[科普中国]-高梯度磁选机

用途

高梯度磁选机设备适用于弱磁性矿物的矿选，如：赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、钛铁矿、铬铁矿、黑钨矿、钽铌矿、赤泥等。非金属矿物的除铁、提纯。例如：石英、长石、霞石、萤石、硅线石、锂辉石、高岭土等。高梯度磁选机适用于粒度3mm以下的磁铁矿、磁黄铁矿、焙烧矿、钛铁矿等物料的湿式磁选，也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业。

结构组成高梯度磁选机设备主要由脉动机构、激磁线圈、铁轭和转环等组成。转环用普通不锈钢加工的1块中环板、2块侧环板和74块梯形隔板围成双列共74个分选室。

各分选室用1.0mm×4mm×12mm导磁不锈钢板网和0.7mm×10mm×25mm普通不锈钢大孔网交替重叠构成磁介质堆，导磁网和大孔网的充填率各为12%、3.2%。选别时，转环做顺时针旋转，矿浆从给矿斗给入，沿上铁轭缝隙流经转环，矿浆中的磁性颗粒吸附在磁介质表面，由转环带至顶部无磁场区，被冲洗水冲入精矿斗；非磁性颗粒则沿下铁轭缝隙流入尾矿斗带走。1

工作原理高梯度磁选机是一种专门针对弱磁性矿选矿的设备分干选强磁机和水选强磁机两种，一般的弱磁性矿主要有褐铁矿、赤铁矿、锰矿、共生矿（多种矿共同存在），这种弱磁性矿主要由三氧化二铁组成，要想把三氧化二铁提取出来就需要用高强磁设备选别，我公司针对这种难解决的矿专门研制出高强磁选矿机。

有很多弱磁性矿是块状的，需要先破碎、球磨再磁选，一般实验分为分析矿性、鄂破、筛分、对辊破、求磨再磁选，根据每个矿的性质不同，找出最佳实验方法达到选矿目的。

任何矿都不是单体存在，一般弱磁性矿中都包含一些机械铁（四氧化三铁）、以及其他物质（硫磷硅等），这种高强磁选矿机磁场强度可达到12000-16000高斯，如果不把原矿中的机械铁选出来，在实际选矿工作中机械铁会影响高强磁选矿机的选矿效果，这种机械铁粘在强磁辊上会影响强磁机的磁场，以至于磁场达不到使精矿流到尾矿库中，所以在选三氧化二铁之前先要把存在的机械铁选出来。

高梯度磁选机采用转环立式旋转、反冲精矿，并配有高频振动机构，从根本上解决了平环强磁磁选机和平环高梯度磁选机磁介质容易堵塞这一世界性技术难题。

在工作时，矿浆经给矿箱流入槽体后，在给矿喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的给矿区。在磁场的作用下，磁性矿粒发生磁聚而形成“磁团”或“磁链”，“磁团”或“磁链”在矿浆中受磁力作用，向磁极运动，而被吸附在圆筒上。由于磁极的极性沿圆筒旋转方向是交替排列的，并且在工作时固定不动，“磁团”或“磁链”在随圆筒旋转时，由于磁极交替而产生磁搅拌现象，被夹杂在“磁团”或“磁链”中的脉石等非磁性矿物在翻动中脱落下来，最终被吸在圆筒表面的“磁团”或“磁链”即是精矿。精矿随圆筒转到磁系边缘磁力最弱处，在卸矿水管喷出的冲洗水流作用下被卸到精矿槽中。非磁性或弱磁性矿物被留在矿浆中随矿浆排出槽外，即是尾矿。2

适用范围1、黑色金属方面：假象赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、铬铁矿、钛铁矿、锰矿的回收等；

2、有色金属方面：含钨石英脉中细粒嵌布黑钨矿的回收，锡石多金属硫化矿中磁黄铁矿的分离，锡石与黑钨矿的分离，褐铁矿等矿物的分离，白钨矿与黑钨矿、石榴石等矿物的分离等；

