CN108722664A - 一种磁性物料干磨滚筒式干选装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁性物料干磨滚筒式干选装置，属于选矿工程技术领域，装置包括干磨装置、风磁同步联选装置、精矿收集装置和尾矿收集装置，风磁同步联选装置包括吹风装置、送风装置、磁选装置和密封罩壳，磁选装置包括磁选圆筒和圆周磁系，磁选圆筒的外周设置密封罩壳，密封罩壳包括粗选区、精选区和卸料区，卸料区的下方设置精矿收集装置，粗选区和精选区的顶端分别设置管路与尾矿收集装置连通。本发明采用磁性物料干磨和滚筒干选集合，对磨粉和磁选进行集成，可使干式磨粉机排出的气固两相流直接进入磁选装置进行粗选，缩短了铁矿石磨选的工艺流程。

Description

一种磁性物料干磨滚筒式干选装置

技术领域

本发明属于选矿工程技术领域，具体涉及一种磁性物料干磨滚筒式干选装置。

背景技术

磁选是一种应用广泛的常见选矿方法。对于比磁化系数χ＞3×10^-3cm³/g的磁性物质而言，可用磁场强度120～279KA/m(1500～3500 ○e)范围的弱磁选设备（即弱磁选工艺）回收。常见含较强磁性物质的资源有天然磁铁矿、磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）、钛磁铁矿、磁黄铁矿、锌铁尖晶石[（Zn,Mn）Fe₂O₄]以及焙烧磁铁矿(包括电厂含铁粉煤灰)，炼钢转炉冶炼渣等铁料。

磁性物料弱磁选工艺分为湿法弱磁选和干法弱磁选两种。

湿法弱磁选是目前处理较强磁性物料的主流工艺。工艺过程一般包含破碎筛分、磨矿分级、多段磁选，精矿浓缩、过滤脱水、尾矿浓缩、输送，坝（库）内尾矿自然沉降堆存，尾矿回水再用等环节。湿法弱磁选工艺虽然可以得到品质比较高的铁料资源，但从包含的工艺过程来分析，与干法工艺比较，存在诸多不足：

（1）湿法工艺路线长，后续产品含浓缩、过滤、脱水环节，增加了选矿成本及建厂投资费用。对于干旱缺水地区而言，该弊端显得尤为突出。

（2）湿式工艺会产生二次污染，影响地下水质；尾矿在库内堆存，日常运行须防漏水、溃坝，除增加成本外，还存在安全、环保隐患；尾矿库占地面积大，闭库后难以实现复垦。

（3）湿式磁选精矿的含水量较高，在严寒地区，冬季时精矿储运困难，导致部分选厂被迫停产，影响经济效益。

目前普遍应用的干法弱磁选工艺，由于粒度上限可达150mm,下限一般为3mm（即高压辊磨机的排料粒度），而铁矿物的解离粒度多为0.15mm(150μm)以下，因此干选工艺多应用于预选抛废（废石、围岩），减少入磨量，提高入选品位，以达到节能、降耗、增效的目的。铁料市场要求的采购标准为60%品位左右，而目前技术水平下干法精选工艺的精矿品位一般在50%左右，鲜有达到合格精矿的生产实例。

干法工艺虽然存在上述不足之处，但磁选后的产品无需脱水环节，尾矿处置比较简单、方便，且符合国家倡导的环保政策，磁选后产品的处置成本大幅度降低。其次有利于严寒地区冬季连续生产，有利于干旱缺水地区降低选矿成本。因此干法磁选工艺仍然具有不可替代的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性物料干磨滚筒式干选装置，以解决湿式磁选工艺存在的上述问题和提高传统干法磁选工艺精矿品位和金属回收率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种磁性物料干磨滚筒式干选装置，包括干磨装置、风磁同步联选装置、精矿收集装置和尾矿收集装置，所述风磁同步联选装置包括吹风装置、送风装置、磁选装置和密封罩壳，所述磁选装置包括磁选圆筒和设置于磁选圆筒内的圆周磁系，磁选圆筒的外周设置密封罩壳，密封罩壳沿磁选圆筒的旋转方向依次包括粗选区、精选区和卸料区，粗选区上设置的气固两相流喷出口与干磨装置的出料口相连通，精选区内设置至少一组吹风装置，精选区的外部设置送风装置，吹风装置穿设于密封罩壳上与送风装置连通，卸料区设置于密封罩壳的底端，卸料区的下方设置精矿收集装置，粗选区和精选区的顶端分别设置管路与尾矿收集装置连通。

