁选机在其分选空间内利用重力、磁力和 离心力协同作用，对入选矿石进行高效分选，由于其磁 性产品排矿区没有明显限制的分选带，所以不存在因 偶尔夹带的粗颗粒刮伤磁力分选筒的现象，并可在分 选筒内安装不同类型的聚磁分选介质，提高分选磁场 梯度，从而拓宽磁性微细粒级的下限，提高已经解离的 微细颗粒的磁性产品回收率。 1 Z C L A 磁选机设计理念与结构特征 1 ．1Z C L A 磁选机设计理念 Z C L A 磁选机的设计理念①目的物 磁性物月E 磁性物 与非目的物 非磁性物／磁性物 之间存在比 磁化系数差异；②目的物与非目的物之间存在密度差 异；③目的物与非目的物之间存在动态离心力差异。 基于这三大物理量差异，构成了新的分选概念，利用重 力、磁力和离心力 俗称拉力 协同作用来进行物料分 选，即称为重- 磁一拉 z c t a 分选。 1 ．2Z C L A 结构特征 Z C I A 磁选机主体结构见图1 ，工业型设备见图2 。 ①收稿E t 期2 0 1 5 0 9 1 5 作者简介柳衡琪 1 9 5 3 一 ，男，湖南长沙县人，教授级高级工程师，主要从事永磁除铁设备及磁选设备设计与工程技术研究工作。 万方数据 矿冶工程 第3 6 卷 图IZ C L A 磁选机主体结构 图2Z C I _ A 工业型设备 1 磁路结构。Z C L A 磁选机的磁路结构为内敛式 磁路，分选空间磁力呈内敛分布状态，见图3 。由于该 磁系的磁极面为凹面弧形，磁场分布近似于半闭合磁 系，磁感应强度和磁场梯度都得到了增强。磁选工作 区包角1 6 0 0 ～2 1 0 0 ，分选内筒表面磁感应强度O ．1 8 0 ．7 5T ，如果希望回收微细粒级弱磁性矿物，可在分选 筒内安置聚磁感应介质 任选项 ，其聚磁分选介质的 磁感应强度可达1 ．3 5T 以上。卸矿区排料间隙大，粗 粒级矿物易通过，不存在粗颗粒堵塞和刮破分选筒的 现象，此外，根据不同分选矿物比磁化系数及粒度特 点，磁路结构可设计为轴向交变磁路或径向交变磁路。 图3Z C L A 磁选机磁路结构 2 分选空间。磁选设备的分选空间在设计过程中 历来受到重视。Z C L A 磁选机的分选区 见图4 特征 分选空间设计为3 段分离区 分选区、漂洗区和卸矿 区 ，每个区磁场力强弱可设计不同，分选区和漂洗区的 磁场力会大些，卸矿区的磁力会弱些。漂洗区是可选 项，专门用于提高磁性物纯度。在使用Z C L A 磁选机作 预选设备时，漂洗功能可以不用，另外，磁路的极性可由 轴向交变设计成径向交变。此外，Z C L A 磁选机另一个 重要特征是可在该分选筒内安置各种不同形状的聚磁 分选介质 单层或多层 ，使该设备分选磁性物的种类增 多，且磁性产品的回收粒度下限得到延伸。 图4Z C t _ A 磁选机的分选空间 3 给矿及排矿。由于Z C L A 磁选机只能采用端 部给矿，为了实现入选物料的粒级范围宽，且能使其得 到充分分散，将给料箱设计成均等的给矿口 见图5 ， 为了防止因入选颗粒粗而导致给料箱和排料箱内部磨 损快而缩短寿命，整个给料箱内部衬有耐磨耐酸材料。 图5Z C L A 磁选机给矿管主体结构示意 4 操作平台和机械运行。Z C L A 磁选机进行分选 工作时，因磁包角不是3 6 0 0 ，磁力分选滚筒受力极不 均匀，齿轮驱动和托辊运行都会使分选筒产生径向跳 动，出现轴向滑动。采用回转轴承固定分选滚筒方式 解决了机械运行过程中受力均衡的问题。此外，操作 平台也可设计成具有水平倾斜调整功能，为分选提供 一个关键可调技术参数。两年的工业应用实践证明， 分选筒采用回转轴承结构方式，较好地解决了该设备 存在的机械稳定性运转问题。 万方数据 第1 期 柳衡琪等新型磁力预选设备z c L A 磁选机 2 Z C L A 磁选机分选工作原理 常规筒式磁选机分选工作原理见图6 。在分选过 程中，磁力与重力和离心力是竞争力，磁性物在富集过 程中所受的磁力必须克服重力和离心力才能实现分 选。Z C L A 磁选机的分选原理见图7 。它是采用磁力一 重力．离心力协同作用，将这些常规磁选机中的竞争力 变成协同力，分选过程完全不一样，分选效果也不同。 Z C L A 磁选机整个分选过程为待选物料通过中 心给矿管，径向给人分选滚筒内进行分选；磁性矿物在 分选区受到磁力一重力和离心拉力的作用后紧贴着分 选滚筒的筒壁，沿其旋转方向在漂洗区运行，受到漂洗 水洗涤．脱水后进人分选区，在分选区的卸矿区内通过 顶部冲洗水将该产品卸入磁性产品接矿箱，脱离分选 设备；余下的非磁性产物通过底部收集箱排出，整个分 选过程结束。 