3、稀有金属方面：钽铌铁矿、铁锂云母、独居石等的回收。

4、非金属方面：玻璃陶瓷工业原料石英、长石、高岭土的提纯，高温耐火材料硅线石、红柱石、兰晶石的脱铁和除角闪石、云母、电气石、石榴石等有害杂质等等；

5、其它方面：弱磁性尾矿回收；氧化铝厂赤铁矿泥选铁；钢铁厂、发电厂的废水处理；清洗被催化剂污染了的化工原料等。2

性能特点它具有富集比大、对给矿料度、浓度和品们波动适应性强、工作可靠、操作维护方便等优点。

高梯度磁选机的磁系，采用优质铁氧体材料或与稀土磁钢复合而成，磁辊筒表面平均磁感应强度为100～600mT。根据用户需要，可提供顺流、半逆流、逆流型等多种不同表强的磁选。

高梯度磁选机工作过程中，对于每一组磁介质而言，冲洗精矿的方向与给矿方向相反，粗颗粒不必穿过磁介质堆便可冲洗出来，从而有效地防止了磁介质的堵塞；设置矿浆高频振动机构，驱动矿浆产生脉动流体力。

在脉动流体力的作用下，矿浆中的矿粒始终处于松散状态，可提高磁性精矿的质量；平环高梯度磁选机对给矿粒度要求比较严格，独特磁系结构及优化组合的磁介质，使磁选机给矿粒度上限达到2.0毫米，简化了现场分级作业，具有更为广泛的适应性；采用多梯度介质技术和液位稳定控制装置使铁精矿品位和回收率提高；转环转速及高频振动箱振动频率采用变频器无级调节；与国内同类产品比较其独特的设计有效地解决了转环的“步进”现象。

分类干式永磁高梯度强磁选机该机有内外两个永磁磁系，两磁系之间的分选间隙可以调节。工作时，经过叶轮分散的干燥物料随叶轮风力带人磁选机的分选空间，非磁性物随自身的轨迹抛落出去，磁性物吸附于钢板网介质上，随介质转动离开分选空间并在磁介质的振动下脱落。机械振动能提高物料分选精度，筒式可以避免物料的机械夹杂。该机用于钾长石除铁时。给料粒度为-0.045mm，经分选后含Fe2O3含量从0.27%降至0.18%，除铁效果明显。

振动高梯度强磁选机振动给矿和振动排矿的方式保持微细粒干粉物料的流动性，通过介质盒内的感应磁场将弱磁性物捕获并在上部排出，可以实现微细粒物料的干式连续分选。在对安徽某煤系高岭土除铁试验中，原料Fe2O3含量从0.73%降至0.5%，和湿选结果相当。

周期式高梯度磁选机结构

周期式高梯度磁选机的结构主要由铁铠装螺线管磁体、不锈钢毛介质、分选箱以及矿浆出口、入口阀门等部件组成。

1、螺线管由空心扁铜线或空心方向铜线绕制，用低电压高电流激磁，通水冷却，达到足够的场强。

2、铁铠和磁极头用纯铁制成，其作用是与螺线管构成闭合回路，磁力线完全封闭在方框铁壳内，提高管内腔的场强。由于该机常用于磁性弱、含量低、粒度细（5~10μm）的物料，矿浆一般在背景磁场1~2T下以慢速流通过介质。因此进出口矿浆管道直径小，管道可以穿过样极头，介质较长30~50cm。

3、分选箱用非导磁材料（不锈钢或铜）制成，上下分别有出浆和进浆口、箱（或筒）内安装放分选介质钢毛。该机背景场强可达16000kA/m（2×104Oe）。

分选过程

周期式高梯度磁选机工作时分给矿、漂洗和冲洗三个阶段。料浆（浓度一般为30%左右）由下部以相当慢的流速进入分选区，磁性颗粒被吸附在钢毛上，其余的料浆通过上部的排料阀排出。

经一定时间后停止给料（即钢毛达到了饱和吸附），打开冲洗阀，清水从下面给入并通过分选室钢毛，把夹杂在钢毛上的非磁性颗粒冲洗出去。然后切断直流电源，接通电压逐渐降低的交流电使钢毛退磁后，打开上部的冲洗水阀，给入高压冲洗水，吸附在钢毛上的磁性颗粒被冲洗干净，由下部排料阀排出。