所述圆周磁系包括设置于磁选圆筒内的扇形筒体和扇形筒体内穿设的数组磁极，磁极呈放射状均匀设置于扇形筒体靠近磁选圆筒的辊面一侧，磁极沿径向方向为正负极交错排列或同向排列，磁极之间设置间隙，磁极沿轴向方向同向相接排列。

所述扇形筒体的剖面为的扇形，扇形的角度为320-340°，扇形的轴心固定设置于与磁选圆筒的轴心转轴内，扇形筒体内设置用于固定磁极的底板，底板包括导磁金属板和不导磁底板，导磁金属板上设置磁极，导磁金属板靠近轴心的一侧设置不导磁底板。

所述吹风装置包括圆周供风管和气体分配管，圆周供风管设置于磁选圆筒的辊面外侧，与辊面平行设置，圆周供风管靠近辊面的一侧设置若干喷吹口，圆周供风管和气体分配管的一端连通，另一端分别与送风装置连通形成封闭回路。

所述密封罩壳内设置数个封气板用于分隔粗选区、精选区和卸料区，精选区两端的封气板为挠性封气板或弹性封气板。

所述气固两相流喷出口设置于粗选区的底部，入口端的截面为圆形，喷出端的截面为扁平狭缝状；气固两相流喷出口的上方设置若干扼流板，扼流板一端与密封罩壳固定连接，另一端向靠近辊面的方向弯曲。

所述卸料区为漏斗状，卸料区靠近粗选区的一侧设置卸料刷，卸料刷的尾部与密封罩壳固定连接，刷头与辊面接触。

所述送风装置包括鼓风机和与鼓风机连接的集气管，圆周供风管和气体分配管分别与集气管连通。

所述圆周供风管和磁选圆筒之间设置格栅，格栅包括数层错缝叠加的导磁金属网层。

所述粗选区和精选区与尾矿收集装置连通的管路内分别设置粗选调节翻板和精选调节翻板。

本发明采用的技术原理为：

（1）磁性颗粒物质在磁场中被磁化后，会产生与磁源场强具有正相关的磁化强度，也就是说，磁性颗粒受到的磁性力除了磁源磁场力外，还存在颗粒之间磁性吸附力而产生较强的“磁团聚”、“磁包裹”趋势。同时磁性物质具有“磁滞”特性，当其处于“零场强”区时仍具有一定的“剩磁”，但剩磁强度较低（15-30○e），微细磁性颗粒之间的“磁团聚”、“磁包裹”很容易被外力打散。

（2）磁性物料进入到磁场空间后，磁性颗粒会受到磁源的磁场力，其大小与磁源的场强、梯度、磁性颗粒的导磁性能（比磁化系数）等有关；场强高、梯度大、比磁化系数高则磁场力强。由于磁性颗粒在磁场中被磁化，颗粒间必然存在磁性吸附力而相互吸附形成“磁团聚”，磁性吸附力除与前述因素有关外，还与磁性颗粒的直径大小、其本身具有的“剩磁”等有关；颗粒直径越小，“剩磁”越高，颗粒之间的磁性吸附力就相对越大。

