CN109046743A - 一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机及其分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机及其分选方法。该分选机包括壳体，壳体为空心立式圆柱结构，壳体内从上到下依次设有导流板、分散筒、分选筒，分散筒、分选筒和壳体的轴线在一条线上；壳体外部设有能产生磁场的空心线圈。利用本发明的装置与方法，只需根据分选工艺要求调节分选机入料量、冲洗水量、分选筒高度、磁场强度、磁场位置，即可实现对颗粒分配规律的调控，从而实现分选的最优化。本发明提供的复合力场分选机集重选、浮选、磁选多种分选方法优点于一体，既可提高磁铁矿精矿品位，又保证了磁铁矿的回收率；有效地缩短了磁铁矿反浮选流程，适用于磁铁矿的反浮选提铁降硅工艺。

Description

一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机及其分选方法

技术领域

本发明涉及一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机及其分选方法，具体涉及一种集重、磁、浮多力场于一体的分选机及其分选方法，属于选矿领域。

背景技术

我国铁矿资源分布较广，矿石种类复杂，资源品质较差。随着铁矿资源的不断开发，微细粒矿、共生矿等劣质铁资源所占比例越来越大，常规、单一的选矿技术手段通常难以获得理想的技术经济指标，关键分选技术和分选设备依然落后于国外水平，新型高效选矿设备的研发与改进仍是选矿工艺发展的重中之重。

目前见诸报道的选矿设备以两种力的复合为主，各分选作用力相互协调，取长补短，如：

（1）浮选与重选的结合

旋流微泡浮选柱、浮选旋流器、注气式旋流器等将旋流分离技术与浮选分离技术结合起来，利用旋流所产生的离心力场强化浮选过程，其多流态梯级的协同效应有效地强化了分离效果，拓展了浮选分离下限，但高密度细粒级易混入低密度物料中，导致细粒级分选密度偏大。

（2）磁选与重选的结合：

磁重选矿机运用磁场力与离心力的叠加强化磁性物的回收。相比于常规磁选机，磁重选矿机处理的原矿品位可降低至10%，甚至以下，主要用于粗选作业。

磁选柱利用电磁线圈产生轴向交替发生的磁聚合与分散，结合上升水流的淘洗作用，可使磁团聚体中夹杂的脉石单体或连生体被上升水流冲洗进入溢流，强磁性团聚体则在磁力及重力作用下进入精矿。

磁力旋流器以磁力强化离心力提高了磁铁矿回收率。磁力螺旋溜槽在旋转的斜面惯性离心力基础上叠加了磁力，提高了磁性微细粒级回收率，磁力跳汰机依靠磁力、重力和风水制度联合作用，实现了磁铁矿与脉石的高效分选，生产出高质量铁精矿。

（3）磁选与浮选的结合：

Seetharama等将磁场用于丹佛浮选机和维姆科浮选机, 以静态和动态永磁场的配置方式为试验条件，对磁铁精矿进行了一系列试验，获得了具有指导意义的结果。MustafaBirinci等研制的磁力微泡浮选柱，通过构建漏斗状磁场对人工配置的石英和磁铁粉混合矿样进行分选试验，在外加磁场的作用下，完成了从磁铁矿中在无抑制药剂条件下选择性浮选石英，分选效率从不施加磁场时的0%增长到88%。

在重选、浮选、磁选等常规选矿方法优势的基础上，以上选矿方法均为力场的两两组合，联动各分选方法，以最便捷的结构设计实现最优化分选效果，对提高细粒磁铁矿分选效果、简化分选工艺具有重要理论意义和应用价值。目前尚没有三种力场联合使用的情况。

发明内容

本发明旨在提供一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机及其分选方法，该装置集重选、浮选、磁选优势于一身，操作简单、效率高，通过对分选装置操作参数和外加磁场的调节，实现分选效果的最优化。

本发明提供了一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机，包括壳体，壳体为空心立式圆柱结构，壳体内从上到下依次设有导流板、分散筒、分选筒，分散筒、分选筒和壳体的轴线在一条线上；壳体外部设有能产生磁场的空心线圈；

