進口鐵（tiě）礦石價格（gé）不斷攀升以及新（xīn）建選礦規模越來越大，極大地刺（cì）激了國內鐵礦石生產，也迫使人們（men）對生產中各個環節成本更加關注。目前國內多數選廠都（dōu）采用（yòng）“多碎少磨、以碎代磨”多（duō）段破碎工（gōng）藝來減少入磨（mó）粒度（dù）以降低磨礦成本。多段破碎後碎礦產品中已（yǐ）有部分脈石解離出來，如果是（shì）低品位磁鐵礦，解離出來的脈（mò）石會更多。研製新型高效的磁（cí）鐵礦選（xuǎn）礦設備，將這部分脈石充分拋出以進一步降低磨礦成本，是整個鐵礦行業的客觀需求，也是磁鐵礦選（xuǎn）礦設備研製生產單位的（de）任務。

一、細碎（suì）磁鐵礦選礦設備

隨著“多碎少磨、以碎（suì）代磨”認識的（de）不斷深入，人們（men）不斷加大對破碎環（huán）節設備和生產工藝的（de）研究與改進，國內包括鞍鋼調軍台、齊大山選礦廠、太鋼尖山鐵（tiě）礦選（xuǎn）礦廠在內的從多大中型選礦廠采用進口圓錐破碎機代替國產圓（yuán）錐破碎機，並采用更加合理（lǐ）的篩分設備與之配套，均取得（dé）了滿意（yì）的細碎效果（guǒ）。

采用“多碎少磨、以碎代磨”工（gōng）藝，細碎產品中已（yǐ）有（yǒu）約10%~30%的脈石解離出來，如果是低品（pǐn）位甚至是超低品位磁（cí）鐵礦的話，會有超過50%的脈石解離出來，這需要（yào）通過（guò）磁選設備將解離的脈石拋出。、

1、磁鐵礦選礦設備（bèi）

我國於20世紀80年代研製成功適於預（yù）選（xuǎn）強磁性鐵礦石（shí）的大塊幹式永磁磁滾筒，包括北京礦冶研究總院的CT係列（liè）以及馬鞍山礦山研究院的CTDG係列磁滾筒（磁（cí）滑輪）。國內包括大石河、水廠、尖（jiān）山以及齊大山等眾多鐵礦選廠都在使（shǐ）用這種類型的幹式（shì）分選（xuǎn）設備進行大塊圍岩的拋除（chú）作業以及中碎後產品的磁選分離作業。

從磁鐵礦選廠的資料看，目前國內絕大部分選廠老師了已經采用細碎設備對礦石進行細碎處理。但從細（xì）碎後預選作業情況看（kàn），除（chú）少數選廠對細碎後磁鐵礦進行預選拋尾後，包括鞍鋼集團大弧山、弓長嶺、齊大山以及胡家廟選礦廠，本鋼集團南芬選礦廠（chǎng）、賈（jiǎ）家堡子鐵礦（kuàng），太鋼峨口鐵礦、尖山鐵礦，包鋼集團公司（sī）選礦廠等眾多選廠都未（wèi）對細碎後鐵礦石進行（háng）分選處理，而是將細碎鐵礦（kuàng）直（zhí）接給入磨機。

采用細碎（suì）預選工藝的選廠，其預選主要（yào）有兩種，其一為磁滾筒（或以磁滾筒為基礎的幹選機）幹（gàn）式預選，其二為以BKY型預選磁選機為主的（de）濕式預選。磁滾筒幹式預（yù）選，通常采用兩段預選或者細化篩分（fèn）粒級、分級分選，也有的采用一次磁滾筒預選、一次粗粒（lì）跳（tiào）汰掃選方式進（jìn）行預（yù）選作業。這種幹式、一次粗粒跳汰掃選方式進行預選作業。這種幹（gàn）選方式（shì），流程相對複雜，輔（fǔ）助環節多、係（xì）統能耗高、指標波動大。

北京礦冶研究總院近幾年研製的BKY型預選用筒式磁選機實（shí）現了（le）細碎後入磨前石的預選拋尾。該項預選設備解（jiě）決了常規濕式磁選設備不能適應細（xì）碎後礦石顆粒相對粗大，粒度分布寬，易（yì）沉（chén）槽堵塞以（yǐ）及筒體、槽體磨損嚴重等（děng）缺點，已在多家選廠推廣應用，取得了良好的經濟效益。但是該預選磁選機（jī）為濕式永磁選設備，工作中需（xū）要一定（dìng）的水，這限（xiàn）製了其在缺水地區或高地區（qū）的推廣應用。

