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磁选与电选一、磁选的基本原理
磁选是在不均匀磁场中,利用各矿物间磁性差异而使不同矿物实现分离的选矿方法 。多用于黑色金属矿石的选别和有色、稀有金属矿石的精选 。非金属矿的磁选,即是从非金属矿物原料中除去含铁等磁性杂质,而达到非金属矿物提纯的目的 。
矿石进入磁选设备的分选区后,矿物颗粒受到磁力和机械力 ( 包括重力、离心力、水流动力等) 的联合作用,磁性不同的矿粒受到不同的磁力作用 。磁性较强的矿粒,在不均匀磁场作用下磁化,由于作用在各矿物颗粒上的磁力和机械力的合力不同,从而实现了磁性强的矿物和磁性弱的矿物 ( 无磁性矿物) 的磁选分离 。
矿物的磁性是矿物质本身所具有的基本属性,是磁选的依据 。自然界中各种矿物的磁性分为三类: 顺磁性、逆磁性、铁磁性 ( 亚铁磁性、反铁磁性)。顺磁性矿物在磁场中呈微弱的磁性,代表矿物: 金红石、黑钨矿、角闪石、绿泥石、橄榄石、石榴子石、辉石等 。逆磁性矿物在磁场中也呈微弱的磁性,代表矿物: 方铅矿、金刚石、石膏、萤石、刚玉、高岭土、煤、石英、长石 。铁磁性矿物在磁场中呈强磁性,代表矿物: 磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿等 。
矿物的磁场多以其比磁化系数的大小来表示,可分为三类,见表 2 -8 。
表 2 -8 矿物磁性及分类
二、磁选设备
磁选设备的结构多种多样,其分类方法也比较多 。如按磁感应强度有弱磁场和强磁场之分; 按磁源可分永磁和电磁两类; 按作业方式分为干式和湿式; 按分选机形状有带式、筒式、辊式、环式等; 按给料粒度分为粗粒和细粒磁选设备 。
在磁选设备的选择过程中,要依据矿物磁性及给料粒度选择,金属矿本身的磁选还要考虑磁性物的含量等 。非金属矿本身多为非磁性矿物,但常含有一定的磁性矿物或弱磁性矿物组分 。故高梯度磁选机应用较多 。
( 一) 弱磁场磁选机
弱磁场磁选机主要用于强磁性铁矿石的分选 。与非金属矿石分选有关的是磁辊筒和永磁圆筒式磁选机 。前者用于干式分选大块和粗粒矿石,后者用于湿式分选细粒矿石 。
1. 磁辊筒 ( 磁滑轮)
其结构见图 2 -23 。它是由不锈钢或铜、铝等不导磁材料做成的辊筒 。里面装配有圆周磁系 。磁极极性沿轴向 N、S 交替,沿圆周方向不变 。磁系固定在轴上 。其磁系由永磁磁块嵌合而成 。其结构简单,可直接安装在皮带运输机的头部,也可以配置成单独的干式磁选机 。
矿石均匀地给到胶带上,当矿石经过磁辊筒时,非磁性或磁性很弱的块矿在离心力和重力作用下脱离胶带面,抛入非磁性矿中,磁性强的矿块受磁力作用被吸在胶带上,随胶带一起运动,至辊筒下部胶带离开辊筒伸直时,由于磁场强度减小而掉入磁性产品槽中 。磁选过程见图 2 -23 ( b)。
图 2 -23 永磁磁力辊筒结构示意图 ( a) 及磁选过程示意图 ( b)
磁辊筒多用于块矿磁选,给矿粒度为 75 ~ 10mm,大块磁力滚筒给矿粒度可达300mm,是一初步富集设备,可获得尚需进一步处理的粗精矿和最终尾矿,也可以用于除铁等 。
2. 永磁圆筒式磁选机
永磁圆筒式磁选机是一种应用较广泛的湿式弱磁场磁选设备 。主要由磁系、圆筒、分选槽、传动装置以及给料、排料和溢流装置组成 。该磁选机有三种槽体结构形式: 顺流式( S) 、逆流式 ( N) 和半逆流式 。半逆流式应用较多 。其磁系由 3 ~ 5 个铁氧体磁块和导磁板组成的磁极构成,固定在圆筒轴上,工作时不旋转 。磁极极性沿圆周方向交变,沿轴向不变,磁系包角为 106° ~117° 。磁系偏向精矿排矿端,磁系偏角 ( 磁系中线与垂直直线的夹角) 为 15° ~20° 。半逆流式 ( CTB,见图 2 -24) 为矿浆从槽体的下方给到圆筒的下部,非磁性产品移动方向和圆筒的旋转方向相同 。顺流式 ( CTS) 为给矿方向和圆筒的旋转方向或磁性产品的移动方向一致 。逆流式 ( CTN) 为给矿方向和圆筒旋转方向或磁性产品的移动方向相反 。
工作原理及过程: 矿浆给入分选区时,在吹散水的作用下,呈松散悬浮状态,由于矿物比磁化系数不同,在磁场力作用下,强磁性矿物被吸附在圆筒表面上,并随圆筒旋转,在旋转过程中,由于磁极的极性交变,产生磁搅动作用,使夹杂在磁团或磁链中的脉石被清洗出来,而提高磁性产物的品位,磁性矿粒随圆筒转至磁系外区后,在冲洗水的冲洗作用下掉入精矿斗中 。非磁性 ( 弱磁性) 矿物在箱内矿浆流的作用下,从底板上的尾矿孔流入尾矿管中,实现分离 。
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