壳体内上部连接有倾斜放置的导流板，导流板下沿与壳体内壁连接；导流板中部连接分散筒，分散筒为圆柱筒结构；分散筒下部中心设有分选筒，分选筒也是圆柱筒结构；壳体、分散筒、分选筒内径之比3:2:1；壳体底部连接沉降锥，沉降锥的倾斜度为45°-60°，沉降锥与壳体通过法兰连接，沉降锥底部与分选筒底部通过螺纹连接，分选筒底部连接分选分级锥，矿浆分布器插入分选分级锥底部，并与分选分级锥螺纹连接；

壳体外上部设尾矿排出口，尾矿排出口下部平行设有细泥排出口，尾矿排出口位于导流板斜上方，细泥排出口与导流板底部相接；细泥排出口下方设有第一空心线圈，第一空心线圈与壳体同轴设置，且第一空心线圈能沿壳体轴线在竖直方向上下移动；沉降锥外部同轴设置第二空心线圈，第二空心线圈可沿沉降锥轴线在竖直方向上下移动；沉降锥下部侧面设有中矿排出口；分选分级锥上沿开设有切向进水口，与切向进水管连接，分选分级锥下部侧面设有精矿排出口；分选分级锥外部同轴设置第三空心线圈，第三空心线圈能沿分选分级锥轴线上下移动；

所述壳体、分散筒、分选筒、沉降锥、分选分级锥、矿浆分布器均为同轴设置。

上述的分选机，所述第一空心线圈、第二空心线圈、第三空心线圈分别连接外部电源，通过调整电流强度无级调整磁场强度。

上述的分选机，分选筒底部与沉降锥的重叠部分高度通过螺纹进行调节。

上述的分选机，分选筒底部与分选分级锥通过法兰连接。

上述的分选机，所述分选分级锥底部的矿浆分布器为倒锥形加圆柱形，分选分级锥底部与矿浆分布器通过螺纹连接，可拆卸。

上述的分选机，中矿排出口大小可由不同开孔大小的旋塞与中矿排出口预留内螺纹配合来调节。

本发明提供了上述用于磁铁矿分选的新型复合力场分选机分选方法，适用对象为磨机磨矿后分选粒度合格的磁铁矿粉，包括以下步骤：

（1）原矿经射流充气矿化从底部矿浆分布器给入，经矿浆分布器过渡后沿分选筒均匀分布上升；脉石矿物被气泡携带向上运动，磁性矿物在第二空心线圈磁场力、重力联合作用向下运动，初步实现磁铁矿和脉石矿物的分离；

（2）浮选粗精矿进入分选分级锥后，浮选粗精矿在第三空心线圈的向下磁场力、切向旋流冲洗水的淘洗作用下，磁团聚体夹杂的非磁性矿物和中贫连生体向上运动返回至分选筒再选，磁铁矿精矿从分选分级锥下沿精矿排出口排出；

（3）浮选尾矿从分选筒溢出后再经分散筒扩散，过流断面增大，上升速度减小，石英、大部分贫连生体、细泥被气泡携带形成泡沫产品，向上越过倾斜导流板后，由壳体中上部尾矿排出口排出；泡沫产品夹带的中贫连生体、富连生体及流失的微细粒精矿，在自身重力及第一空心线圈的径向磁场力作用下向壳体边壁移动并沉降，此部分产品回收量通过调节第一空心线圈磁场强度进行调整，部分未随泡沫携带而出的细泥、细粒中贫连生体沿分选筒与壳体之间的折返流上升通道从壳体中上部的细泥排出口排出。

