筒辊式永磁磁选机的研制与应用

随着我国综合国力的提高，非金属矿在国民生产中的应用越来越广，产品质量要求也越来越严格，而铁含量的高低直接关系到产品质量。近年来，由于非金属矿干法加工设备的技术性能日益提高，干法加工工艺的优越性更加显露。干法工艺流程简便易行，且有能耗、水耗低及对环境污染小等诸多优势，使产品成本大幅度降低，深得广大矿产企业认可。为满足干法工艺的需要，山东华特磁电设备有限公司针对非金属矿常规除铁中磁选机磁场强度低、物料分布不均匀、除铁效果差、成本高等问题，研制开发CTG系列高场强筒辊式永磁磁选机，并进行了一系列的试验研究和工业生产应用，取得了显著效果。

1、设备特点

在充分利用现有筒式和辊式磁选机结构及设计优点的基础上，我们将永磁筒和高场强永磁辊合理结合，发挥二者长处，磁筒表面最大磁感应强度达0.8T，磁辊表面最大磁感应强度可达1.5T。在滚筒一端增加的磁系也随之做一定频率的摆动，滚筒不仅分选物料还起磁搅拌作用，采用变频器调节滚筒和磁辊的转速，根据物料粒度不同、铁含量高低及产量大小可以随意调节滚筒转速和磁系摆动频率。

根据磁场梯度与磁场深度是相矛盾的关系，两者如何兼顾是磁系研制的一项主要任务。本设计磁系材料采用高性能稀土钕铁硼，保证磁系有较高的磁场深度。滚筒的磁系设计磁系板按一定极性黏结成条，然后沿圆周方向N极和S极交替排列，辅助磁极作为磁系的补充，使磁场强度得以有效聚合，并且沿径向梯度排布。磁辊采用计算机模拟磁路设计，稀土钕铁硼作磁源，高导磁材料IJ22导磁，对于双辊的构造安排，两辊的位错恰好是磁辊磁场波的半波长。

2、模拟样机研制

任何一台设备的出厂，必须经过设计模拟样机，实验室对样机进行试验、分析、改进、总结经验才能生产工业设备。华特磁电设备有限公司开发设计的CTG系列环保高场强筒辊式模拟磁选机，由6部分组成。结构原理如图1。

3、选矿工艺确定

在干式磁选生产流程中，只需确定合适的磁选粒度将磁选设备配置在筛分段后，物料经除铁再进行后续的加工工序，操作管理极为方便。其具体工艺流程为：原矿石->破碎->细碎或粗磨->筛分->磁选（弃尾矿）->精矿->后续加工。对于湿法磨矿工艺的老生产线，只须待矿料晾干或干燥后，在物料包装前回转强磁选除铁设备即可。需要注意的是：矿石在碎磨加工前，一定要弄清铁在矿石中赋存状态、含量、粒度等因素及其与其它矿物的相互关系，据此确定矿石的碎磨粒度及筛分等级等，以获得最佳的磁选除铁效果，满足产品质量的要求。另外，入选原料的水分应控制在3%以下。

分级后的物料从料仓中经电磁振动给料机均匀地给到滚筒上，磁滚筒将物料在破碎过程中产生的铁及部分矿物伴生的铁等磁性物料吸除，同时将弱磁性物磁化，磁性物料在滚筒表面翻滚，由于受到磁力作用被吸向筒体表面一侧，而非磁性物料和没有除净的磁性物料由于离心力飞离筒体表面一侧，通过下方的挡板将这两部分隔离。经滚筒下来的物料到一级磁辊磁选，随着磁辊表面皮带旋转自动将铁杂质排出，落于集铁斗，物料经二级输送带流经二级磁辊选除。

4、工业生产应用

4.1、钾长石

湖北某矿业公司所在的矿区是一个新开发的钾长石矿，矿石含铁0.7%左右。原先该公司使用河南开封磁电设备公司生产的磁选机，磨出粉经多道磁选后，含铁量仍然高达0.29%，得到的精矿粉主要做玻璃原料，远没有达到含铁0.2%以下的要求。该公司经过改造后，在华特公司购买4台CTG系列环保高场强筒辊式磁选机，具体流程如下：原矿（钾长石）->水洗->颚式破碎机->对辊破碎机->球磨机->振动筛->磁选（弃尾矿）->分装机。

