干式磁重分选机的研发与应用

张擎宇 张宪伟

(辽宁五寰科技发展有限公司)

干式磁重分选机的研发与应用

张擎宇 张宪伟

(辽宁五寰科技发展有限公司)

干式磁重分选机是辽宁五寰科技发展有限公司研制的1种新型磁铁矿石干式预选设备，详述了该设备的工作原理和主要性能特点，并对其在河北承德某选矿厂的应用情况进行了介绍。实践表明，该设备是一种处理能力大、回收率高、占地面积小、易维修更换的干式预选设备，CZX-500型干式磁重分选机处理能力可达500 t/h以上，抛尾产率达30%左右，尾矿磁性铁含量可控制在0.7%左右，与原工艺设备相比，吨铁精粉生产成本可降低约30元。

干式磁重分选机 磁力滚筒 筒式干选机 水平磁系

贫、细、杂是我国铁矿石的主要特点，为了降低选矿成本，大部分选矿厂均通过干式预选作业来提高铁矿石的入磨品位、减少入磨量，以降低后续磨选作业成本。在现阶段全行业不景气的情况下，通过预先干抛来降低选矿成本是当前每个选矿厂必须考虑并高度重视的课题。

在传统工艺中，铁矿石的预先干抛设备主要为磁力滚筒和筒式干选机，在生产实践过程中，这2种设备都各自存在着明显的优缺点：磁力滚筒处理量大，但抛尾量少、磁性铁损失率较高；筒式干选机在这2方面虽然有所改观，但其处理能力仍不高[1]。

针对磁铁矿干式预选技术的现状，辽宁五寰科技发展有限公司于2013年以河北承德某选矿厂改造为契机，成功研制出了一种利用磁场力和重力联合选矿的干式磁重分选机。从现场的6台磁选机的运行情况看，分选效果理想，最大处理量可达到500 t/h、抛尾产率高达30%以上、尾矿磁性铁含量可控制在0.9%以下[2]。

1 干式磁重分选机的工作原理

图1为干式磁重分选机分选原理示意图。干式磁重分选机主要由布料系统、两层环形胶带和分料机构组成。布料系统主要起布料和保护设备的作用，上层胶带为本机的主选胶带，在其环形胶带内部设有水平磁系；下层胶带为输送胶带并有辅助选矿功能，其传动滚筒为磁力滚筒。布料系统将物料均匀分布在下层胶带表面，在由下层胶带运至分料机构过程中，磁性物料在水平磁系磁场力的作用下被吸附到上层胶带上，并随上层胶带运行至精矿口A，而下层胶带上的非磁性物料则在重力作用下停留在下层胶带表面，并随着下层胶带运行至磁力滚筒位置，未被水平磁系吸走的少量磁性物料则在传动滚筒磁场力作用下落入精矿口C，非磁性物料落入尾矿口B，如此往复循环完成对矿物的分选作业。

图1 干式磁重分选机分选原理示意

2 干式磁重分选机的主要特点

(1)处理量大、回收率高、占地面积小。干式磁重分选机将胶带机运量大的特点引入其中，利用悬挂式磁系、上吸式选矿的结构形式，巧妙地解决了磁力滚筒和筒式干选机的缺点，并将这2种设备的优点很好地结合了起来，实现了大处理量、高回收率的目的，且2层胶带叠加的结构形式很好地利用了选矿厂的空间，减少了设备的占地面积。承德某选厂所应用的CZX-500型干式磁重分选机带宽2 m、带速1.5～2 m/s、料层厚度30～40 mm，处理量可达到500 t/h以上，这相当于3台CTG-1030型筒式干选机的处理能力，且设备占地面积减少一半。

(2)更换方便且布料系统具有保护功能。干式磁重分选机采用对辊式布料系统，布料更加均匀，可以防止大块物料进入设备分选腔损坏设备。设备运行中，布料辊轴在高速旋转情况下容易磨损，普通材料的辊轴使用寿命仅为15～20 d，为解决辊轴磨损问题，将辊轴分为主轴和轴套2部分，并将碳化钨堆焊技术引入辊轴设计中，对轴套外表面进行碳化钨堆焊处理，再对布料箱进行结构优化，不仅提高了辊轴的使用寿命，同时使轴套的更换变得十分简便。

(3)便捷的胶带更换。设备使用过程中，环形胶带是易损部件，一般使用寿命为3～4个月。为方便现场更换胶带，将每层胶带作为一个小单元进行了模块化设计，更换胶带时，首先将设备上原有的破损胶带卸下，利用销轴将专用工装与胶带小架体相连，然后将新胶带套在专用工装上，再利用起吊设备将专用工装的一端(非销轴端)吊起，最后将新胶带推入设备中即完成胶带更换，单层胶带更换示意图见图2。在设备设计过程中，借助ANSYS分析软件对单个胶带模块的小架体以及专用工装的受力状态进行了模拟分析[3]，见图3和图4。

图2 胶带更换示意图

图3 小架体受力状态模拟分析(单位：mm)

(4)合理的磁路设计。上层胶带内部的水平磁系是干式磁重分选机的核心部件，设计过程中利用Ansoft磁场模拟软件对水平磁系的磁路进行了模拟，通过对主磁极和辅助磁极比例的调整不仅使胶带表面的磁感应强度得到了进一步提高，而且使磁系的磁场分布更加合理化[2]，提高了磁场的有效利用率。本机胶带表面的最高磁感应强度可达到800 mT以上，图5为水平磁系磁场模拟云图。

图4 专用工装受力状态模拟分析(单位：mm)

图5 水平磁系磁场模拟云图(单位：mm)

3 干式磁重分选机的应用

2013年河北承德某选矿厂在对原工艺进行改造时引进了辽宁五寰科技发展有限公司开发的CZX-500型干式磁重分选机，CZX-500型干式磁重分选机生产指标见表1。

表1 CZX-500型干式磁重分选机生产指标 %

设备编号产品品位FeMFe回收率FeMFe1#给矿10.354.13精矿11.846.01尾矿6.590.6281.9394.762#给矿10.984.84精矿12.816.69尾矿7.510.8376.3894.593#给矿10.645.12精矿12.006.19尾矿7.170.8081.0396.90

从表1可以看出，经过干式磁重分选机预先抛尾，尾矿中磁性铁含量可控制在0.7%左右，磁性铁回收率为95%左右，抛尾量为30%左右，按此参数计算，与传统工艺相比，选矿厂改造后吨铁精粉生产成本较改造前降低了约30元。

4 结 论

(1)干式磁重分选机是一种符合选矿行业发展的新型铁矿石预选设备，具有处理能力大、回收率高、占地面积小等特点，且维修方便、快捷。

(2)干式磁重分选机在河北承德某选矿厂的应用表明，CZX-500型干式磁重分选机处理能力可达500t/h以上，抛尾产率达30%左右，尾矿磁性铁含量可控制在0.7%左右，与原工艺设备相比，吨铁精粉生产成本可降低约30元。

[1] 尹晓飞，马学毅，王小宇，等.CTG-1030永磁干式磁选机的开发及应用[J]．现代矿业2013(10):154-155．

[2] 钱士湖，赵文华.预选技术在铁矿石选矿中的应用[J]．安徽冶金科技职业学院学报，2008(1):5-7．

[3] 王泽鹏，胡仁喜，康士廷．ANSYSA Workbench14.5有限元分析从入门到精通[M]．北京：机械工业出版社，2014．

2015-05-18)

张擎宇(1983—)，男，工程师，110168 辽宁省沈阳市浑南新区科幻路9号。