磁选试验分析(二)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:593
    操作步骤
    ①接通励磁直流电源和振动给矿器的低压交流电源,选分槽便处在不均匀磁场中,给矿器作纵向振动。选分槽内的矿粒所受磁场的磁力靠里边弱,靠外边强,磁性较强的矿粒受磁力作用流向外边强磁场区,非磁性或磁性较弱的矿粒由于重力作用流向分选槽里边。这样从分选槽流出的矿粒即为两种不同磁性的矿粒。
    ②用副样调整励磁电流强度、振动给矿器的电流强度(即振动强度)、电振分选槽的纵向坡度和横向坡度,使分选槽上矿砂分带明显。在磁场强度和振动强度大体确定之后,如有堵矿现象,应适当调大纵向坡度;磁性产品产率较大时,要适当调大横向坡度。
    ③调整好后切断电流,刷净分选槽和磁极头之后,再接通励磁电流和振动槽电源,并将正式试样装入给矿杯,进行分离操作。
    ④分离完毕后,切断电源,卸下振动分选槽,将粘附在上面的少量物料刷入磁性或非磁性的接矿杯中。
    ⑤最后将磁性产品和非磁性产品分别称重,计算它们的重量百分数。
   (5)交直流电磁分选仪该分选仪主要用于将强磁性矿物(如磁矿、铁矿、磁黄铁矿等)及弱磁性矿物(如赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿和黄铁矿等)磁化焙烧产品与弱磁性(或非磁性)矿物分离。同时能将两种以上的强磁性矿物组合进行分离提纯。对比磁化系数相近的细粒强磁性矿物,由于磁粘连作用,镜下挑选困难,故用一般直流磁选设备。也很难分选,但用交直流电磁分选仪能快速分离提纯。
    分选原理  将比磁化系数和矫顽力不同的磁性矿物放入具有一定场强(交变、交直流叠加)的磁场内,利用矿物在场内的磁性差异,产生不同的状态:吸引、排斥或以不同的速度向四周扩散运动,而达到分选矿物的目的。
    矿粒在交直流叠加磁场的情况见图5。在两种磁场作用下,由于推斥力作用时间的长短不同,因而使矿粒受到推斥力作用后向上运动的高度有了显著差别。纯交流磁场时,矿粒受到推斥力作用开始向上运动,当它还未来得及上升多高的距离,磁场已经反向了,迫不及待地把它拉回到给矿表面;交直流叠加磁场可以把矿粒推到较高的高度,才使它折回到给矿表面。矿粒的上升高度越大,它返回到给矿面肘产生的碰撞振动就越强烈。这种强烈振动有利于两种不同磁性矿物的分离,故可以解决某些难分选矿物的分离问题。



图1    矿粒在交直流叠加磁场的情况
1—交流线圈;2—直流线圈;3—矫顽力大的矿粒;4—矫顽力小的矿粒[next]

    设备构造  该仪器主要由分选盘、给料斗和磁极等几部分组成。
    ①分选盘  分选盘通过板弹簧等安装在与磁极端面处于平行位置的机体上,其振幅、上下位置和倾角均是可调的。
    ②给料斗  整个给料斗部分安装在分选盘上,与分选盘同时振动。给料量的大小可通过调节螺钉调节给料口的大小来控制。
    ③磁极部分  整个磁系是通过用两块等高支座安装在机体内部。磁系由一个“U”字形(或“山”字形)磁铁组成,铁芯上半部为交流线圈绕组,由220V交流电经一调压变压器输入。由于电压可连续调节,故在交流线圈绕组上便产生一个开路的、可变的交变磁场。铁芯下半部的绕组为直流绕组,经调压器调压的交流电流,再经整流后的直流电流输入,便在直流绕组上产生了一个开路的可变的直流磁场。适当调节激磁电流,就获得了所需要的交直流叠加复合磁场。
    试验时,首先将物料经筛分、除尘、烘干处理。有些物料需先在较大直流磁场中预磁,使其具有一定的剩磁感应强度,然后调节磁极端面与分选盘间的距离和角度,接通交直流激磁线圈电源,适当调节电压、电流大小,使磁极端面产生符合要求的叠加复合磁场(一般可调范围为0~0.09T)。调节给矿量大小,接通分选盘电源,使分选盘的振动调节到所需要的振幅,物料经多次分选即可达到所需要的纯度。
