CN117123365A - 一种沉降式线形磁团聚分选方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种沉降式线形磁团聚分选方法及其设备，包括分选筒，分选筒的上端为给料口，分选筒的下部中心位置设置有尾料料斗，尾料料斗的上端直径小于分选筒的下端直径，分选筒的出口为精料出口；在分选筒的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈，每个电磁线圈均间歇性连接电流。本发明充分利用了分选颗粒在矿浆中的自然重力沉降特效，使强磁性颗粒在线形磁团聚形成机制中与弱/非磁性颗粒在水平方向横向分离，然后沿着不同的竖直沉降区域重力沉降，在不同的沉降区域分别得到强磁性产品和弱/非磁性产品，从而实现强磁性物料和有效分离，对磁铁矿、钒钛磁铁矿、还原焙烧磁铁矿有较好分选效果。

Description

一种沉降式线形磁团聚分选方法及其设备

技术领域

本发明属于强磁性物料与弱/非磁性物料在低弱磁场条件下的重力分选工艺范畴，具体涉及一种沉降式线形磁团聚分选设备。

背景技术

传统磁铁矿选矿主要是弱磁场磁选法，设备为湿法筒式弱磁选机，20世纪八十年代提出的磁团聚重选是对传统弱磁选工艺设备分选原理颠覆性的分选工艺和方法，包括传统磁团聚重选法和磁场筛选法，主要用于磁铁矿精选工艺。

1、弱磁场磁选法

弱磁选设备主要是湿式筒式弱磁选机，一般都设计为开放磁系，弱磁场磁选机在整个分选过程中，他们完全或部分依靠不均匀磁场（要有足够的磁场梯度）的磁场力直接吸引强磁性物而实现磁铁矿物与脉石矿物的分离，弱磁选设备背景磁场一般在60-100kA/m。

由上可知，弱磁选工艺中会发生磁团聚现象，磁铁矿颗粒磁性叠加，形成磁聚体，容易夹杂脉石颗粒或者磁铁矿富连生体，造成磁铁矿石分选效率和分离精度不高，铁精矿质量相对较差。弱磁选工艺具有对强磁性物捕收能力强而选择性差的特点，很难分选强磁性物和含有少量强磁性物的连生体，当选别不均匀嵌布的磁铁矿矿石时，必须将其中粗粒磁铁矿一直磨至细粒磁铁矿解离的粒度，才能获得高品位精矿，这就增加了磨矿的能耗和限制了精矿品位的提高。

2、磁团聚重选法

2.1、传统磁团聚重力分选法

在弱磁选设备中，因磁团聚而引起的机械夹杂是精矿产品质量不高的原因之一。针对弱磁选工艺对强磁性物捕收能力强而选择性差的特点，要提高弱磁选铁矿产品的质量，必须破坏磁团聚体，尽可能释放出夹杂与其中的单体脉石或连生体，这个破坏力依靠机械力比较困难，主要应靠流体力和降低背景磁场才可能实现。

1986年，原地质矿产部矿产综合利用研究所王成学教授等提出了“磁团聚重力分选”法，该方法与磁铁矿传统弱磁选原理不同，主要依靠入选强磁性物磁化团聚后与分散脉石或贫连生体在介质中重力或离心力沉降速度的差异进行分选。较细粒杂质物料靠强劲的上升水流溢流排出，从而实现与铁磁性矿物精料分离，背景磁场一般在10-20kA/m，属于低弱磁场，磁场产生主要是永磁磁系。

磁聚机即磁团聚重力选矿机，是王成学教授等按照磁团聚重力分选法设计的第一代低弱磁场分选设备，是集磁力选矿、重力选矿于一体的设备，与传统永磁筒式磁选机相比具有更高的选别精度。在由垂直于矿浆流向的几层磁场组成的工作区内，待分选物料经过磁团聚—分散—再团聚—再分散的历程，使得磁性矿物与非磁性矿物、富连生体及贫连生体分离，从而获得高品位的磁精矿。

