干式磁重分選機的研發(fā)與應(yīng)用

張擎宇 張憲偉

(遼寧五寰科技發(fā)展有限公司)

干式磁重分選機的研發(fā)與應(yīng)用

張擎宇 張憲偉

(遼寧五寰科技發(fā)展有限公司)

干式磁重分選機是遼寧五寰科技發(fā)展有限公司研制的1種新型磁鐵礦石干式預(yù)選設(shè)備，詳述了該設(shè)備的工作原理和主要性能特點，并對其在河北承德某選礦廠的應(yīng)用情況進行了介紹。實踐表明，該設(shè)備是一種處理能力大、回收率高、占地面積小、易維修更換的干式預(yù)選設(shè)備，CZX-500型干式磁重分選機處理能力可達500 t/h以上，拋尾產(chǎn)率達30%左右，尾礦磁性鐵含量可控制在0.7%左右，與原工藝設(shè)備相比，噸鐵精粉生產(chǎn)成本可降低約30元。

干式磁重分選機 磁力滾筒 筒式干選機 水平磁系

貧、細、雜是我國鐵礦石的主要特點，為了降低選礦成本，大部分選礦廠均通過干式預(yù)選作業(yè)來提高鐵礦石的入磨品位、減少入磨量，以降低后續(xù)磨選作業(yè)成本。在現(xiàn)階段全行業(yè)不景氣的情況下，通過預(yù)先干拋來降低選礦成本是當(dāng)前每個選礦廠必須考慮并高度重視的課題。

在傳統(tǒng)工藝中，鐵礦石的預(yù)先干拋設(shè)備主要為磁力滾筒和筒式干選機，在生產(chǎn)實踐過程中，這2種設(shè)備都各自存在著明顯的優(yōu)缺點：磁力滾筒處理量大，但拋尾量少、磁性鐵損失率較高；筒式干選機在這2方面雖然有所改觀，但其處理能力仍不高[1]。

針對磁鐵礦干式預(yù)選技術(shù)的現(xiàn)狀，遼寧五寰科技發(fā)展有限公司于2013年以河北承德某選礦廠改造為契機，成功研制出了一種利用磁場力和重力聯(lián)合選礦的干式磁重分選機。從現(xiàn)場的6臺磁選機的運行情況看，分選效果理想，最大處理量可達到500 t/h、拋尾產(chǎn)率高達30%以上、尾礦磁性鐵含量可控制在0.9%以下[2]。

1 干式磁重分選機的工作原理

圖1為干式磁重分選機分選原理示意圖。干式磁重分選機主要由布料系統(tǒng)、兩層環(huán)形膠帶和分料機構(gòu)組成。布料系統(tǒng)主要起布料和保護設(shè)備的作用，上層膠帶為本機的主選膠帶，在其環(huán)形膠帶內(nèi)部設(shè)有水平磁系；下層膠帶為輸送膠帶并有輔助選礦功能，其傳動滾筒為磁力滾筒。布料系統(tǒng)將物料均勻分布在下層膠帶表面，在由下層膠帶運至分料機構(gòu)過程中，磁性物料在水平磁系磁場力的作用下被吸附到上層膠帶上，并隨上層膠帶運行至精礦口A，而下層膠帶上的非磁性物料則在重力作用下停留在下層膠帶表面，并隨著下層膠帶運行至磁力滾筒位置，未被水平磁系吸走的少量磁性物料則在傳動滾筒磁場力作用下落入精礦口C，非磁性物料落入尾礦口B，如此往復(fù)循環(huán)完成對礦物的分選作業(yè)。

圖1 干式磁重分選機分選原理示意

2 干式磁重分選機的主要特點

(1)處理量大、回收率高、占地面積小。干式磁重分選機將膠帶機運量大的特點引入其中，利用懸掛式磁系、上吸式選礦的結(jié)構(gòu)形式，巧妙地解決了磁力滾筒和筒式干選機的缺點，并將這2種設(shè)備的優(yōu)點很好地結(jié)合了起來，實現(xiàn)了大處理量、高回收率的目的，且2層膠帶疊加的結(jié)構(gòu)形式很好地利用了選礦廠的空間，減少了設(shè)備的占地面積。承德某選廠所應(yīng)用的CZX-500型干式磁重分選機帶寬2 m、帶速1.5～2 m/s、料層厚度30～40 mm，處理量可達到500 t/h以上，這相當(dāng)于3臺CTG-1030型筒式干選機的處理能力，且設(shè)備占地面積減少一半。

