1、引言

自1968年**台高梯度磁選機被用於高嶺土工（gōng）廠除（chú）鐵以來，這種設備被廣泛應用於鐵礦選礦、非金屬（shǔ）礦深加工以及二次資源的回收和利用等，這導致了（le）大批的科研人員和科研機構進（jìn）行高（gāo）梯（tī）度磁選理論的研究和設備的研製。其中江西贛州有色冶金研究所的熊大和博士研製的SLon型脈動高梯度磁選機已有（yǒu）800多台應用於國內的（de）各（gè）大赤鐵礦選礦廠，並已出口秘魯等（děng）國。

在實際應用中，脈動（dòng）高梯度磁選機雖然取得了較（jiào）好（hǎo）的分選指標，但其耗水量（liàng）、耗電量很（hěn）高，以一（yī）台（tái）SLon-2000型脈動高梯度磁選機為例，幹礦處理量50~80t/h，額定背景磁場強度（dù）1.OT，其（qí）激磁功率74kW，耗水量達150~300m3/h。一直以來，節能降耗備受各選廠關注，如果永磁高梯度磁選機能夠達到與SLon型脈動高梯度（dù）磁選機近似的選別指標（biāo），則可以大大降低電耗和（hé）水耗。目前磁性材料的發展使（shǐ）得（dé）高梯度磁選設備的（de）永（yǒng）磁化有了可能。

2、永磁材料在磁（cí）選設備中（zhōng）的應用

磁選設備中（zhōng）使（shǐ）用的永（yǒng）磁材料主要是鍶鐵氧體和燒結釹鐵（tiě）硼。國內用於磁選設備的鍶鐵氧體的磁性能（néng）一般停留在Y30H-l以下，經過磁路（lù）組合後，在磁選設備的有效選別區域所產（chǎn）生的（de）*高磁場強度不超過200mT，這種磁材僅（jǐn）適用於製作強磁性礦（kuàng）物的選別設備。近（jìn）幾年來，為了提高磁選設備的磁場（chǎng）強度，人們采（cǎi）用（yòng）了釹鐵硼這種（zhǒng）高（gāo）性能永磁材料和鍶鐵氧體組合設計磁路，開發出了磁場強度為200~800mT的磁選設備。進入2l世紀以來，中（zhōng）國鋼鐵行業迅猛發（fā）展，對鐵精礦的需（xū）求急劇增加，但是由於我國鐵礦礦產資源自身的特點（diǎn），對新型磁選設備尤其是中高磁場強度的磁選機的需求量愈來愈大。永磁（cí）高梯度磁選機把具有良（liáng）好導磁性能的導磁介質和永磁磁（cí）係有機地結合起來，結構簡單、設計新穎。研究表明，利用釹鐵硼合金組（zǔ）成的永磁磁係產生的磁場可以使鋼毛等導磁介質（zhì）磁化達到飽（bǎo）和（hé），滿足物（wù）料分選所需的（de）磁場梯度和磁場力。

在高梯度磁選機的分選過程中，使磁性礦粒與非磁性礦粒分離的主（zhǔ）要條件是磁力大於競爭（zhēng）力。競爭力主要為流體粘滯力和重力（對微細礦粒，重力可以忽略不計（jì））。磁（cí）性礦粒所受比磁力為：

fm=u0x0H0gradH0

式中，u0為真空磁導率；x0為礦粒的比磁化係數；H0為（wéi）背景場強；gradH0為場強Ho在l方向的梯度。

以粒徑為0.15mm(假設顆粒為球形)的鞍山式赤鐵礦為（wéi）例，其（qí）真密度（dù）p=4.8×l0(3)kg/m3，比磁化係數為12.7×10(-7)m3/kg，真空磁導率u0=4π×1(-7)，假設（shè）顆粒需要克服的競（jìng）爭力等於其本身重力的10倍，使用新型釹鐵硼材料N40組成的磁係，達到背景磁場強度1.OT，代人以上公式可得磁場梯度gradH=960mT/mm，使用導磁（cí）介質後能夠產生滿足高梯度磁選機要求的磁（cí）場梯度，可（kě）以順利分選弱磁性鐵礦（kuàng）石。