   (二)预先试验
    实验室一般采用磁性分析仪(或实验室型磁选机)做预先试验,它可用少量试样进行广泛的探索,以找出各种不同因素对磁选分离的影响,可加快整个试验进度。
    预先试验一般是对不同磨矿粒度及各种选别条件下的产品进行磁性分析,初步确定适宜的入选粒度、选别段数、大致的选别条件和可能达到的指标。
   (三)正式试验
    在预先试验的基础上,可用较多的试样在实验室型的磁选机上进行正式试验。磁选机的型式较多,故需根据预先试验的结果和有关的实践资料来进行选择。例如,强磁性矿物可用弱磁场磁选机,弱磁性矿物需用强磁场磁选机;粗粒的可进行干式磁选,细粒的需进行湿式磁选。
    磁选机选定后,可先用一小部分试样进行探索性试验,在试验过程中,根据分离的情况来调节各种影响因素,如给矿粒度、给矿速度、磁场强度及其它工艺条件,顺次地进行试验直到得出满意的选别结果为止。最后可用大量的试样用前面所找到的最适宜条件进行检查试验。检查试验的结果可作为最终的磁选试验指标。
    1.强磁性矿石的磁选试验
    主要根据矿物的嵌布粒度选择相应的磁选机,粗粒的采用干选离心筒式磁选机及磁滑轮。细粒的采用磁力脱水槽和湿式筒式磁选机。
   (1)干式磁选试验  一般在下述情况下需进行干式磁选试验:
    ①块矿干式磁选  目的是剔除在采矿时混入矿石中的围岩和夹石,它通常是磁选厂中的预选作业。[next]
    块矿干式磁选试验通常都是在工业型设备中进行,常用的是ф600*630mm的磁滑轮。一般进行:a.不同磁场强度试验,可参照类似厂矿生产技术条件;b.不同粒度试验,对贫磁铁矿进行选别时,通常筛分成75~12和12~0mm两级,如果75~12mm级别效果不好,则分析其原因,若是由于分级范围太宽,则应进一步分级入选;c.水份试验,当粒度为75~12mm时,矿石中含水量对选别指标影响不大,但选别12~0mm时,特别是矿泥。量较大时,水分的影响是显著的;d.不同处理量试验,该试验需大量矿样,在试验室难以进行,一般皆在现场进行工业试验。
    ②干磨干选试验  在缺水和寒冷地区,以及其他条件适宜的地区,可考虑建立干选磁选厂,为此需进行干式磁选试验。试验时要选择选别流程、设备参数和操作条件、确定可能达到的选别指标。
    目前干式弱磁选主要采用筒形干式磁选机。生产上,干选磁选厂通常采用无介质磨矿机干磨。由于在实验室条件下进行无介质磨矿试验非常困难,因而磨矿产品粒度组成将与今后生产实际情况不符,也无法据此确定今后的生产流程结构。因而试验的主要任务是确定适宜的磨矿粒度和可能达到的综合指标。
    试验中要找出适宜的设备参数和操作因素,主要是磁选机滚筒和磁轮的转速,以及磨矿粒度等。至于其他因素,有的(如水份)可根据经验得知,不必试验;有的(如给矿量及分级入选条件)则在实验室难以进行。
   (2)湿式磁选试验  试验的目的是为了确定合理的选别流程,包括分选段数及每一选别段所用之设备。分选段数是根据嵌布粒度及对精矿质量的要求而定。目前多数磁选厂的精矿品位高于62%Fe,如有特殊要求则精矿品位需按要求而定。
    ①磁力脱水槽  实验室一般采用ф350mm的小型磁力脱水槽。
    磁力脱水槽是一种构造简单而效果较好的设备。在磁力作用下细粒磁铁矿形成磁团絮,经上升水流的影响,磁性矿粒会与细粒脉石分离,达到富集作用。
    影响磁力脱水槽的主要工艺因素有:上升水流量、磁场强度及给矿速度。在条件允许的情况下还应进行上升水压大小试验。一般可以在尽可能高的磁场强度下进行试验,寻找最佳上升水流量、给矿速度及给矿浓度。上升水量的最大限度应能使较细的磁铁矿粒回收。
