SLon立环脉动高梯度磁选机的影响因素分析*

傅国辉 徐俊峰 李 刚 宋长春 王子扬 侯 英，3

（1.鞍山钢铁集团有限公司齐大山选矿厂；2.辽宁科技大学矿业工程学院；3.辽宁省金属矿产资源高效采选与利用工程技术研究中心）

赤铁矿强磁选常用的设备主要有平环磁选机和 立环脉动高梯度磁选机［1］。由于平环磁选机在生产过程中容易造成介质盒堵塞，故目前国内外赤铁矿强磁选生产过程中普遍采用SLon立环脉动高梯度磁选机［2］。SLon立环脉动高梯度磁选机具有高场强、高梯度、不易堵塞、分选效率高、设备作业率高等优点［3］，可广泛应用于赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、锰矿、钛铁矿、黑钨矿等多种弱磁性矿物的湿式分选［4］。

本文系统论述SLon 立环脉动高梯度磁选机的结构参数、工作参数、给矿性质和日常生产管理对其分选的影响，对其在赤铁矿选矿领域的应用提供借鉴与参考。

1 结构和原理

SLon 立环脉动高梯度磁选机是利用磁力、脉动流体力、重力等多种力场的综合效应进行分选的一种磁选设备［5］，该设备主要由脉动机构、激磁线圈、铁轭、转环和各种矿斗组成［3］，SLon 立环脉动高梯度磁选机外观见图1，结构见图2。

SLon 立环脉动高梯度磁选机分选物料从给矿斗给入，沿上铁轭缝隙流入转环中处于磁场中的分选盒，固定在转环上的磁介质，当转环作顺时针旋转时，将磁介质不断送入和运出被激磁线圈通直流电后产生感应磁场的分选区。磁性颗粒被磁介质吸附，被转换带到顶部无磁场区后被反向冲洗水冲入精矿斗，非磁性颗粒穿过磁介质后沿下铁轭缝隙流入尾矿斗。

该设备可显著提高磁性精矿的品位，并保持对细粒磁性矿物回收率高的优点。此外，脉动机构还具有防止磁介质堵塞的作用，其特点是转环立式旋转，反冲精矿并配有矿浆脉动机构［6］。

2 SLon 立环脉动高梯度磁选机的影响因素分析

影响SLon 立环脉动高梯度磁选机分选效果的主要因素包括结构参数、工作参数、给矿性质和日常生产管理。

2.1 结构参数的影响

结构参数是指设备本身的参数，主要包括转环外径、介质盒结构及材质。

2.1.1 转环外径的影响

目前，市场上供应的SLon 立环脉动高梯度磁选机的型号为SLon-500、750、1 000、1 250、1 500、1 750、2 000、2 250、2 500、3 000、3 500、4 000、5 000等，设备处理能力0.05～950 t/h。不同型号对应的转环外径和处理能力见表1。

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由表1可知，SLon立环脉动高梯度磁选机的转环外径越大，处理能力越大；随着转环直径的增大，单位物料的生产成本逐渐降低，占地面积逐渐减小，选厂自动化生产水平显著提高［7］。

2.1.2 介质盒结构的影响

磁介质通常用导磁不锈钢制成钢板网（网介质）或圆棒（棒介质）［8］。磁介质的材质、形状、排列方式、相对尺寸及充填率等参数显著影响磁场梯度，进而影响分选效果。

网介质具有磁场梯度较高的优点，但维护工作量大。棒介质具有工作稳定、维护工作量小等优点，但磁场梯度较低。工业生产应尽量采用棒介质，采用网介质则必须加强管理［9］。

李凤久等论述，混合介质棒兼具作用深度广和磁场梯度高的特点，优化配比后的混合聚磁介质分选微细粒赤铁矿石具有更好的分选效果［10］。为了提高SLon 磁选机的选矿效率，赣州金环磁选设备有限公司开展了新型磁介质研究，分别研制了不同直径的磁介质、磁介质组及各种磁介质的优化组合，根据入选物料粒度和比磁化系数选择适宜的磁介质［11-12］。

2.2 工作参数的影响

（1）脉动冲程的影响。脉动冲程一般在0～26 mm，随着脉动冲程的增大，分选物料的分散效果越好，获得的精矿品位会越高，但回收率在冲程过高时会有所下降；在保证精矿品位满足要求的情况下，设定合理的脉动冲程有利于最大限度地提高回收率，进而提高分选效率。