3、永磁高梯度磁選機的研究（jiū）與進展

(1)永磁（cí）帶式高梯度磁選機

中南大學馮定五博士研製的永（yǒng）磁帶式高梯度磁選機主要由永磁磁係、無端（duān）磁介質帶、電磁振（zhèn）動（dòng）線圈及（jí）機架組成。磁係由鎧（kǎi）裝NdFeB磁鐵組成，磁能積（jī）255kj/m3，剩餘磁感應（yīng）強度1.1T。磁係（xì）上下的磁極間距可調，使分選（xuǎn）空間的場強可調（diào），以適應不同的（de）應用要求。介質帶是由鋼毛（máo）介質編（biān）織而成，介質帶上裝有兩個電磁振動線圈，其（qí）產（chǎn）生的高頻低幅振動可使物料分選的選擇性提高。

介質（zhì）帶在傳動輪的帶動下，沿（yán）分選空間循環通過。物料給入分選空間的介質帶上，非磁性物料因重力作用穿過介質帶，沿傾（qīng）斜的（de）溜槽滑入非磁性產品槽，磁性物料則（zé）粘附於介質（zhì）帶而隨介（jiè）質帶（dài）離開分選空間（jiān），分選（xuǎn）區內補加漂洗水以清除（chú）介質中夾（jiá）雜的非磁（cí）性顆粒。正（zhèng）反向衝洗水把磁性物徹底地衝（chōng）出介質（zhì）帶，電磁線圈產生的振動避免分（fèn）選空間的機械阻塞，並強（qiáng）化了磁性物（wù）料從（cóng）介質中的脫（tuō）除。

使用（yòng）該設備對某（mǒu）釉料進（jìn）行除鐵試驗，2#和4#鋼毛[2#鋼毛規格為(60~90)×(30+5)μm，4#鋼毛規格為（wéi）(120—150)×(40+5)μm]按1:1質量比相（xiàng）匹配作為磁介質，在礦漿濃度32.3%、礦漿流速1.2cm/s、介質充（chōng）填率3%、入選釉料（liào）含Fe2O30.21%，分選場強0.38T的條件下，經四次選別，*終精礦含Fe2030.13%，累積除鐵率約50%，除去了（le）形成陶瓷斑點的粗粒機械鐵及部分影響陶瓷白度的弱磁性鐵汙染物。該磁場強度屬於中（zhōng）等磁場強度，而且由於磁極的體積，影響了它的處理量，再（zài）加上磁介質構（gòu）造（zào）複（fù）雜，限製了（le）它在其他方麵尤其（qí）是弱磁性鐵礦處理上的應（yīng）用。

(2)雙立環（huán）高梯（tī）度磁選機

由馬（mǎ）鞍山（shān）礦（kuàng）山（shān）研究院研製（zhì）的YGl-15永磁雙立環高梯度磁選機是一種利用永磁磁力、脈動流體力和重力的綜（zōng）合力場選礦的工業型設備（bèi）。該設備主要由脈動機（jī）構，永磁磁係，驅動機構及其他配套部件組（zǔ）成。

其中永磁磁係主要由釹鐵硼、鐵氧體磁塊複合組成（chéng），能夠達到1.OT的背景（jǐng）磁場強度；轉環由導磁不鏽鋼焊製而成，又被分成24個分選室，每個分選室由導磁鋼板網和非導磁鋼板（bǎn）網相疊充填，在背景磁場的（de）作用下（xià）產生很高的磁場梯度，以實現捕捉礦物的作用；脈（mò）動機構中產生的（de）脈動流體力使礦物在分選區反複（fù）分選，並始終保持鬆散狀態，以利於克服非磁性礦粒的機械夾雜，從而較大幅度地提高磁性精礦品位，緩解礦物對鋼板網的堵塞（sāi）。

該（gāi）樣機自研製（zhì）成功後，先後對（duì）遵（zūn）義（yì）錳礦、馬鋼姑山鐵礦以及南京梅山鐵礦的礦樣進行了（le）選別試驗，取得（dé）了較好的選別指標和選礦效（xiào）率，而且還將選別（bié）粒度範（fàn）圍擴大到了0.01~0.8mm，從而簡化了預篩設備，與同類電磁設備相（xiàng）比有節能、噸機（jī）生（shēng）產能力大、設備造價低等優點；但也具有體（tǐ）積大，給礦口、尾礦（kuàng）溢流口容易堵塞（sāi）等缺點。