    磁力脱水槽用于处理磁选最终精矿,它不仅可以起浓缩作用,而且可使抉精矿品位提高。磁力脱水槽常用于阶段磨矿、阶段选别流程中作为第一段磨矿后的选别设备。第一段选别作业选用磁力脱水槽或是磁选机应进行对比试验,如溢流量显著地小于磁选机的尾矿量,或者尾矿中含有其它有用矿物时,不用脱水槽;当第一段磨矿后矿泥较多时,则应采用脱水槽。在第二段磨矿后的选别作业,一般情况下磨矿粒度均较细,此时在磁选前采用脱水槽,如能脱出细粒级产率大于20%(对作业),就有效地提高了下一段磁选机的分选效果。如个别情况下,磨矿粒度较粗,脱出尾矿量较少,则不采用脱水槽。
    ②湿式鼓式磁选机  一般进行如下条件试验。
    磨矿细度  磨矿细度是最重要的工艺参数,而且会涉及磁选流程的结构。它主要根据矿物的嵌布粒度特性而定。
    磁场强度  磁场强度主要是根据被选矿石的磁性而定,选别强磁性矿物一般为0.08~0.2T。磁场强度广般是指磁选机筒面平均磁场强度。
    补加水量  也是影响磁选的主要因素,主要根据磁铁矿的嵌布特性和原矿含泥量大小而定。
找到最佳综合工艺条件后应该进行三个平行试验,其中有两个试验结果很接近,才能说明最佳综合工艺条件是稳定可靠的。[next]
    ③预磁器和脱磁器  在实验室进行连续试验时,对于焙烧矿的磁选,常在磁力脱水槽前加预磁器,以加强细粒矿物的磁团聚作用,提高分选效果。对于焙烧矿及天然磁铁矿采用阶段磨矿、阶段选别流程时,在第一段磁选后,需设置脱磁器以破坏磁性矿物的磁团聚作用,避免影响第二段分级作业。预磁器的磁场强度应大于0.04T,矿浆经过预磁器的时间应大于0.2s。脱磁器的最大磁场强度,对天然磁铁矿约为0.05T,焙烧磁铁矿应为0.085T以上,混合磁铁矿应在0.065T以上,经过大约12个交变周期,脱磁时间应大于0.24s。
    脱磁效果的简单检查方法,可将同一矿样分成两种,即未磁化的及磁化后脱磁的,然后将二种矿样分别进行沉降试验,如脱磁的与未磁化的矿粒沉降时间相同(达到水已澄清),则脱磁效率为100%,即脱磁效率:

                                           T 
                                       η= ——  . 100% 
                                           T0
式中  T0----未磁化矿样的沉降时间,s;
      T----磁化后脱磁矿样的沉降时间,s;
    2. 弱磁性矿石的磁选试验
    目前,选分有色属矿石应用干式强磁场盘式磁选机或辊式磁选机。这些磁选机尽管它们的工作情况良好,均不适用于选分粒度细的矿。自1965年以来,在研究适宜于处理细粒弱磁性矿石的湿式强磁选机方面有了很大的进展,如琼斯湿式强磁选机、高梯度湿式强磁选机、SQC-2770型湿式强磁选机、ф1500双立环湿式强磁选机等。随着低温物理和超导技术的发展以及能源的日趋紧张,超导磁选机也得到了较快的发展。优越于重液法的磁流体静力分选机的研究取得了一些成果,特别是高梯度(HG)原理与磁流体静力分选法(MHS)结合,使磁流体静力分选法向大规模工业应用开创一个有效途径。
    试验内容包括:根据矿石性质的不同确定适宜的设备结构参数和操作条件,如磁场强度、介质型式、磁选机转数、给矿量、给矿浓度、给矿粒度、精矿区和尾矿区的冲洗水量、水压等。
    下面以转环型强磁选机、电磁盘式强磁选机、罐形高梯度磁选机和磁流体静力分选机为例,介绍弱磁性矿石的磁选试验技术。
   (1)转环型湿式强磁选机  Shp-1型强磁选机属转环类型的强磁选机,它是矿冶所自己设计制造的仿琼斯型强磁选机,可进行半工业和工业试验。