完成上述一个过程称为一个工作周期。完成一个周期后即可开始下一周期的工作。整个机组的工作可以自动按程序进行。操作时完成一个周期需10~15分钟左右。

应用实例

从高岭土中脱除铁杂质（如赤铁矿颗粒）是该机应用的突出例子。美国生产的高岭土产品中很大一部分是经高梯度磁分离处理的产品。英国、西德、捷克和波兰等国的高岭土洗选厂也采用了这种磁分离新技术。美国佐治亚洲所有主要的粘土公司都采用这种周期式高梯度磁选机提高粘土的质量。3

磁场特性

高梯度磁选机的磁场常用背景磁场的强弱来表示，背景磁场是指未充填介质时的磁场，在铁壳螺线管磁体的背景磁场沿其轴线的磁场变化曲线中，螺线管磁体的背景磁场两端弱外，其余基本是均匀的。

钢毛在磁场中磁化后，产生的梯度与其磁化强度J成正比，与钢毛的半径成反比，一般在7000Gs(×10-4T)的磁场中，磁化强度逐渐接近于磁饱和。细钢毛的磁化强度约为1040kA/m(1300Oe)，此时达到了最高饱和磁化强度。因此，若以半径为10μm数量级的钢毛能够产生107Oe/cm(105T/m)磁场梯度。

螺线管线圈的高度等于分选箱的高度者称为“短线圈”，螺线管的高度比分选箱高50%~100%称为“长线圈”。相对短线圈而言，长线圈平均直径小些，所以长线圈与同匝数短线圈比，导线用量少，这就可以节约铜线降低能耗，大大地降低了成本。

连续式高梯度磁选机连续式高梯度磁选机是在周期式高梯度磁选机的基础上发展的，它的磁体结构和工作特点与周期式高梯度磁选机相近。设计连续式高梯度磁选机的主要目的在于捉高磁体的负载周期率，以适应细粒的固一固颗粒分选，主要应用于工业矿物、铁矿石和其他金属矿石的加工，固体废料的再生以及选煤等方面。

结构

连续式高梯度磁选机它主要由分选环、马鞍形螺线管线圈、铠装螺线管铁壳以及装有铁磁性介质的分选箱等部分组成。

1、分选环安装在一个中心轴上，由电动机经减速机而转动，根据选别需要确定其转数大小。环体由非磁性材料制成。分选环分成若干个分选室，分选室内装有耐蚀软磁聚磁介质（金属压延网或不锈钢毛）。分选环的直径、宽度、高度根据选别需要设计出不同的规格。

2、铠装螺线管磁体是区分其他湿式强磁选机的主要部分。为了在环式磁选机中产生均匀的磁场，磁体由两个分开的马鞍型线圈所组成，以便使装有介质的环体通过线圈转动。铁铠回路框架包围螺线管电磁体并作为磁极，马鞍型螺线管线圈一般可采用空心方型软紫铜管绕成，通以低电压大电流，通水内冷，使导线的电流密度提高数倍，以便在限定的空间范围内能满足设计的安匝数。

3、介质一般采用金属压延网或不锈导磁钢毛。理论研究指出，当一根圆断面钢毛的直径与磁性颗粒的直径相匹配时，即钢毛的直径是颗粒直径的2.69倍时，作用在钢毛附近颗粒上的磁力最大。因此，处理粗颗粒物料时应选择粗钢毛，细颗粒要选择细钢毛。介质的最大充填率随介质尺寸的减少而显著减小。合适的充填率要通过试验确定。

分选过程

矿浆由上导磁体的长孔中流到处在磁化区的分选室中，弱磁性颗粒被捕集到磁化了的聚磁介质上，非磁性颗粒随矿浆流通过介质的间隙流到分选室底部排出成为尾矿，捕集在聚磁介质上的弱磁性颗粒随分选环转动，被带到磁化区域的清洗段，进一步清洗掉非磁性颗粒，然后离开磁化区域，被捕集的弱磁性颗粒在冲洗水的作用下排出，成为精矿。

应用实例

目前已制造出各种中间规模和生产规模的连续式高梯度磁选机。一个机上可配置四个磁极头，每个磁极头生产能力高达200t/h，已被安装在瑞典的一个铁矿选矿厂进行工业试验。3