(2)更換方便且布料系統(tǒng)具有保護功能。干式磁重分選機采用對輥式布料系統(tǒng)，布料更加均勻，可以防止大塊物料進入設(shè)備分選腔損壞設(shè)備。設(shè)備運行中，布料輥軸在高速旋轉(zhuǎn)情況下容易磨損，普通材料的輥軸使用壽命僅為15～20 d，為解決輥軸磨損問題，將輥軸分為主軸和軸套2部分，并將碳化鎢堆焊技術(shù)引入輥軸設(shè)計中，對軸套外表面進行碳化鎢堆焊處理，再對布料箱進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不僅提高了輥軸的使用壽命，同時使軸套的更換變得十分簡便。

(3)便捷的膠帶更換。設(shè)備使用過程中，環(huán)形膠帶是易損部件，一般使用壽命為3～4個月。為方便現(xiàn)場更換膠帶，將每層膠帶作為一個小單元進行了模塊化設(shè)計，更換膠帶時，首先將設(shè)備上原有的破損膠帶卸下，利用銷軸將專用工裝與膠帶小架體相連，然后將新膠帶套在專用工裝上，再利用起吊設(shè)備將專用工裝的一端(非銷軸端)吊起，最后將新膠帶推入設(shè)備中即完成膠帶更換，單層膠帶更換示意圖見圖2。在設(shè)備設(shè)計過程中，借助ANSYS分析軟件對單個膠帶模塊的小架體以及專用工裝的受力狀態(tài)進行了模擬分析[3]，見圖3和圖4。

圖2 膠帶更換示意圖

圖3 小架體受力狀態(tài)模擬分析(單位：mm)

(4)合理的磁路設(shè)計。上層膠帶內(nèi)部的水平磁系是干式磁重分選機的核心部件，設(shè)計過程中利用Ansoft磁場模擬軟件對水平磁系的磁路進行了模擬，通過對主磁極和輔助磁極比例的調(diào)整不僅使膠帶表面的磁感應(yīng)強度得到了進一步提高，而且使磁系的磁場分布更加合理化[2]，提高了磁場的有效利用率。本機膠帶表面的最高磁感應(yīng)強度可達到800 mT以上，圖5為水平磁系磁場模擬云圖。

圖4 專用工裝受力狀態(tài)模擬分析(單位：mm)

圖5 水平磁系磁場模擬云圖(單位：mm)

3 干式磁重分選機的應(yīng)用

2013年河北承德某選礦廠在對原工藝進行改造時引進了遼寧五寰科技發(fā)展有限公司開發(fā)的CZX-500型干式磁重分選機，CZX-500型干式磁重分選機生產(chǎn)指標(biāo)見表1。

表1 CZX-500型干式磁重分選機生產(chǎn)指標(biāo) %

設(shè)備編號產(chǎn)品品位FeMFe回收率FeMFe1#給礦10.354.13精礦11.846.01尾礦6.590.6281.9394.762#給礦10.984.84精礦12.816.69尾礦7.510.8376.3894.593#給礦10.645.12精礦12.006.19尾礦7.170.8081.0396.90

從表1可以看出，經(jīng)過干式磁重分選機預(yù)先拋尾，尾礦中磁性鐵含量可控制在0.7%左右，磁性鐵回收率為95%左右，拋尾量為30%左右，按此參數(shù)計算，與傳統(tǒng)工藝相比，選礦廠改造后噸鐵精粉生產(chǎn)成本較改造前降低了約30元。

4 結(jié) 論

(1)干式磁重分選機是一種符合選礦行業(yè)發(fā)展的新型鐵礦石預(yù)選設(shè)備，具有處理能力大、回收率高、占地面積小等特點，且維修方便、快捷。

(2)干式磁重分選機在河北承德某選礦廠的應(yīng)用表明，CZX-500型干式磁重分選機處理能力可達500t/h以上，拋尾產(chǎn)率達30%左右，尾礦磁性鐵含量可控制在0.7%左右，與原工藝設(shè)備相比，噸鐵精粉生產(chǎn)成本可降低約30元。

[1] 尹曉飛，馬學(xué)毅，王小宇，等.CTG-1030永磁干式磁選機的開發(fā)及應(yīng)用[J]．現(xiàn)代礦業(yè)2013(10):154-155．

[2] 錢士湖，趙文華.預(yù)選技術(shù)在鐵礦石選礦中的應(yīng)用[J]．安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2008(1):5-7．

[3] 王澤鵬，胡仁喜，康士廷．ANSYSA Workbench14.5有限元分析從入門到精通[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2014．

2015-05-18)

張擎宇(1983—)，男，工程師，110168 遼寧省沈陽市渾南新區(qū)科幻路9號。