    ①设备构造  如图2所示,整个磁选机的机体由一钢制的框架组成,在框架上装有两个“U”字形磁轭,在磁轭的水平部位上安装四组励磁线圈,最大激磁电流为1500A,磁场强度可达1.7T。线圈的外部有密封保护壳(风筒),用风机进行冷却。在两个“U”字形磁轭之间,装有上、下两个转盘,转盘直径为1000mm),转盘起铁芯作用,与磁轭构成矩形磁路,转盘和分选箱(17个,规格为80*130mm),每箱齿板为单面两块、双面七块)。由安装于顶部的马达通过皮带、行星摆线针轮减速装置和中心传动轴带动,在“U”字形磁极间旋转。由于其分选环(转速为3~5r/min )直接固定于转盘周边,与磁极之间减少了一道空气隙,因而有利于减少空气磁阻,提高磁场强度。此台磁选机的磁极头(两对磁极、每盘一对)比较宽,齿板介质的高度较高,保证了足够的分选时间,有利于提高分选指标;由于极头较宽,在保证足够分选时间的前提下,转盘可采用较大的转速。同时有4个给矿点,高浓度给矿,这些因素使磁选机具有较大的处理能力(处理量10~15t/h)。此外,采用齿板作为聚磁介质,在磁场中性区用高压水冲洗精矿。在生产中严格控制给矿粒度上限(入选矿石粒度为-1mm)和强磁性矿物含量,防止分选间隙堵塞。[next]



图2     Shp-1型强磁选机示意图
1—磁轭;2—分选箱;3—线圈;4—转盘;5—传动机构;
6—给矿;7一排矿;8—中矿冲洗区;9—精矿冲洗区;10—精矿;
11—中矿;12 —尾矿;13—给矿

    ②试验内容  试验前为了防止分选间隙堵塞,必须事先排除强磁性物质、木屑和杂物等。强磁性物质采用弱磁场磁选机分离,木屑和杂物可采用筛分等方法排除。给矿粒度必须严格控制在-1mm。
Shp-1型强磁选机可调节的设备参数有激磁电流、转速等。需要考查的操作因素有给矿粒度、给矿浓度、给矿量、各个产品冲洗水量等。
    给矿粒度  给矿粒度直接影响湿式强磁选机的选别效果。一般对细泥的回收情况不大好,因而可考虑磁选前脱泥,粒度下限通常为20~10μm。为了确定磁选给矿粒度(或磨矿粒度),可选粒度下限,磁选前脱泥的必要性等,需对磁选机的给矿、精矿、尾矿等取样进行粒度分析和化学分析。给矿粒度的确定应当是在满足选分指标的条件下尽可能粗磨,这既节省磨矿费用,同时也减少了细泥部分的损失。
    给矿浓度  一般变动在20~50%之间。提高给矿浓度可增加磁选机的处理量和精矿回收率,但需注意保证精矿质量。[next]
    给矿量  视给料性质、磁选机类型和大小而定,Shp-1型湿式强磁选机给矿流量变动在1~3L/s之间,在保证精矿质量的前提下,以得到较高的回收率,同时满足处理量的要求为宜。
    激磁电流  通过改变激磁电流的大小灵活地调整磁选机的磁场强度,一般变动在900~1500A之间(磁场强度变化范围为1.25~1.5T)。
    转速  一般变动在3~5r/min之间。转速的升高有利于提高精矿回收率。
    冲洗水量  精矿冲洗水量以冲洗干净全部磁性产品为宜。中矿冲洗水一般变动在0~800mL/s之间,中矿冲洗水量过大,会将一些磁性产品冲下;冲洗水量过小,将会使磁性产物中央杂非磁性产物冲不下去,使精矿品位降低,因此必须找到适宜的中矿冲洗水量。
    ③试验程序  将已准备好的矿样按一定浓度装入调浆桶,调整磁选机所需激磁电流、磁场区冲水量和精矿区冲水量。磁场区冲洗水由恒压水箱供给压力水。调整好磁选试验的参数后即可进行试验,按接矿槽不同位置和次序接取不同产品,据不同产品的分析品位划分精矿和尾矿。
   (2)电磁盘式强磁选机