所述步骤（3）中的中贫连生体品位较低时亦可从中矿排出口取出，磨矿后返回再选，从而减少磁铁矿损失，提高磁铁矿回收率。

利用本发明的装置与方法，只需根据分选工艺要求调节分选机入料量、冲洗水量、分选筒高度、磁场强度、磁场位置，即可实现对颗粒分配规律的调控，从而实现分选的最优化。

本发明的有益效果：

（1）本发明提供的复合力场分选机集重选、浮选、磁选多种分选方法优点于一体，既可提高磁铁矿精矿品位，又保证了磁铁矿的回收率。

（2）复合力场分选机集粗选、精选、扫选于一体，有效地缩短了磁铁矿反浮选流程，适用于磁铁矿的反浮选提铁降硅工艺。

附图说明

图1为本发明分选机的结构示意图。

图中：1-壳体，2-导流板，3-尾矿排出口，4-分散筒，5-细泥排出口，6-第一空心线圈，7-沉降锥，8-中矿排出口，9-分选筒，10-第二空心线圈，11-分选分级锥，12-切向进水管，13精矿排出口，14矿浆分布器，15-第三空心线圈。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一种用于磁铁矿分选的新型复合力场分选机，包括，分选机壳体1，壳体为立式圆柱结构，壳体1上部连接有倾斜导流板2，导流板2下沿、壳体1中上部设尾矿排出口3，壳体1中部有分散筒4，分散筒4与倾斜导流板2连接固定，壳体中上部、尾矿排出口3下部设有细泥排出口5，细泥排出口5下方、壳体外部设有第一空心线圈6，第一空心线圈6与壳体1同轴配置，且第一空心线圈能沿壳体轴线上下移动；

壳体1下沿连接沉降锥7，所述沉降锥与水平方向的夹角为55°；沉降锥7与壳体1通过法兰连接，沉降锥下部边侧开有中矿排出口8，沉降锥7底部与分选筒9螺纹连接，沉降锥7外部同轴配置第二空心线圈10，第二空心线圈可沿沉降锥轴线上下移动；

沉降锥7下部与分选筒9螺纹连接，分选筒9插入深度通过螺纹连接调节，分选筒9下部与分选分级锥11法兰连接，分选分级锥11上沿开设有切向进水管12，分选分级锥下沿开设精矿排出口13，分选分级锥底部与矿浆分布器14螺纹连接，分选分级锥外部同轴配置第三空心线圈15，第三空心线圈能沿分选分级锥轴线上下移动；

第一空心线圈6、第二空心线圈10、第三空心线圈15的励磁强度调整方法为：各磁系连接外部电源，通过调整电流强度无级调整磁场强度。

本发明分选后的产品分别由尾矿排出口3，精矿排出口13和细泥排出口5排出，经集料箱汇集后通过重力或其他动力装置运输到后续装置之中。

控制装置与空心线圈相连，可实现对空心线圈的远程观测和远程操作，对磁系位置和磁场强度进行调整，对于工作条件达不到自动控制的场地，也可采用现场人工手动调节的方法，使空心线圈位置和励磁强度符合工艺要求。

采用上述分选机进行分选的方法如下：

（1）原矿经射流充气矿化从底部入料口给入，经矿浆分布器过渡后沿分选筒均匀分布上升。石英等脉石矿物被气泡携带向上运动，磁性矿物在第二空心线圈磁场力、重力联合作用向下运动，初步实现磁铁矿和脉石矿物的分离。

（2）浮选粗精矿进入分选分级锥后，浮选粗精矿在第三空心线圈的向下磁场力、切向旋流冲洗水的淘洗作用下，磁团聚体夹杂的非磁性矿物和中贫连生体向上运动返回至分选筒再选，磁铁矿精矿从分选分级锥下沿精矿口排出。

（3）浮选尾矿从分选筒溢出后再分散筒扩散，过流断面增大，上升速度减小，石英、大部分贫连生体、细泥被气泡携带形成泡沫产品，向上越过倾斜导流板后，由壳体中上部尾矿口排出；泡沫产品夹带的中贫连生体、富连生体及流失的微细粒精矿，在自身重力及第一空心线圈的径向磁场力作用下向壳体边壁移动并沉降，此部分产品回收量通过调节第一空心线圈磁场强度进行调整，部分未随泡沫携带而出的细泥、细粒中贫连生体沿分选筒与壳体之间的折返流上升通道从壳体中上部的细泥排出口排出。

分选机的调整步骤为：

连接分选机管路，检查管路密封性，保证分选机及管路畅通；

合理添加药剂用量，调节入料流量，待分选机工作状况稳定后，接通三组空心线圈电流，通过对第一、第二空心线圈的磁系位置和励磁电流的调节，调整精矿产率及质量；通过对第三空心线圈在壳体中上部位置和励磁电流的调节，调整中矿品位和返回量；

在步骤②调节范围内无法使指标达标，则通过调节三组空心线圈的高度/直径比值重新调整；

据原矿质量及分选工艺要求，确定第三空心线圈所吸附中贫连生体再选方式。

Claims (8)