(3)幹式永磁高梯度磁選機

由長沙礦冶研究院馮定五博士研製的幹式永（yǒng）磁高（gāo）梯（tī）度磁選機（jī）主要由內、外永磁磁係，內、外簡體，磁介質，磁介質振動係統，風力分散係統，給料係統，接料（liào）鬥和機架等組成（chéng）。

該機內、外磁係之間的分選（xuǎn）間隙可調整（zhěng），以適應不同物料對分選場強的要求，其結構（gòu）選（xuǎn）擇齒狀磁場多（duō）極永磁磁係，所采用的釹（nǚ）鐵硼永磁體的磁能積為293kj/m3，剩餘（yú）磁感應強度（dù）1.1T，內（nèi）、外磁係均為磁鐵鎧裝擠壓磁係，減少了漏磁。磁介質選用鋼板網，用於吸附（fù）進入分選空間的物料（liào），隨（suí）著磁介質的轉動和（hé）振動，磁性物料進入接料鬥，而非磁性物料則隨自身的軌跡（jì）拋落出去。其中（zhōng）的風力分散係統是通過旋轉的葉（yè）輪產生的離心力把物料甩向周邊的鬥壁，物料中的團（tuán）聚顆粒受撞擊而分散，並在葉輪產生的風力作用下送入（rù）磁選機的分選腔。機械振動則提（tí）高了物料分選的選擇性，避免機械夾雜。

在連州複合（hé）材料廠的鉀長石除鐵試驗中，該設備使（shǐ）精礦中的Fe203由0.27%降至0.18%，達到了（le）工業一級品的要求，而且運行過程中未出現物料的機械堵塞，運行平穩可（kě）靠，但是1.5t/h的處理能力（lì）需要進（jìn）一步提高。

(4)PHGM型永磁高梯度磁選（xuǎn）機

鑒於現有的（de）永磁高梯度磁（cí）選機多用於非金屬除鐵，而日（rì）益增加的鐵精礦市場又急需高（gāo）效低耗的永磁（cí）高梯度磁選機，東北（běi）大學礦物（wù）加工研究所和沈陽選礦機械研究所聯合研製了針對鞍山式赤鐵礦的永磁高梯度磁選機。該（gāi）設備采用鐵氧體和釹鐵硼合金（jīn）複合（hé）磁係（xì），平均磁能（néng）積310kj/m3，剩餘磁感應強度1.18T，感應介質選用圓柱形的導磁不鏽鋼棒，平均感應場（chǎng）強1.25T。

給入的物料（liào）隨簡體一起轉（zhuǎn）動，磁性（xìng）礦物被（bèi）具有高感應磁場強度的介質棒所吸引攜帶至無磁區卸礦，而（ér）非磁（cí）性礦物則被高壓（yā）衝洗水直接衝下至尾（wěi）礦區。所選用（yòng）的導磁不鏽鋼介質磁導率可達1.05H/m，離開磁場區（qū）域後剩磁幾乎（hū）為（wéi）零，另外在豎直方向和筒體外壁雙向給入衝洗水的卸礦方式，既能提高精（jīng）礦質量，又保（bǎo）證了精礦卸礦順利。

PHGM600型試驗型（xíng）的永磁高梯度磁選（xuǎn）機已經研製成功，結構簡單，操作（zuò）方便，電機驅動功率僅（jǐn）為2.2kW，整機總重1193kg。利用該設備對鞍山式低品位赤鐵礦石進行選別試驗，在原礦鐵品位13.04%的情況下，經過（guò）該設備選別後，分（fèn）別得到了品位26.05%的精礦和6.4%的尾（wěi）礦，滿（mǎn）足了進一步處理的工藝要求。但是給礦區域較大和筒體轉（zhuǎn）速過快導致了選別指（zhǐ）標有所波動。目前（qián）正在（zài）設計PHGM1000型永磁高梯度磁選機，在考慮了上述情況以及處理能力的因素後，磁係組成也得（dé）到了改進，有望獲得更好的選別指標。

我公（gōng）司生產的為雙立環脈動高梯度磁選（xuǎn）機，常用於赤鐵礦選礦設備、褐鐵礦選礦設備中，需要的用（yòng）戶可以與我們聯係，擁有豐富的選場（chǎng）經驗與成功的案例供客（kè）戶參考。