给矿箱 非磁性 磁性 图6 常规湿法筒式磁选机分选工作原理 物 磁性物漂洗 磁性物卸矿段 卸矿冲洗装置 磁性产品接料槽 分选筒 磁系 分选段 图7Z C L A 磁选机分选工作原理 3 工业应用 近些年，Z C L A 磁选机已成功应用于钒钛磁铁矿 选矿厂的预选，在对磁铁矿．赤褐铁矿型混合铁矿和海 滨砂矿预选工业试验中，体现了新设备分选效率和分 选指标的优越性∞J 。 我国钒钛磁铁矿资源主要集中在攀西地区，随着 矿产资源贫化，矿石预选日显重要。攀枝花龙蟒矿冶 公司选矿厂采用Z C L A 磁选机取代原流程中的粗选和 扫选筒式磁选机进行预选抛尾，分选效果显著。2 0 1 3 年1 2 月4 日至2 0 1 4 年7 月1 日，Z C L A 磁选机运行稳 定可靠。 Z C L A 磁选机的部分工业应用结果见表l 一2 “ o 。 Z C L A 磁选机已获得自主研发知识产权 专利号 Z L 2 0 1 429 9 2 8 2 4 50 。 表1Z C L A 磁选机在钒钛磁铁矿预选中的应用结果 表2Z C I ．．A 磁选机在混合铁矿和海滨砂矿预选中的应用结果 矿样入然度吉等等精笏辅噤率 4 结语 1 Z C L A 磁选机是一种新型重磁分选设备，其 磁路结构为内敛式，可采用轴向交变磁路或径向交 变磁路结构，以满足入选物料的目的矿物 磁性物／ 非磁性物 、粒度大小和粒级宽窄的分选条件；分选 筒内可安置不同类型的聚磁分选介质，增强微细粒 级磁性颗粒的回收下限；分选空间设计为分选区、卸 矿区和磁性物漂洗一脱水区 任选项 ，不同的分选区 可使磁性矿物在分选段得到高效分选，此外，卸矿间 隙大，不存在粗颗粒堵塞或刮破分选筒的现象；回转 支承机械结构为整体分选过程提供了一个稳定运行 环境。 下转第5 5 页 万方数据 第1 期 钟国建等硫精矿立磨再磨再选回收铜试验研究 闭路流程见图6 。 入选矿样 铜精矿 图6 模拟闭路流程 由于该流程有5 项分选作业，2 种最终产物，因而 该系统有7 个状态。已知开路试验时各分选作业的金 属作业分布率，根据进出平衡原理，构建如下7 阶方阵 ， 精选3 精选2 精选1 粗选 扫选 铜精矿 尾矿 初始状态 精选3 精选2 精选1 粗选扫选铜精矿尾矿 O0 ．0 7 7 10000 肋O 0 ．9 7 3 800 ．2 6 20000 00 ．蹦0 00 ．1 9 1 400 OO0 ．6 8 7 l00 ．3 1 2 90 0 0O0o ．1 6 3 6O00 ．8 3 6 4 00OOO10 OO00 0 0 1 00O1O0 0 用计算机进行迭代求解，使得 精矿 精矿 0 ．0 0 3 ％ 上接第5 1 页 2 从目前Z C L A 磁选机对钒钛磁铁矿、混合铁矿 和海滨砂矿预选情况来看，分选效果非常明显，机械运 行平稳，经济效益显著。 参考文献 [ i ] 张志荣，刘千帆．酒钢桦树沟红铁矿预选研究及应用[ J ] ．矿冶工 程，2 0 0 7 2 3 3 3 6 ． [ 2 ] 赵瑞敏，董恩海．贫磁铁矿细碎预选及磨选试验研究[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，2 0 0 8 1 2 6 2 7 ． [ 3 ] 林毅，予一公，罗秀建．一种处理大块矿石的磁预选设备[ J ] ． 最终仃。。 精矿 6 7 ．2 8 ％，即为精矿的闭路回收率。 3 结论 1 硫精矿中的黄铜矿单体解离度偏低，只有 5 4 ．3 1 ％，其中铜分布率最高的 0 ．0 7 4t o n i 粒级中，黄 铜矿解离度只有4 4 ．8 8 ％，而其铜分布率高达6 5 ．9 7 ％， 因此必须再磨提高其解离度，才能有效回收其中的铜。 2 该硫精矿硫含量高，铜氧化率高，铜铁矿物紧 密共生，铜嵌布粒度细，属典型难选铜矿石。采用选择 性好、捕收能力强的D Y ．1 作捕收剂，石灰作抑制剂， 较好地解决了黄铜矿和硫铁矿的分离问题。通过优化 粗选工艺条件，可获得可市售的铜精矿产品。开路试 验铜精矿平均产率1 ．0 7 ％、平均C u 品位1 3 ．1 9g , ／t 、C u 回收率4 5 ．6 8 ％，硫精矿硫平均品位4 1 ．2 ％、硫回收率 8 4 ．6 5 ％。由计算机模拟计算得到闭路流程铜精矿回 收率为6 7 ．2 8 ％，品位1 3 ．1 9 ％。 参考文献 [ 1 ]叶威．云南某多金属硫化矿铜铅分离的试验研究[ D ] ．长沙中 南大学资源b D - 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