（3）由于在弱磁选设备开放型磁系的特定区域存在“零场强”区，通过在“零场强”区设置喷吹口，使得磁性颗粒在磁源磁场力，颗粒之间的磁性吸附力，磁选圆筒表面对颗粒的摩擦力，颗粒本身重力及系统风力场所供风力的共同作用下，可打破磁性颗粒间的“磁团聚”、“磁包裹”，非磁性颗粒不受磁场力及颗粒间磁性吸附力的作用，在“正压风力场”吹散空气扰流、颗粒离心力、颗粒策略及系统“负压风力场”的持续作用进入到风系中，从而实现磁性物料与非磁性物料的分离。

（4）待分选物料反复多次经历“团聚”-“打散团聚”-“剔除非磁性颗粒”-“再团聚”-“再打散”-“再剔除”的过程，可大幅提高装置的分选精度及分选效率。

本发明相较于现有技术的有益效果为：

1、本发明采用磁性物料干磨和滚筒干选工艺，对磨粉和磁选进行集成，可使干式磨粉机排出的气固两相流直接进入磁选装置进行粗选，缩短了铁矿石磨选的工艺流程；

2、采用尾矿干排技术，解决了传统湿法工艺尾矿库会产生二次污染的问题，消除了安全、环保方面存在的隐患，在严寒地区、干旱缺水地区应用具有不可替代的优势；

3、可达到传统湿式磁选工艺同样的分选指标水平（铁精矿品位达到56-65%、金属回收率达到85-95%），解决了传统干法精选工艺精矿品位低、回收率低的问题；

4、降低了项目的投资费用，且生产成本低经济性更好，具有极高的推广价值；

5、本发明采用较短的新型磁选工艺，将粉矿干磨和干选进行集成，达到逐步替代选矿领域湿式磁选工艺的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中圆周磁系交替布置展开示意图；

图3为本发明中圆周磁系同向布置展开示意图；

附图标记含义如下：1、干磨装置；2、风磁同步联选装置；3、精矿收集装置；4、尾矿收集装置；5、吹风装置；6、送风装置；7、磁选装置；8、密封罩壳；9、磁选圆筒；10、圆周磁系；11、粗选区；12、精选区；13、卸料区；14、气固两相流喷出口；15、扇形筒体；16、磁极；17、间隙；18、底板；19、导磁金属板；20、不导磁底板；21、圆周供风管；22、气体分配管；23、喷吹口；24、封气板；25、扼流板；26、卸料刷；27、鼓风机；28、集气管；29、格栅；30、粗选调节翻板；31、精选调节翻板；32、干式磨粉机；33、布袋收集器；34、抽风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种磁性物料干磨滚筒式干选装置，包括干磨装置1、风磁同步联选装置2、精矿收集装置3和尾矿收集装置4，所述风磁同步联选装置2包括吹风装置5、送风装置6、磁选装置7和密封罩壳8，所述磁选装置7包括磁选圆筒9和设置于磁选圆筒9内的圆周磁系10，磁选圆筒9的外周设置密封罩壳8，密封罩壳8沿磁选圆筒9的旋转方向依次包括粗选区11、精选区12和卸料区13，粗选区11上设置的气固两相流喷出口14与干磨装置1的出料口相连通，精选区12内设置至少一组吹风装置5，精选区12的外部设置送风装置6，吹风装置5穿设于密封罩壳8上与送风装置6连通，卸料区13设置于密封罩壳8的底端，卸料区13的下方设置精矿收集装置3，粗选区11和精选区12的顶端分别设置管路与尾矿收集装置4连通。