    ①设备构造  电磁盘式强磁选机有单盘、双盘和三盘三种。实验室通常用双盘,一般适宜于粗中粒的干式强磁选。三种盘式磁选机的选别原理和结构基本上是相同的。该磁选机一般由“山”字形磁极和磁极上方可转动的圆盘组成闭合磁系。在此两极之间有弹簧振动槽,振动槽与圆盘的距离可调节,以满足给矿粒度不同的要求。圆盘与振动槽之间的工作间隙依次递减,而磁场强度和磁场梯度依次递增,实现选出磁性不同的产物的目的。此机工作时,将矿物由给料斗均匀地给到给料滚筒(内装弱磁场磁系)上,此时强磁性矿物被吸在滚筒表面上随滚筒转动而被带离磁场,而弱磁性矿物由振动槽送到圆盘下面分选区,同时被吸在圆盘齿极上,并随圆盘转到振动槽之外,落到槽两侧磁性产品接料斗中,非磁性矿物经振动槽末端卸入非磁性接料斗中。
    ②试验条件  此机的调节因素一般为给矿层厚度、磁场强度和工作间隙、以及振动槽的振幅和振次(或给矿带速度)等。
    给矿层厚度  与被处理矿物的粒度、磁性强弱及磁性矿物含量有关。一般情况下,细粒级的给矿层厚度可达给矿最大粒度的10倍,粗粒级的给矿层厚度只能在给矿最大粒度的1.5倍以内。如果给矿层过厚,则位于最下层的磁性矿粒不仅所受的磁力较小,而且还受到层非磁性矿粒的压力,不能被吸起,因而进入尾矿,降低磁性矿粒在精矿中的回收率。适宜的给矿层厚度应由实践确定。
    分选区磁场强度  通过变更电流的大小来调节。磁场强度决定于被选矿石的磁性和作业的要求,一般粗选和扫选要求磁场强度高些,以保证回收率,故电流要调大;精选时,要求提高精矿品位,磁场强度应低些,故电流应调小。一般选别黑钨矿的磁场强度为0.5-0.8T。
    工作间隙  在电流一定时,工作间隙的变化使磁场强度和磁场梯度同时发生变化。间隙变小,在齿距不太大的情况下,磁场强度和磁场梯度急剧增加,因而矿粒所受的磁力增大;间隙变大,则磁力急剧下降。一般处理粗矿粒时,工作间隙要大些;处理细矿粒时,工作间隙可小些。扫选时要把间隙调小,以提高回收率;精选时,间隙可调大些,以提高精矿质量。
    振动槽的振动速度  一般精选时,物料中的单体矿物多,它们的磁性较强,振动槽的振动速度可以高些;扫选时,物料中含连生体较多,而连生体的磁性又较弱,为了提高回收率,振动槽的速度应低些。处理细粒物料,振动槽的频率应稍高些(有利于松散矿粒)振幅小些;而处理粗粒物料,频率应稍低些,振幅应大些。
给料粒度一般为-3mm,试验时要求事先进行筛分分级,筛分级别愈多,选分指标愈高,当然过多也是不必要的,同时也不经济。
    给料必须干燥,否则矿粒互相粘着,影响分选指标。如所用试料为重选粗精矿,是湿矿,就要事先干燥。干燥时避免用高温烘烤。在风干和保存过程中均必须细心,不能在潮湿的条件下长期保存,以免矿石性质发生变化而影响试验的精确性。同时,如粗精矿中伴生有多种金属矿物,在磁选前需根据具体情况用其它方法分别加以回收。[next]
    ③流程试验  流程试验的目的为确定合理的选别段数和各段的磨矿细度,精、扫选次数和各作业应采用的设备等。有关选别流程方案的一些原则问题在预先试验中应初步确定,此处只是再一次加以肯定,并对流程的内部结构作更进一步的详细探讨。
    如矿石为粗粒嵌布或粗细不均嵌布,则可能采用干式磁选或干、湿结合的联合流程,干式磁选部分需分级入选。
    对于我国最常见的细粒嵌布贫磁铁矿型矿石的流程试验需研究如下问题。
    a.究竟需要采用几段选别流程老的流程大多是采用两段选别,因为矿石多为条带状构造,有用矿物嵌布粒度细,应该在粗磨条件下丢弃部分尾矿,减轻二次磨矿负荷,粗精矿再磨再选。目前国家要求高炉要炼精料,为了获得优质精矿,需增加选别段数,即采用三段或多段选别,还可考虑增设磁选精矿反浮选作业。也可应用细筛和磨矿组成再磨系统,筛上产品送去再磨,筛下产品送去多段磁选。生产实践表明,细筛是降低精矿中含硅量,提高生产能力的有效方法之一。
    b.精选次数对单一铁矿石而言,一般没有必要多次精选,因而不一定进行精选次数的对比试验。对于含有其他伴生有用成分的铁矿石,多次精选有可能改善精矿质量。