2、幹式磁（cí）選優（yōu）勢

如果（guǒ）對細碎後礦石進行分選處理，將該部分（fèn）脈石拋除，可在“多碎（suì）少磨、以碎代磨”基礎上（shàng）進一步減少磨機的無效（xiào）消耗、增大（dà）磨機的有（yǒu）效處理能（néng）力。除節約用水、降低消（xiāo）費外，還減少了水泵、管路、泵（bèng）池等固定（dìng）投資以及運轉易損件（jiàn）的（de）投資。采（cǎi）用幹式預選（xuǎn），可將幹式預選環節就近布置在破碎站而不是（shì）布置在磁選廠中，這樣拋出的合格（gé）尾（wěi）礦就地回填堆放，這樣不僅減少了礦石的運輸成本，提高了運輸效率，而且拋除（chú）的粗脈石不用進入選礦廠礦（kuàng）庫，可延（yán）長越（yuè）來（lái）越緊張的尾礦庫的服務年限並降低（dī）泵、管路的磨損。提前拋除細粒尾礦，可減（jiǎn）少磨機（jī）過磨，對後續的分選，篩（shāi）分（fèn）和細磨都十分有益（yì）。因此（cǐ），細碎後入（rù）磨前對礦石進行幹式（shì）分選處理，正成（chéng）為選廠的（de）一個重要處理環節。

從磨（mó）機需求角度考慮，細碎物料球磨機一般要求（qiú）入磨濃度高於80%，如果采（cǎi）用幹式拋尾，則（zé）可以自由控製入磨濃度，改善磨機的磨礦條件，這點是濕（shī）式分選方式無法（fǎ）做（zuò）到的。

二、細碎磁鐵（tiě）礦專用幹選機研製

1、結構特點

細碎磁鐵礦幹式磁選機分選物料粒度為25mm甚至12mm以下粗顆粒，粗顆粒中含有部分細粒礦物，同時還含有部分粉礦。這要（yào）求幹選（xuǎn）機（jī）無論從分（fèn）選原理、磁場分布還是具體（tǐ）的（de）結構（gòu）方麵都不同於常規磁（cí）選機以適應細碎磁鐵（tiě）礦特點。圖1為設備結構，其（qí）中1為磁係傳動部件，2為機架，3為筒體傳動部（bù）件，4為振動給料器，5為轉向（xiàng）輪，6為皮帶，7為分選磁筒，8為上下料鬥，9為分礦板。實驗室用XCTG0404型（xíng）幹（gàn）選機具體技術參數見下表1。

1）采用360°包角（jiǎo）滿磁係結構。磁（cí）係由12組周向極性交替布置的磁級組成，采用小極麵（miàn）結構（gòu），磁極寬（kuān）度65mm。各磁極間縫隙加入加楔磁塊以提高磁場強度和磁場深度。磁係采用高磁能積的優質（zhì）釹鐵硼（péng）材料製成。滿磁（cí）係、小極麵結構（gòu），使（shǐ）磁（cí）場梯度大，吸附（fù）力強，有利於磁性礦物的充分回收。

2）雙旋轉設計，在筒皮旋（xuán）轉帶動皮帶運動（dòng）的同時，磁係也以較高轉速（sù）旋轉。磁性顆粒翻轉次數數倍於常規磁選設備，脈石在多次翻轉過程中充分拋出。

3）采用皮帶輸送物料方式，在降（jiàng）低筒皮磨損（sǔn）的同時，充分分散物料，同時（shí）也利用被吸附的磁性礦物卸礦。

4）滿磁係結構與皮帶輸送方（fāng）式結合，形（xíng）成（chéng）預磁化空間（jiān），磁性礦物在進入磁場的過程中被預磁化，磁性顆粒特別是微細粉狀磁（cí）性顆粒首先磁化並結合（hé）在（zài）一起，這對提高粉礦中磁性物料（liào）的回收率（lǜ）起著（zhe）重要作用。

