CRIMM稀土永磁輥式強磁選機分選原理——分選弱磁性礦物時分離角的計算

1、160礦冶工程第28卷第28卷2008年06月礦冶工程MINING AND METALLURGICAL ENGINEERINGVol. 28June 2008160礦冶工程第28卷160礦冶工程第28卷CRIMM稀土永磁輾式強磁選機分選原理分選弱磁性礦物時分離角的計算®龐運娟，李小赫,周岳遠（長&礦冶研究院.制南長沙410012）摘 >:分析了 CRIMM怖土永磁棍式強磁選機工作原理通過計算得出了該磁選機分選弱磁性礦物過程中住不同摩擦系數(shù)時對 應(yīng)的分離角曲線。關(guān)鏡詞：CR1MM稀土水破18式強磁選機；工作原理；分離角中圖分類號：TD457文敵標(biāo)識碼：A文童編號：0253

2、- 6099（2008）07 - 0156 - 02Operation Principle of CRIMM RE Permanent-magnet Roll SeparatorCalculation of Separation Angle when Dressing Feebly Magnetic OrePANG Yun-juantLI Xiao-jing,ZHOU Yue-yuan(Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Changsha 4002, Hunan China)Abstract: OperaUon princi

3、ple of CRIMM RE permanent-magnet roll separator is analysised, and separation angle in different values of fraction coefficient when processing feebly magnetic ore is calculatedKey words： CRIMM RE permanent -magnet roll separator ； operation principle ； separation angle 0160礦冶工程第28卷160礦冶工程第28卷 收稠日期：

4、2008血22作者簡介：龐運W<I983 -）t女研究生主要研究方向為微細粒紅鐵礦的選礦工藝及非金X礦的氏梯度除鐵工藝。CRIMM稀土永磁規(guī)式強磁選機是長沙礦冶研究 院研制生產(chǎn)的一種高效強磁選設(shè)備。它采用新型高磁 能積稀土水磁材料軸向串極對斥磁系結(jié)構(gòu)因而具有 髙磁場強度、高磁場梯度的特點。與電磁感應(yīng)轆式強 磁選機相比磁場梯度奇3 4倍，比磁力髙2 3倍。 目前該設(shè)備主要用于弱磁性礦物（福鐵礦、猛礦等）的 粗顆粒拋尾或精選提純;非金屬礦物（紅柱石、硅線 石、藍晶石、石榴石、長石、石英、金紅石、錯英石、剛玉、 金剛石等）原料及產(chǎn)品的精制加工（除鐵、鈦雜質(zhì)）；去 除各種磨料產(chǎn)品、催化劑及其他物

5、料中的弱磁性有害 雜質(zhì)。稀土永磁棍式磁選機在生產(chǎn)上已應(yīng)用了十多年, 國內(nèi)外學(xué)者對其分選原理進行了大量的研究,建立了 永磁擠壓磁體的數(shù)學(xué)模型和磁性礦粒在磁規(guī)表面的受 力模型。本文狀該設(shè)備分選舸磁性礦物過程中的實際 情況，利用已建立的數(shù)學(xué)模里計算分選過程中的分離 角。分離角是礦物從進人磁輾到離開磁協(xié)所轉(zhuǎn)過的角 度，是圳磁性顆粒與非磁性顆粒磁選分離的重要特征。 因礦粒進入磁餛區(qū)分選時，磁性礦粒和非磁性礦粒的 運動路徑不同，直接體現(xiàn)在分離角度的不同，也正是這 種差異實現(xiàn)了它們的分離。1 CRIMM稀土永磁棍式磁選機結(jié)構(gòu)及 分選原理CRIMM稀土永磁棍式磁選機主要由分選磁棍、張 緊輪、分選傳送膠帶、分隔

6、板與給料器等幾個基本部分 構(gòu)成。如圖1所示。SI CRIMM稀土永確抵式強破選機結(jié)構(gòu)I分選傳送膠瓠4分確板;5給料笳入選物料通過給料器呈單額粒層均勻給入分選帶 面。分選膠帶勻速傳動將物料帶人分選磁棍,非磁性 顆粒由于不受磁力作用,在離心力和重力的作用下拋離磁輾進入非磁性產(chǎn)品接料槽中；而磁性顆粒由于受 到較大的磁力吸引吸附在分選磁棍區(qū)的帶面上，隨分 選帶的傳動在一定的分離角（90。）位置脫離磁輾進 入磁性產(chǎn)品接料槽中，從而實現(xiàn)了磁性顆粒與非磁性 顆粒的分離。CRIMM稀土永磁輪式強磁選機可利用 多規(guī)組合成一租一精或一租一掃多種作業(yè)程序。也可 根據(jù)需要組成三次或四次選別。分選磁規(guī)由高性能NdFeB

7、磁性材料和DT4工業(yè) 純鐵組成，通過無級變速器傳動磁規(guī)，轉(zhuǎn)速可調(diào);分隔 板左右45?？烧{(diào)。具體操作時可根據(jù)礦石中磁性顆 粒的磁性、粒度、比重及對產(chǎn)品的質(zhì)雖要求調(diào)節(jié)磁輾 轉(zhuǎn)速、給料層厚度和分隔板位置，使其達到赧佳分選 效果。2分離角的計算本文利用以往學(xué)者建立的礦粒在磁規(guī)上運動的受 力模型計算弱磁性礦粒的分離角。圖2為礦粒在磁輾 上運動時的受力分析圖。圖2 CRIMM強58選機中弱磁性礦粒受力分析作用在單位質(zhì)量弱磁性礦粒上的力有:1）磁力：F.=吋 o/gradH（1）式中冷為真空磁導(dǎo)率，血=4” x IO'7 H/m;X（為物質(zhì) 的比磁化率n?/kg；H為顆粒所在位置的磁場強度, A/m