    c.脱水槽的应用一般设在一段和两段磨矿后作为分选设备,排除部分细粒尾矿和矿泥;设在磁选机后起浓缩和提高精矿品位的作用,但均须通过试验才能确定。若分离伴生重矿物(如钛铁矿),即不起作用。
    d.中矿处理关于细粒和微粒嵌布磁铁矿和红铁矿以及伴生多种金属的混合铁矿石的选别流程问题,一般采用多种方法(磁选、重选、浮选、冶金等)组合的联合梳程处理。在试验中须进行多种流程方案对比(一般在选别前须增加脱泥作业,对于磁-赤或赤-磁混合矿石,必须事先用弱磁场磁选机选别),选择较优方案为设计提供依据。
   (3)罐形高梯度磁选机由于这种设备用途不同,故构造也稍有不同,但主要用于加工磁性成分含量少的物料,如非磁性原料(高岭土耐火粘土和玻璃砂等)的除铁、废水过滤等。
    ①设备构造  如图3所示,罐形高梯度磁选机由磁体、介质罐和分选介质等组成。磁体包括螺线线圈、磁轭。线圈通常用空心方管绕制,用低电压高电流激磁、水内冷散热,以便达到足够高的场强。磁轭用纯铁制成,其作用是与螺线管构成闭合磁回路,消除磁通散射,提高螺线管内腔的磁场强度。分选罐用非导磁材料(不锈钢或铜)制成,下有进浆口,上有出浆口,筒体便于安装磁轭和分选介质。分选介质的作用是产生磁场梯度和吸引磁性矿粒,常用的介质是导磁不锈钢绒毛和钢板网。



图3     罐形高梯度磁选机
1—磁轭;2—介质罐;3—线圈;4—给料;5—电源;6—磁化介质元件;
7—磁化介质元件之间的磁场特性;8—磁化颗粒[next]

    ②试验内容  试验装置采用周期式的,实行间断作业。磁选过程分三个阶段,即给矿、磁性产品净化清洗、冲下磁性产品。具体试验内容如下:
    矿浆流速  为了提高高梯度磁选机的处理量和降低精矿中杂质含量,矿浆流速是重要因素之一,一般在最高场强下确定适宜的矿浆流速。
    给矿量  给矿量大小直接影响矿浆流速和精矿质量。给矿量增加,磁介质吸附磁性产物增多,磁介质间间隙减少,流体阻力增加,矿浆流速将会有所降低。当浓度较小时,给矿量增加,给矿体积随之增加,由于矿浆本身具有冲洗作用,因而对机械夹杂的非磁性矿粒的清洗作用加强,有利于提高精矿质量。
    给矿浓度  给矿浓度增加,磁性矿粒与磁介质的碰撞几率增加,回收率有所提高,但对精矿质量有一定影响。浓度过低处理量降低。一般介于5~15%。
    磁场强度  场强增高,精矿质量降低,回收率开始增加较快,因此时磁介质未达磁饱和,磁力按场强的平方增加。当场强大到一定时,磁介质已磁化到饱和,磁力仅按场强的一次方增加,所以回收率增加缓慢。背景场强一般介于0.2~2T。
    磁介质充填率  磁介质充填率直接影响到它周围场强的大小及分布,同时也影响到流体的阻力。当介质充填率增加时,周围场强增大,磁场梯度显著增加,回收率开始增加较快,此时由于磁介质间间隙减小,流体阻力增加,这样便引起较多的机械夹杂,使精矿质量降低。若充填率过低,则磁介质周围场强降低,磁捕集点减少,因而回收率将明显降低。磁介质充填率一般介于5~10%。
    分选腔高度  分选腔高度不同,在相同的激磁电流下,场强不同。由于充填的磁介质层较高,对矿粒的阻挡作用增强,使非磁性矿粒的机械夹杂增加,导致精矿质量下降。
   (4)磁流体静力分选机磁流体技术在各个工业部门的应用日趋广泛,如用于密封、润滑、能量转换、油水分离、快速印刷、环境保护、金属分离、矿物分选以及医学等方面。在选矿技术中,不仅成功地用于提纯金刚石,而且在选别矿、铁矿、矿、稀有金属、贵金属以及从炉渣中回收有色金属等方面也有明显的效果。