如图2-3所示，所述圆周磁系10包括设置于磁选圆筒9内的扇形筒体15和扇形筒体15内穿设的数组磁极16，磁极16呈放射状均匀设置于扇形筒体15靠近磁选圆筒9的辊面一侧，磁极16沿径向方向为正负极交错排列或同向排列，磁极16之间设置间隙17，磁极16沿轴向方向同向相接排列。圆周磁系10由稀土永磁体组成，圆周磁系10表面磁感应强度5000-6000 Oe，磁选圆筒9辊面的磁场强度达到2800-3500 Oe，磁选圆筒9与磁选区域（磁选圆筒9辊面之外和密封罩壳8之内的区域）之间由不导磁磁选圆筒9隔离。磁极16布置为正负极交错排列或同向排列：（1）磁极正负极交错排列方式：在扇形筒体15上，磁极16沿圆周方向交错布置，并安装在导磁金属板19上。（2）磁极16同向布置方式：在扇形筒体15上，磁极16沿圆周方向同向布置，并安装在导磁金属板19上。磁系16的这种布置方式，主要是在扇形筒体15内磁系16的圆周外部沿轴向方向上，在每组磁系16中部呈现“零”区域，而在相邻两组磁系16的中部呈现“高场强”区域。磁性物料在皮带移动过程中通过每组磁系16中部过程中，磁性物料从高场强区域进入低场强区域，然后再从低场强区域进入到高场强区域，随着磁场方向的改变，原来被磁场吸附的物料进行一次翻转。在物料翻转过程中，通过吹入一定速度的风量，可使磁性物料中的非磁性物料被吹出，并进入到喷吹气体中形成气固两相流。气固两相流在流动过程中通过格栅29时，气固两相流中夹带的磁性物料被格栅29吸附，磁性物料进入到风磁同步联选装置2进行再次磁选，而气固两相流通过格栅29后进入布袋收集器33进行尾矿收集。

所述扇形筒体15的剖面为的扇形，扇形的角度为320-340°，扇形的轴心固定设置于与磁选圆筒9的轴心转轴内，扇形筒体15内设置用于固定磁极16的底板18，底板18包括导磁金属板19和不导磁底板20，导磁金属板19上设置磁极16，导磁金属板19靠近轴心的一侧设置不导磁底板20。扇形筒体15的扇形角度设置是为了避免整个磁选圆筒9周向区域都带有磁性，磁选圆筒9的辊面无法设置磁性物料卸料的无磁性区域，造成装置不能连续生产，因此必须在磁选圆筒内设置一定长度的无磁区域。

所述吹风装置5包括圆周供风管21和气体分配管22，圆周供风管21设置于磁选圆筒9的辊面外侧，与辊面平行设置，圆周供风管21靠近辊面的一侧设置若干喷吹口23，圆周供风管21和气体分配管22的一端连通，另一端分别与送风装置6连通形成封闭回路。在精选区12距离磁选圆筒9外表面5-8mm的“零场强”区域设置圆周供风管21和喷吹口23，可以使圆周供风管21内带压空气沿喷吹口23吹到磁选圆筒9的辊面料层的“零场强”区域。当物料进入磁场后，在磁场作用下产生磁团聚，但经过“零场强”区域时磁团聚趋势会大大减弱，在喷吹空气的作用下，其中的大部分非磁性物料被吹出，从而实现磁性物料和非磁性物料的分离。

所述密封罩壳8内设置数个封气板24用于分隔粗选区11、精选区12和卸料区13，精选区12两端的封气板24为挠性封气板或弹性封气板。使粗精矿在精选区12精选时气流不串入到较低气压的粗选区11。

所述气固两相流喷出口14设置于粗选区11的底部，入口端的截面为圆形，喷出端的截面为扁平狭缝状；气固两相流喷出口14的上方设置若干扼流板25，扼流板25一端与密封罩壳8固定连接，另一端向靠近辊面的方向弯曲。将气固两相流喷出口14设置在磁选圆筒9的中下部，能够有效延长磁选区域长度，提高了风磁同步联选装置2的产量。

气固两相流喷出口14的喷出端采用呈扁平的狭缝结构，可使原料气固两相流进入粗选区11后沿磁选圆筒9辊面的宽度方向垂直磁选圆筒9辊面喷出，提高粗选区11分选的均匀性；扼流板25采用向磁选圆筒9辊面弯曲的流线形状，可使气固两相流在进入粗选区11后斜向下多次流向磁选圆筒9的辊面，在磁场的作用下，气固两相流中大部分磁性物料被吸附到磁选圆筒9辊面，非磁性物料由于不受磁场力的作用，在气固两相流中继续随气流流动，提高了粗选区11的分选效率。