5）磁筒筒皮采（cǎi）用非金屬材料製成。

6）采（cǎi）用振動給料機布料方式均勻給料。

7）采用筒皮和磁係同時旋轉的傳動（dòng）方式。兩種傳動均采用鏈條傳動（dòng）方式，這種傳動方式傳（chuán）動平穩可靠，噪聲低（dī）。

8）采用變頻調（diào）整技術。皮帶和磁（cí）係均設計成可以調速的方式，這樣可以根據物料性質和粒度大小等因素來調旋轉（zhuǎn）方向和速度。

采用上述技（jì）術方案的（de）幹（gàn）選（xuǎn）機（jī），分選粗（cū）精礦中脈石夾雜少（shǎo），分選尾礦中磁性（xìng）鐵含量低，分選指標明（míng）顯好（hǎo）於傳統幹式磁選設備。

2、分選原理

分選原理示（shì）意見圖2。物料通過振動給（gěi）料器均勻地給到（dào）皮帶上，經皮帶輸送逐漸進入磁場，在進入磁場（chǎng）的過程中微細粒（lì）磁性顆粒首先結成磁鏈，以磁鏈方式進入分選空間。非磁性（xìng）顆粒（lì）不受磁場力作用，在重力和離心（xīn）力的（de）共同作用下拋入非磁性物料鬥。磁性（xìng）顆粒由於受到磁場力的作用，其運動軌跡（jì）發生改變。磁性顆粒在高速旋轉的動態磁場中，除隨皮帶向前運動外，自身同時翻轉運動，其翻轉次數數十倍於常規磁選機。翻轉過（guò）程能夠將形成的磁鏈、磁（cí）團以及物理性團塊（kuài）打散（sàn），夾雜其中的脈石在團（tuán）聚—打散（sàn）—團聚—再打散的過程中從磁團中（zhōng）脫離出（chū）來，在重力和離心力的作用下（xià）進入非磁性物料（liào）鬥。而磁性顆粒因受到磁場力的作用，被吸附在磁筒表麵，隨皮帶前行，繼續參與分選。磁係旋轉速度越快、磁極數越多，磁性（xìng）顆粒在分選空間的翻轉次數就越高，料層翻轉就越劇（jù）烈，磁（cí）團（tuán）打散次數就越多，脈石夾雜就越小，分（fèn）選效果就越好。當磁性顆粒隨皮帶運動到達磁性物料鬥區，隨著皮帶運動逐漸遠離磁場（chǎng），落入磁性物料鬥，分選過程完成。

3、磁性顆粒運動狀態分析

圖（tú）3為磁性顆粒運動狀態示（shì）意圖（tú）。磁性顆粒在進入磁（cí）場後首先被磁化成一個個小磁體。當磁體磁（cí）化方向與外部磁場方向存在（zài）夾（jiá）角時，外部磁場就會有翻轉力矩作用在磁性顆（kē）粒上，磁（cí）性顆粒（lì）就會在此力矩作用下翻轉以保持與外（wài）磁場方向一致。其宏觀（guān）表現就是在磁場（chǎng）的相（xiàng）互作（zuò）用下（xià），磁性顆粒被吸向（xiàng）一個磁極，當磁性顆粒被外部筒體的旋轉帶到另外一個極性相反的磁極時，磁體在磁場力的作用（yòng）下對調兩（liǎng）端位置，此（cǐ）時（shí）磁性顆粒本身已經翻轉了180°，隨著（zhe）筒體的繼續，磁性顆粒再翻轉180°完（wán）成一個翻轉周期。在大量翻（fān）轉的磁性顆粒（lì）中間（jiān）夾雜的脈石在此過（guò）程中被釋放並（bìng）在（zài）重（chóng）力和離心力的作用下（xià）逐漸遠（yuǎn）離磁場區域，使（shǐ）得夾（jiá）雜（zá）減少，實現磁（cí）性顆粒與非磁性顆粒的有效分離。如果磁性（xìng）顆粒連（lián）續（xù）翻轉，夾雜的顆粒將明顯減少，實際上如果磁性顆粒充分（fèn）地翻轉夾雜就不會（huì）不斷形成（chéng）。