8、；grad"為顆粒所在位置的磁場梯度,A/m202）重力Go3）離心力。礦粒尺寸小時，離心力：抵=i如礦粒直徑d與磁棍半徑之比超過0.05時，則:p(R +0 5d)fR '丿+o 5d)R+015d= F 2 丿 式中v為磁覘的旋轉(zhuǎn)速度為磁輻半徑,m；d為 礦粒直徑,m。4）磁性礦粒和分選傳送膠帶表面間的摩擦力當(dāng)弱磁性礦粒在分選帶表面無滑動時下述關(guān)系 式成立（以下只討論分選小尺寸磁性礦粒的情形）:（尸 + gcosa -務(wù)）臥卩 M gsina （4）即: 式中a為分離角w為摩擦角，范闔為35。45。o長沙礦冶研究院研制的稀土永磁棍式磁選機CRIMM01OOX1OOO（磁靛

9、直徑100 m叫磁楹長度為 1 000 mm）磁場強度/可達1 x 106 A/m磁場梯度可 達1 x IO* A/亦。分選的弱磁性礦物的比磁化率按赤 鐵礦比磁化率取t = IxlO-6m5/kgJP么由式（1）計算 得=40 TTo在不同的摩擦系數(shù)條件下，調(diào)整磁選轆 的轉(zhuǎn)速根據(jù)公式即可求岀對應(yīng)條件下的分離角大小。計算結(jié)果如圖3所示。S3不同摩擦系數(shù)和轉(zhuǎn)速時對應(yīng)的分離角從圖3可以看出，在同一摩擦系數(shù)時，隨著轉(zhuǎn)速的 逐漸增大，分離角逐漸變小。這是因為當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時, 由式（2）可以看出離心力變大在磁力一定的悄況 下,礦粒脫離磁輻面的趨勢增強脫離角越來越小;在 轉(zhuǎn)速相同的情況下,礦粒與分選帶面摩擦系

10、數(shù)的不同, 造成了分離角的差異。摩擦系數(shù)大，分離角大;摩擦系 數(shù)小，分離角小。這是因為轉(zhuǎn)速相同時，摩擦系數(shù)大的 礦粒與分選帶面之間的摩擦力大礦粒脫離磁録面的 趨勢小。在實際生產(chǎn)中，欲要保證弱磁性礦物的品位, 則要增加磁棍轉(zhuǎn)速;欲要課證磁性礦物的收率,可適當(dāng) 將磁編轉(zhuǎn)速調(diào)小。CRIMM強磁選機分選弱磁性礦物時最理想的分 離狀態(tài)是弱磁性礦物在分離角大于90。的位置拋離磁 輾而非磁性顆粒則在小于90°的位置拋離。對于本文 計算采用的弱磁性礦物來說，實現(xiàn)最理想分離的臨界 磁規(guī)轉(zhuǎn)速隨摩擦系數(shù)的不同而各不相同，摩擦系數(shù)越 大,臨界磁轆轉(zhuǎn)速越大。（下轉(zhuǎn)第160頁） 際選比2.43計算則每年由于多處

11、理入磨原礦可多 產(chǎn)鐵精礦為2.58萬t,兩項合計毎年可多產(chǎn)鐵精粉605萬I,如按每噸 單價850元/t計算，可增加銷售收入5 143萬元。4結(jié) 語通過不同磁選設(shè)備與不同選別工藝選分板石選礦 廠磁鐵礦的指標(biāo)來看，用磁選環(huán)柱取代老式的筒式磁 選機與磁力脫水槽選別工藝方法，可得到較好的選別 效果,且能增加原礦處理董，提高金屬回收率,多產(chǎn)鐵 精粉增加銷售收入，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。由 于磁選環(huán)柱設(shè)備還處于試驗研究階段,沒有進行工業(yè) 性實際應(yīng)用.如果在生產(chǎn)中應(yīng)用.各項指標(biāo)有可能比試 驗的結(jié)果要低些,且目前對應(yīng)用磁選環(huán)柱進行工藝渝 程改造所需投資無法估算,所以綜合效益也無法計算。 但從優(yōu)化磁選工藝角度

12、來講，在磁鐵礦的粗梢礦選別 過程中，用其取代老式磁選設(shè)備在選別指標(biāo)與增加處 理能力及多回收鐵精粉方面，有其獨特的優(yōu)勢,有工業(yè) 應(yīng)用的先進性和可行性,是將來優(yōu)化粗粒級磁鐵礦磁 選工藝可選擇的高效磁選設(shè)備之一。160礦冶工程第28卷160礦冶工程第28卷(上接第157頁)3結(jié) 語1) CRIMM稀土永磁棍式磁選機具有磁場強度 高、分選效果好、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等諸多優(yōu)點，僅有 的缺點可能就是改變分選條件時，設(shè)備參數(shù)只能改變 磁根轉(zhuǎn)速C2) 利用以往學(xué)者建立的模型計算得出了弱磁性 礦物的分離角曲線。摩擦系數(shù)相同時,分離角隨轉(zhuǎn)速 的增大逐漸減小;在磁輻轉(zhuǎn)速相同的情況下，摩擦系數(shù) 大分離角大，反之則小。3) 目前CRIMM稀土永磁棍式磁選機已廣泛用于 弱磁性礦物的粗顆粒拋尾和非金屬礦物的除雜，經(jīng)濟 效益顯著。參