所述卸料区12为漏斗状，卸料区12靠近粗选区11的一侧设置卸料刷26，卸料刷26的尾部与密封罩壳8固定连接，刷头与辊面接触。

所述送风装置6包括鼓风机27和与鼓风机27连接的集气管28，圆周供风管21和气体分配管22分别与集气管28连通。

所述圆周供风管21和磁选圆筒9之间设置格栅29，格栅29包括数层错缝叠加的导磁金属网层。吹料空气中流化携带的微细颗粒在流经格栅29过程中，由于导磁金属网层的错层布置，增大了气固两相流的扰动作用，并延长了其中的固体颗粒在磁系控制范围内的停留时间，以增强微细磁性颗粒相互粘附的趋势，形成较粗的磁性颗粒，并在磁场的作用下吸附到磁选圆筒9的辊面。

所述粗选区11和精选区12与尾矿收集装置4连通的管路内分别设置粗选调节翻板30和精选调节翻板31。粗选区11和精选区12共同使用一套尾矿收集装置4，粗选调节翻板30和精选调节翻板31可对粗选区11和精选区12的气流压力和流量进行调节。

作业步骤如下：

1、将磁性物料从干磨装置1的干式磨粉机32的原料入口加入，物料在干式磨粉机32内被磨细，粒度为200目占90%以上的细粉随气流被鼓风机27从机内抽出；

2、抽出的原料气固两相流经气固两相流喷出口14喷入到风磁同步联选装置2的粗选区11，原料气固两相流在粗选区11多级扼流板25与圆周磁系10作用下，在多次流向磁选圆筒9表面过程中，其中磁性物料被圆周磁系10的磁场吸附在磁选圆筒9的辊面成为粗精矿，并随磁选圆筒9旋转进入到风磁同步联选装置2的精选区12；

3、气固两相流中非磁性物料在随气流一起流动过程中，在尾矿收集装置4中布袋收集器33和抽风机34的作用下从粗选区11与尾矿收集装置4连通的管路中排至尾矿收集装置4，磁性物料在粗选区11排出的尾矿量占总尾矿量的75%左右；

4、粗精矿随磁选圆筒9转动进入精选区12第一组磁极16的“零场强”区域时，通过送风装置6的鼓风机27将气体通入集气管28后进入吹风装置5的气体分配管22和圆周供风管21内，并从喷吹口23向物料表面喷吹风速为30-40m/s的空气，可将夹杂在磁团聚物料中的部分非磁性颗粒吹出料面，并随气流带走；物料继续随磁选圆筒9继续转动进入第二组磁极16，再次得到精选；物料经过多次风磁联选，可使其中的磁性物料逐级得到富集，产出精矿；吹风装置5可设置2组，由集气管28呈对称展开状分流，分别对精选区12的1/2区域进行喷吹作业；

5、精矿经磁选圆筒9运出圆周磁系10后，经过卸料刷26的刷除，精矿从磁选圆筒9表面卸下，进入精矿收集装置3进行储存；

6、进入磁选圆筒9辊面料层的喷吹空气溢出料层时，会携带大量微细颗粒状物料，流态化的微细颗粒随空气在流经格栅29过程中，其中大部分微细磁性颗粒会相互吸附形成较粗颗粒的磁性料，磁性料可被圆周磁系10再次束缚；

7、在精选区12中相邻两个喷吹口23之间的格栅29空间相对隔离为下部正压区和上部负压区，从喷吹口23吹出的空气进入下部正压区后与物料接触，将物料中非磁性料吹出后形成气固两相流，气固两相流再通过格栅29进入上部负压区，并在尾矿收集装置4的负压作用下从精选区12与尾矿收集装置4连通的管路中排至尾矿收集装置4，磁性物料在精选区排出的尾矿量占总尾矿量的20%左右，格栅采用直径1mm左右的不导磁金属网错缝叠加而成，孔径1-2mm，格网层间距1-2mm，格栅下表面距离物料外表面5-8mm；