圖中V1為磁（cí）性顆粒磁翻轉速度，V2O為拖（tuō）動顆粒運動的皮帶線（xiàn）速度（即筒體（tǐ）線速度）。令磁性顆粒線速度（dù）為V，則V=V2+V1。磁性顆粒本（běn）身的翻轉議程很複雜，與顆粒尺寸、密度、比磁化係數、顆粒慣性、磁場強度、磁場旋轉頻率等相關（guān）。在一（yī）定假設條件並簡化的情況下，磁性（xìng）顆粒（lì）翻轉頻率f可（kě）以認（rèn）為與磁場旋（xuán）轉頻率（lǜ）相等，即顆粒翻（fān）轉頻率f可以表達為f=(n1+n2)·N/120，其中n1和n2分別表示（shì）磁極和皮帶的旋轉速度（dù），N代表分選磁筒中磁極數，考（kǎo）慮磁場分布合理性（xìng），該數通常（cháng）取偶數（shù）。上（shàng）述公式的一個假（jiǎ）設是皮帶（dài）彎曲半徑與磁極變曲半徑差別很小，可以認為相等（děng），顆粒半徑遠小於皮帶彎曲半徑。如果（guǒ）磁極和皮帶運動方向（xiàng）一致，n1和n2有一個負值，運動方向相反，n1和n2同取（qǔ）正值。

4、磁場特性

圖4為XCTG0404距離磁極表麵不同距離（lí）的磁場強度（dù）測量曲線（xiàn）（部分磁係），其中1點（diǎn）和（hé）5點為加（jiā）楔中心點。通過（guò）分析所測量（liàng）的磁場強度數據，與傳統（tǒng）用於大塊（kuài）分選的磁滾筒（磁（cí）滑輪）相（xiàng）比較，XCTG0404幹選機磁場分布（bù）比較均勻（yún），特（tè）別是12~30mm的區域磁場更加均勻，20mm磁場強（qiáng）度與平均場強（qiáng）的變化率僅為8.3%，這樣的指標對（duì）於（yú）細粒磁（cí）性物料的分選是十分有利的。

三、選礦試驗

河北張家口某礦礦樣，*大粒度12mm，XCTG與CT型幹（gàn）選機（jī）試驗數據見表2。

遼寧寬甸某礦礦樣，礦樣*大粒度30mm，通過縮分（fèn）處理後，將部分原礦進行細碎，使其*大（dà）粒度為10mm，其中含有部分（fèn）細粒和粉（fěn）狀礦物，試驗（yàn）結果見表3。

張家口礦樣，由於礦樣給礦品位隻有11%，屬於貧礦，所以兩種幹選設備（bèi）拋（pāo）尾率都很高（gāo），均超過了50%。但（dàn）是與傳統CT型幹選機相比，XCTG型幹選（xuǎn）機不僅粗精礦品位提高（gāo）4%，尾礦品位低1.5%，而且廢石拋（pāo）出率還高10%，這說明此種XCTG型幹選機分（fèn）選效率明（míng）顯高於以傳統CT型磁滾（gǔn）筒為基礎的幹選（xuǎn）機。

遼寧寬甸某鐵礦（kuàng），-30mm和-10mm兩種不同給礦粒度條件下，采用同樣的分選設備分選，其分選指標差距很大，特別是拋尾率相差一部以（yǐ）上，說明-10mm礦物的解（jiě）離（lí）度明顯高於-30mm礦物，即-30mm礦物進一步細碎是很必（bì）要的（de）。XCTG幹選機在CT型幹選機已經取得較好指標的情（qíng）況下，又將拋尾提高了近13%，而尾礦基本沒有（yǒu）變化。在尾礦品位基本不變或者降低的情況下，拋尾率大幅提高，這（zhè）是（shì）新型XCTG細碎幹選機與常規（guī）CT型幹選機比較的優勢所在。

四、結（jié）語

1、采用“多碎少磨（mó）、以碎代磨”、強化細碎篩分工藝的鐵礦選廠，細碎磁鐵礦中有大量脈石可以通過磁選設備分離出來。

2、XCTG型幹式磁選機分選原理、磁係結構、磁場分布等不同於傳統磁選機，具（jù）有磁性鐵礦物回收率高、拋除合格脈石充分、粒度（dù）適應（yīng）性強的特點，可有效地實現細碎磁鐵礦特別是貧磁鐵礦的預選拋尾（wěi）作業。

3、XCTG型幹式磁選機不僅可以分選（xuǎn）細碎（suì）後的磁（cí）鐵礦，也可用於河砂、老尾（wěi）礦庫以及鋼渣等中強磁性成分的回收利用。

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