①设备构造磁流体静力分选设备的结构比较简单,主要由磁系、给料槽、分选槽、分离板、排矿等部分组成(见图4a、b)。磁系由铁芯、线圈和磁极构成。磁路为矩形闭合磁回路,铁芯用工程纯铁制成。分选槽用有机玻璃制成,形状根据磁极头确定,其大小决定于处理能力,分选带长度一般为40cm,上端有振动给矿器。为了分层提取不同比重物料,靠调节杆上下调节分离板,经槽体下部排料,分别得到轻重产品。


图4    磁流体分选机
1—给料槽;2—磁流体;3—铁芯;4—线圈;5—分选槽;
6—搅拌槽;7—振动给料器;8、9—排料装置;10—矿粒[next]

    ②试验内容  主要包括工作液体、磁场强度、分离板的位置、分选槽倾斜角和给矿速度等。
    工作液体  根据分选物料和顺磁性盐性质(磁化系数、密度和粘度)正确选择顺磁性盐的种类和浓度。在选矿中可以采用30多种铁、锰、盐的水溶液如MnCl2·4H2O、MnBr2、Mn(NO3)2、FeSO4、CoSO4、NiSO4等。由于顺磁性盐溶液磁化系数比较低,为了提高分选密度,就得大大增高磁场强度,从而使磁流体静力分选机复杂化。否则就得降低分选密度,影响磁流体静力分选的应用。因此,许多研究工作者采用铁磁性物质制备的磁流体为工作液体。
    磁场强度  一般1~2T。磁场强度影响磁场空间中磁流体的视在密度,即可调节磁浮力大小。在磁浮力作用下,矿粒主要按比重分层,用适当方法可得到不同比重的产品。
    分离板位置  为了分层提取不同比重物料,分离板的位置可根据需要进行调节。
    分选槽倾斜角  倾斜角大小关系到悬浮矿粒向卸料端移动的速度,如倾斜角小、流速小、分选时间长,分选精度高,但分选机效率低。反之将使分选精度降低。倾斜角一般介于0~10°,物料粒度较粗时,倾斜角可小些,物料粒度较细时,倾斜角可大些。
    给矿量  给矿量不宜过多,因为给矿量过多会导致矿粒群相互挤压,分层不好。给矿量过小又使处理能力下降,适宜的给矿量应是在不影响分层效果的前提下保持较大而稳定的给矿量。
    经预先强磁选的物料进入分选区后,矿粒将按比重依次从不同的排料口排出。分选过程是连续进行的。
   (四)磁选机磁场强度的测量
    磁选机的磁场强度对磁选的工艺指标有很大的影响,因此,应定期检查磁选机的磁场强度是否合乎要求。目前常用高斯计测量磁场强度。
    1.高斯计测量原理高斯计的测量原理墓于霍尔效应。它将测量的霍尔电压放大并转换成高斯数。如图5所示,当高斯计探头中的半导体薄片通入电流IH,并在其薄片的垂直方向施加磁场B时,由电流和磁场方向构成的平面的垂直方向出现有电压,这种现象称霍尔效应,出现的电压称霍尔电压。霍尔电压VH与电流强度IH和磁场B成正比,即:



图5     霍尔效应示意图

                                        VH = KHIHB         
式中  VH——霍尔电压,V;
      IH——高斯计的工作电流,A;
      B——磁场中测点的磁通密度,T(1T=104Gs);
      KH——与霍尔元件的形状和尺寸有关,元件的尺寸确定,KH为常数。
    由于高斯计的工作电流IH也是常数,因而霍尔电压VH只与探头所在点的磁场B有关。高斯计将VH放大并直接转换成高斯数,测量时可直接读出高斯数或特斯拉数。
    2.高斯计的性能与使用  CT3高斯计用于测量恒定磁场和交变磁场,CT5高斯计只用于测量恒定磁场,两者均能辨识磁极的极性,有效量程为0~1T,参考量程为1~2.5T,可分辨2*10-5T的磁场。其主要优点是测量灵敏度和精确度高;测量时,不需将探头在磁场中切割磁力线,或是交替接通与切断磁场激磁电源。具体使用方法和注意事项需参阅仪器说明书。

标签: 磁选
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