8、通过布袋收集器33将粗选区11和精选区12产生的尾矿粉进行收集，排出的洁净空气经抽风机加压后排放。

Claims (10)

1.一种磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：包括干磨装置（1）、风磁同步联选装置（2）、精矿收集装置（3）和尾矿收集装置（4），所述风磁同步联选装置（2）包括吹风装置（5）、送风装置（6）、磁选装置（7）和密封罩壳（8），所述磁选装置（7）包括磁选圆筒（9）和设置于磁选圆筒（9）内的圆周磁系（10），磁选圆筒（9）的外周设置密封罩壳（8），密封罩壳（8）沿磁选圆筒（9）的旋转方向依次包括粗选区（11）、精选区（12）和卸料区（13），粗选区（11）上设置的气固两相流喷出口（14）与干磨装置（1）的出料口相连通，精选区（12）内设置至少一组吹风装置（5），精选区（12）的外部设置送风装置（6），吹风装置（5）穿设于密封罩壳（8）上与送风装置（6）连通，卸料区（13）设置于密封罩壳（8）的底端，卸料区（13）的下方设置精矿收集装置（3），粗选区（11）和精选区（12）的顶端分别设置管路与尾矿收集装置（4）连通。

2.如权利要求1所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述圆周磁系（10）包括设置于磁选圆筒（9）内的扇形筒体（15）和扇形筒体（15）内穿设的数组磁极（16），磁极（16）呈放射状均匀设置于扇形筒体（15）靠近磁选圆筒（9）的辊面一侧，磁极（16）沿径向方向为正负极交错排列或同向排列，磁极（16）之间设置间隙（17），磁极（16）沿轴向方向同向相接排列。

3.如权利要求2所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述扇形筒体（15）的剖面为的扇形，扇形的角度为320-340°，扇形的轴心固定设置于与磁选圆筒（9）的轴心转轴内，扇形筒体（15）内设置用于固定磁极（16）的底板（18），底板（18）包括导磁金属板（19）和不导磁底板（20），导磁金属板（19）上设置磁极（16），导磁金属板（19）靠近轴心的一侧设置不导磁底板（20）。

4.如权利要求3所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述吹风装置（5）包括圆周供风管（21）和气体分配管（22），圆周供风管（21）设置于磁选圆筒（9）的辊面外侧，与辊面平行设置，圆周供风管（21）靠近辊面的一侧设置若干喷吹口（23），圆周供风管（21）和气体分配管（22）的一端连通，另一端分别与送风装置（6）连通形成封闭回路。

5.如权利要求4所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述密封罩壳（8）内设置数个封气板（24）用于分隔粗选区（11）、精选区（12）和卸料区（13），精选区（12）两端的封气板（24）为挠性封气板或弹性封气板。

6.如权利要求5所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述气固两相流喷出口（14）设置于粗选区（11）的底部，入口端的截面为圆形，喷出端的截面为扁平狭缝状；气固两相流喷出口（14）的上方设置若干扼流板（25），扼流板（25）一端与密封罩壳（8）固定连接，另一端向靠近辊面的方向弯曲。

7.如权利要求6所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述卸料区（12）为漏斗状，卸料区（12）靠近粗选区（11）的一侧设置卸料刷（26），卸料刷（26）的尾部与密封罩壳（8）固定连接，刷头与辊面接触。

8.如权利要求7所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述送风装置（6）包括鼓风机（27）和与鼓风机（27）连接的集气管（28），圆周供风管（21）和气体分配管（22）分别与集气管（28）连通。

9.如权利要求8所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述圆周供风管（21）和磁选圆筒（9）之间设置格栅（29），格栅（29）包括数层错缝叠加的导磁金属网层。

10.如权利要求1所述的磁性物料干磨滚筒式干选装置，其特征在于：所述粗选区（11）和精选区（12）与尾矿收集装置（4）连通的管路内分别设置粗选调节翻板（30）和精选调节翻板（31）。