（2）脉动冲次的影响。脉动冲次一般在0～300 r/min，随着脉动冲次的增大，分选物料的分散效果越好，获得的精矿品位会越高，但设备的使用寿命在冲次过高时会有所下降；在保证精矿品位满足要求的情况下，设定合理的脉动冲次有利于最大限度地提高分选效率和保护设备。

（3）背景磁感应强度的影响。背景磁感应强度一般在0～1 T，随着背景磁感应强度的增大，对弱磁性矿物的捕收能力越强，精矿品位逐渐降低，精矿回收率逐渐增加，背景磁感应强度对精矿的品位、回收率影响显著。在保证精矿品位满足要求的情况下，设定合理的背景磁感应强度，有利于最大限度地提高精矿回收率和分选效率。

（4）转环转速的影响。转环转速决定介质盒在磁场中的停留时间。在给矿量一定的情况下，转速越慢，停留时间越长，物料与磁介质作用越充分，但通过磁介质的矿浆就越多，磁介质负荷就越重，反之亦然［13］。设置合理的转环转速有利于提高分选指标，既可保证物料与磁介质作用充分，又可保证磁介质不会超负荷工作。

2.3 给矿性质的影响

2.3.1 入料浓度对分选效果的影响

入料浓度一般为10%～40%，入料浓度显著影响分选效果。入料浓度越低，物料在矿浆中的分散效果越好，分选效果越好，但处理能力随之降低，生产成本增加，在满足现场处理能力要求的前提下适当降低入料浓度，有助于提高分选效果。实现入料浓度的智能监控和调节，有助于提高SLon 立环脉动高梯度磁选机的分选效果。

2.3.2 入料粒度对分选效果的影响

入料粒度的大小直接决定入料的解离度，随着入料粒度的降低，物料的单体解离度逐渐增加，分选效果变好，但随着入料粒度的进一步降低，物料的单体解离度变化不大，铁精矿品位变化不大；但由于物料过磨会导致铁精矿产率和回收率逐渐降低，为了防止物料过磨产生不良影响，入料粒度应控制在一定范围内。

2.4 生产管理的影响

2.4.1 分选槽液位对分选效果的影响

保证矿浆液位高度使脉动充分发挥作用是SLon立环脉动高梯度磁选机获得良好分选指标的要点之一。实现分选槽液位高度智能监控与控制是保证磁选机高效分选的必要条件，在生产过程中应推广应用分选槽液位智能控制技术。

2.4.2 磁选机的清理制度

SLon 立环脉动高梯度磁选机获得良好分选指标的另一个要点是保持介质盒的清洁和整齐。SLon 立环脉动高梯度磁选机的介质盒由不锈钢制成的钢板网或圆棒组成。在实际生产过程中经常出现给矿隔渣筛板严重磨损或破大洞等情况，导致入料中出现大颗粒物料，粒度较粗的物料进入介质盒会堵塞介质盒。使用SLon 立环脉动高梯度磁选机前，一定要设置筒式磁选机选别出强磁性矿物，因为强磁性矿物进入磁介质盒会造成磁团聚，堵塞介质盒。定期检查清理介质盒有助于恢复磁选机的分选能力。

定期检查清理给矿箱的物料及杂物，避免给矿箱沉积物料及杂物导致入料不均匀而影响磁选机的分选效果。

3 结 论

（1）SLon 立环脉动高梯度磁选机的转环外径越大，处理能力越大，生产成本越低，占地面积越小，选厂自动化水平越高；聚磁介质是强磁机中改变磁场梯度最主要的结构部件，优化配比聚磁介质是提高分选效率的重要研究方向。

（2）脉动冲程、脉动冲次、背景磁感应强度和转环转速等工作参数显著影响磁选机的分选效果，应根据不同的矿石性质设定适宜的数值。

（3）入料浓度和入料粒度等给矿性质因素也会显著影响分选效果，在满足生产能力要求的前提下，适当降低入料浓度有利于提高分选效果；随着入料粒度的降低，物料的单体解离度逐渐增加，分选效果变好，但随着入料粒度的进一步降低，物料的单体解离度变化不大，铁精矿品位变化不大，但由于物料过磨会导致铁精矿产率和回收率逐渐降低，为了防止物料过磨产生不良影响，入料粒度应控制在一定范围内。

（4）SLon 立环脉动高梯度磁选机获得良好分选指标的要点是保证矿浆液位高度使脉动充分发挥作用，同时保持介质盒的清洁与整齐。