永磁滚筒式磁选机的分析和设计

  摘要： 磁选主要是在不均匀的磁场中采用矿物间的磁性差异对 各种矿物进行分离的一种选矿方式。磁选在当前的黑色金属矿石的 类别选择中大范围的应用，同时对有色和稀有金属矿石的精选，重介质 选矿中介质的回收，从非金属矿物原料中除去含铁杂质，排出铁物 保护破碎机和别的设备，从冶炼产生的钢渣中回收废钢以及从生产 和生活垃圾污水中除去污染物等。磁选机主要使用在在冶金及其它行业， 也能够作为回收重介质设备。因为筒式磁选机在运行中稳定可靠， 并且其运行成本低，所以，其很有重要的作用。本文主要就对 永磁滚筒式磁选机的分析和设计进行探讨。 关键词：永磁滚筒式；磁选机；设计 1 永磁滚筒式磁选机工作原理 磁选的实质：即磁选是利用磁力和机械力对不同磁性矿粒的不 同作用而实现的。 磁选机主要由磁系、滚筒、槽体、机架、传动装置等五部分组 成。磁系在滚筒内轴上呈下垂位置、通过轴两端支承固定在机架下。 滚筒可单独转动，电机通过减速机、链条、链轮带动滚筒转动。槽 体与筒体全部安装在架子上，筒体中心与槽体半径圆心重合，筒体 中心可进行水平方向和垂直方向调整。当来料进入给料箱后，将大 块物料过滤并均匀地分配来料。通过磁滚筒工作场时将介质颗粒吸 在滚筒表面，由连续转动的滚筒运输到精矿排料口脱料。尾矿由液 流口和两个调控口组成，进入机内的大颗粒非磁性物流入调控口后， 定期排出，其它液体尾矿经液流口排出。 、磁选机的磁系将采用新型 永磁磁路，漏磁少，磁场强度高，作用深度大，不易退磁。槽体采 用筒型结构，功能多，解决能力大，回收率高，运行平稳可靠，操 作维护简便，耗能低。 磁选机与选煤设备配套数量：最小选煤厂至少也要两台，120 万吨选煤厂，配四台 3100mm 磁选机比较适宜；也可结合实际需 要配置。 2 磁选机使用的磁性材料及其特性 2.1 铁氧体永磁材料特性 铁氧体永磁是金属氧化物的陶瓷材料，结晶结构属于磁铅石型 的单轴六角品系。铁氧体永磁材料的优点是具有相当高的矫顽力， 故适于退磁场较大的条件下使用。铁氧体的电阻率比金属磁性材料 高得多，所以在高频下也可使用。它最大磁能积虽不大，但最大回 复磁能积却很大，因此也适于做动态条件下的永磁体。铁氧体的另 一个特点是退磁曲线的很大一部分接近直线，工作稳定。直线部分 的斜率接近于回复磁导率。此外铁牡体比重较小 (4~5.2g/cm3)，原材 料价格低，制造工艺简单。采用铁氧体材料成本及重量都低。铁 氧休的居里温度为 450℃，其机械强度和刚度较大，可直接压制成 型，必要时也可磨削加工。 2.2 钕铁硼永磁材料特性 随着我们国家磁材料行业的发展，新型磁性材料有了长足的进步， 其中，钕铁硼磁性材料具备磁力强，性价比高等优点，因而获得了 广泛地应用。应用新型钕铁硼磁系不仅磁力强，磁场作用深度大， 磁场特性合理，重量轻和便于组装，而且使永磁大块磁选机的工艺 指标得到一定的改善，抛废品味和磁性铁回收率达到较高水准。若用户 为减少设备投资，选用铁氧体磁系，选别指标必然下降。 3 磁选机的磁系结构参数 3.1 磁系的极面宽和极隙宽的比值 极面宽和极隙宽的比值对磁场特性有很大的影响。在磁选分离 过程中，一般要求磁性矿粒在随运输装置 ( 如圆筒、皮带 ) 移动的过 程中受到较均匀的磁力，以保证运输装置顺利搬运出磁性产品和防 止磁性矿粒脱落。 3.2 磁系的极距 磁选机磁系的重量和磁系的极距有关，极距愈小，磁系重量愈 轻。由于这种理由，似乎磁选机采用小极距磁系是合理的。可是，极 距小，离开磁极表面的磁场强度下降过快，而在选分大块矿石时，一 部分矿石将处在磁场强度过低的区域，矿石会损失到非磁性产品中去。 磁系的高度：永磁磁选机磁系的高度对磁选机的磁极表面的平均磁场 强度有一定影响。磁系中磁极组的截面积一定时，随着磁极组高度的 增大，磁极组表面的平均磁场强度增高，但当磁极组的高度增大到一 定值时，磁极组表面的平均磁场强度增加的幅度就减小。 3.3 磁系的宽度 磁选机磁系的宽度是指磁系沿圆筒轴向方向的长度。磁系宽度不 同，磁场强度沿轴向方向的变化也不同。磁系宽度增大后，磁极上方 各点的磁场强度均有增加，因为漏磁减小。宽度小的磁系，越靠近磁 系边缘，磁场强度越低，下降幅度很大，而宽度大的磁系，在很大范 围内磁场是均匀的。宽的磁系在圆筒轴向方向上的磁场分布具有中间 段高两端低的特性。这是因为磁系两端有磁通散放，这种特性和磁通 散放的存在，设计磁选机的给矿口和排矿口宽度时应加以考虑。磁系 宽度决定着给矿宽度，因而也就决定着磁选机的解决能力。增加磁系 宽度必然要增加筒长，来提升磁选机的解决能力。 3.4 磁系的半径 磁选机磁系半径的大小对磁选机单位筒长的解决能力有很大的 影响。随着磁系半径的加大 ( 即筒径加大 )，选别工作区相应的加长， 在磁系内可安排更多的磁极，对提高精矿品味和回收率都起到一定的帮助。 磁系半径加大的结果，不仅磁极的平均磁场强度有所提高，而且选 别工作区高度也有所增加。它们之间的关系是非线性的。磁系半径 在某一范围内增大时，磁选机解决能力的提高幅度很显著，继续增 大时，提高幅度就不明显。 3.5 磁系的包角 干选块状矿石用的磁滑轮磁系包角多为 360°，筒式磁选机为 90°~180°( 选出非磁性尾矿时，采用小的磁系包角，而选出磁性精矿 时，采用大的磁系包角 )。干选细粒矿石用的筒式磁选机的磁系包角 为 (2/3~3/4)×360°( 同心圆缺磁系 ) 和 360°( 同心磁系或偏心磁系 )。 湿式筒式磁选机的磁系包角一般为 106°~128°。 结语 本文从磁路特性和机械特性入手，采用均匀布置钕铁硼磁体方 式，使磁场在磁极中线处下降幅度明显减小。通过理论计算确定磁 极高度。在磁极间隙中间加入辅助磁极，使磁场在磁极间隙处下降 幅度明显减小，进而使整个磁选机表面磁场接近均匀。 参考文献 : [1] 魏红港， 史佩伟， 冉红想， 王芝伟 . 永磁筒式磁选机开放式磁场特 性的分析 [J]. 有色金属 ( 选矿部分 )， 2011， S1： 146-149. [2] 陈文峰 . 永磁筒式磁选机的磁场分析及其计算机辅助设计 [D]. 重 庆师范大学， 2011.