1.一种用于磁铁矿分选的复合力场分选机，包括壳体，其特征在于：壳体为空心立式圆柱结构，壳体内从上到下依次设有导流板、分散筒、分选筒，分散筒、分选筒和壳体的轴线在一条线上；壳体外部设有能产生磁场的空心线圈；

壳体内上部连接有倾斜放置的导流板，导流板下沿与壳体内壁连接；导流板中部连接分散筒，分散筒为圆柱筒结构；分散筒下部中心设有分选筒，分选筒也是圆柱筒结构，壳体底部连接沉降锥，沉降锥与壳体通过法兰连接，沉降锥底部与分选筒底部通过螺纹连接，分选筒底部连接分选分级锥，矿浆分布器插入分选分级锥底部，与分选分级锥螺纹连接；

壳体外上部设尾矿排出口，尾矿排出口下部平行设有细泥排出口，尾矿排出口位于导流板斜上方，细泥排出口与导流板底部相接；细泥排出口下方设有第一空心线圈，第一空心线圈与壳体同轴设置，且第一空心线圈能沿壳体轴线在竖直方向上下移动；沉降锥外部同轴设置第二空心线圈，第二空心线圈可沿沉降锥轴线在竖直方向上下移动；沉降锥下侧面设有中矿排出口；分选分级锥上沿开设有切向进水口，与切向进水管连接，分选分级锥下部侧面设有精矿排出口；分选分级锥外部同轴设置第三空心线圈，第三空心线圈能沿分选分级锥轴线上下移动；

所述壳体、分散筒、分选筒、沉降锥、分选分级锥、矿浆分布器均为同轴设置。

2.根据权利要求1所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机，其特征在于：所述第一空心线圈、第二空心线圈、第三空心线圈分别连接外部电源，通过调整电流强度无级调整磁场强度。

3.根据权利要求1所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机，其特征在于：所述壳体、分散筒、分选筒内径之比3:2:1。

4.根据权利要求1所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机，其特征在于：分选筒底部与沉降锥的重叠部分高度通过螺纹进行调节；所述沉降锥与水平方向的夹角为45°-60°。

5.根据权利要求1所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机，其特征在于：所述分选分级锥底部的矿浆分布器为倒锥形加圆柱形，分选分级锥底部与矿浆分布器通过螺纹连接，方便拆卸。

6.根据权利要求1所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机，其特征在于：中矿排出口大小由不同开孔大小的旋塞与中矿排出口预留的内螺纹配合来调节。

7.一种权利要求1~6任一项所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机的分选方法，适用于磨机磨矿后分选粒度合格的磁铁矿粉，其特征在于：包括以下步骤：

（1）原矿经射流充气矿化从底部矿浆分布器给入，经矿浆分布器过渡后沿分选筒均匀分布上升；脉石矿物被气泡携带向上运动，磁性矿物在第二空心线圈磁场力、重力联合作用向下运动，初步实现磁铁矿和脉石矿物的分离；

（2）浮选粗精矿进入分选分级锥后，浮选粗精矿在第三空心线圈的向下磁场力、切向旋流冲洗水的淘洗作用下，磁团聚体夹杂的非磁性矿物和中贫连生体向上运动返回至分选筒再选，磁铁矿精矿从分选分级锥下沿精矿排出口排出；

（3）浮选尾矿从分选筒溢出后再经分散筒扩散，过流断面增大，上升速度减小，石英、大部分贫连生体、细泥被气泡携带形成泡沫产品，向上越过倾斜导流板后，由壳体中上部尾矿排出口排出；泡沫产品夹带的中贫连生体、富连生体及流失的微细粒精矿，在自身重力及第一空心线圈的径向磁场力作用下向壳体边壁移动并沉降，此部分产品回收量通过调节第一空心线圈磁场强度进行调整，部分未随泡沫携带而出的细泥、细粒中贫连生体沿分选筒与壳体之间的折返流上升通道从壳体中上部的细泥排出口排出。

8.根据权利要求7所述的用于磁铁矿分选的复合力场分选机的分选方法，其特征在于：所述步骤（3）中的中贫连生体品位较低时，从中矿排出口排出，磨矿后返回再选，从而减少磁铁矿损失，提高磁铁矿回收率。