该厂采取2台磁选机串联经粗选和精选，再将两台磁选机与两台并联，由振动筛等量地给到两边的磁选机。两公司磁选机生产指标如表2。

从表2可以看出，给矿的细度均为0.11~0.32，经过一台CTG磁选机3级分选，最后得到精矿粉含铁量0.18%，低于玻璃工业要求的0.2%，远低于河南开封生产的磁选机2级分选得到0.29%的指标。

4.2、石英

某石英岩经过破碎磨矿后，初级产品粒度一般在0.674~0.13mm，该粒度是大多建材产品原料的粒度要求。采用CTG系列环保高场强筒辊式磁选机对此类石英砂的除铁做过多次试验，均取得很好的效果（表3）。

对于两种含铁量不同的石英砂，分选给矿粒度不同，处理量因矿而异，两者的产率都很高，分别为93.8%、94.5%，降铁率和除铁率比较接近。因此，针对不同矿样，控制给矿粒度，能达到很好的分选效果。

4.3、钠长石

烟台某矿业公司是生产钠长石粉的厂家，生产的产品用作陶瓷釉料，对产品中铁的含量要求很高，要求含铁量≤0.08%。该矿业公司安装1台节能环保高场强筒辊式永磁磁选机（型号CTG-12-Ⅱ），使用过程中达到产品的要求，分选效果良好。生产指标如表4。

针对不同含铁量的钠长石矿，优质矿经分选后精矿含铁0.077%，低于0.08%，满足工业生产要求，并且产率很高，达94.45%；劣质矿经分选后精矿含铁0.115%，低于优质原矿含铁量，产率76.47%。节能环保高场强筒辊式永磁磁选机不仅能处理优质矿，也能有效地处理劣质矿。

4.4、红柱石

原矿经破碎后，跳汰粗粒抛尾后筛分为+0.2~1、+1-2、+2-3、+3-5mm四个粒级，产率总量为85%，分别进行干法强磁精选，所获红柱石精矿质量满足出品标准，见表5。

该工艺流程简单可靠，为红柱石选矿的创新工艺，已被新疆霍拉沟红柱石矿采用。该项目竣工后，其红柱石精矿产量将占世界红柱石产量的很大比重，且质量优于国际标准。

CTG系列节能环保高场强筒辊式永磁磁选机通过对钾长石、石英砂、钠长石、红柱石四个厂家矿料除铁的工业应用，除铁后含量达到生产要求，得到用户好评。此磁选机尚有自身不足之处，有待改进，将作为华特龙头产品在全国非金属行业大力推广。

5、结语

1）CTG系列节能环保高场强筒辊式永磁磁选机将永磁滚筒、高场强永磁辊有机结合，采用独特的磁路计算机模拟设计，由高剩磁高矫顽力的钕铁硼组成特种磁系，滚筒内磁系装有摆动装置，加大磁性矿物在滚筒表面的翻滚次数，两磁辊间的位错恰好为磁辊磁场波长的一半，使除净率大大提高。

2）2007年8月25日，CTG系列节能环保高场强筒辊式永磁磁选机在安徽凤阳通过省级鉴定，该磁选机技术先进、结构合理，对非金属矿除铁效果显著。

3）通过在长石和石英砂生产线的应用，CTG系列节能环保高场强筒辊式永磁磁选机可以生产出钾长石、钠长石、石英砂和红柱石高品质产品，在非金属行业推广该磁选机意义重大。

4）滚筒和磁辊采用高性能钕铁硼材料作磁系，磁选机上留有收尘口，不仅节能，而且环保。

5）目前国内外市场需求量大，国内预计在1000台以上，以每台20万元计，华特公司年产可达200台，经济效益和社会效益很可观，并且该磁选机工作平稳、安全可靠、维修费用低。

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