2.2、新式磁团聚重力分选法

相较于传统磁团聚重力分选，新式磁团聚重力分选法主要体现在励磁方式的进步，主要靠电磁励磁。这方面的设备主要是磁选柱、淘洗机等。

磁选柱也叫电磁式磁重选矿机，是在磁聚机的基础上升级发展的电磁式磁团聚重力选矿设备，相较于磁聚机的永磁磁系，磁选柱采用电磁磁系，它通过在筒式磁选空间外加装自上而下由多个有一定间隔的直线圈通断直流电产生下移磁场和下移磁场力，这种特殊的磁场变化机制，使得分选物料经过多次的磁团聚—分散—磁团聚，从而实现物料分选。

磁聚机、磁选柱等磁团聚重选工艺设备虽然能够大大减少脉石夹杂和贫连生体进入磁性物，但是不能排除与磁聚体沉降速度相当的过粗脉石和连生体。

3、线形磁团聚重选法

3.1、线形磁团聚

在长期的磁铁矿弱磁选和低弱磁场磁选实践中，提出了线形磁团聚的概念，线形磁团聚是相对于传统弱磁选工艺中块状或簇状磁团聚而提出的，它的本质是在相对均匀的低弱背景磁场条件下，强磁性物料在性相对的NS极磁力牵引下，自主式磁性团聚而形成的磁聚体，该磁聚体呈线形与磁力线平行分布。线形磁团聚与块状、簇状磁团聚成因最大的不同是，线形磁团聚发生在相对均匀磁场中，而块状、簇状磁团聚发生在非均匀、高梯度磁场中（如弱磁选）。

3.2、磁性筛选法及其设备

磁场筛选法是20世纪末王成学教授等提出的利用线形磁团聚进行分选的新工艺，也是靠质量筛分的一种低弱磁场磁重复合力场分选新方法。磁筛分选的基本原理是：在封闭的水环境中设置N极和S极相对的板状磁系，形成尽量均匀的低弱磁场（背景磁场强度一般为常规弱磁选机的数十分之一），在与磁力线平行的方向设置倾斜的筛网，筛网孔径大于物料最大单体粒径，当待分选的物料进入磁场后，已解离的强磁性的磁铁矿单体颗粒被磁化成磁偶极，彼此相互连接形成远大于筛孔尺寸的线形磁聚体，线形磁聚体在具有摩擦力的斜置的筛面上靠重力滚落汇聚成铁精矿，而脉石矿物和连生体单体因不能形成磁团聚而透筛，从而实现磁铁矿与脉石连生体的分离。

磁筛技术设计的特征是：在尽量均匀的磁场中将入选磁性物磁化成线形磁聚体，且尽量避免磁极的直接吸引。使待分选物料分离为磁性物链状磁聚体与单颗粒脉石矿物或磁铁矿—脉石连生体，大大增大了磁性物与非磁性物之间的尺寸差，用具有较大筛孔或筛缝的筛子在磁场中将之分离。在较粗的磨矿细度下及早回收磁性物，从而达到节能、提质。

磁筛工艺解决了已有磁性物分选方法中不易清楚磁性物中的连生体杂质导致分选效率低的问题。由于所采用的筛网孔径足够大（大于入选物料最大粒径）且平均在1mm以上，所以大大扩大了分选物料的粒度范围。

技术对比：

磁团聚重选法属于溢流型弱磁精选工艺，目前主要有磁选柱、淘洗机、电磁精选机等，单基本原理总体接近，比如靠强烈的上升水流实现脉石矿物的分离，缺点是水耗高，对粗颗粒物料的分选适应性差。

磁场筛选法属于筛分型弱磁精选工艺，依靠物料形成磁团聚的尺寸差进行筛分分选，因为属于静态分选，工艺设备处理能力依赖于分选筛面面积的物理叠加，存在设备占地面积大、筛孔会产生累积性堵塞、对微细粒级物料适应性差的问题，磁场需要永磁磁系产生。

沉降式线形磁团聚分选法不同于已有的弱磁选法和磁团聚重选法依赖较强的磁力牵引或者强力的流体浮力，也不同于磁场筛选法依靠筛网分选，它是磁团聚重选法的新发展。

但是目前，沉降式线形磁团聚分选法没有合适的分选设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何提高强磁性物料的分选效果，提供一种沉降式线形磁团聚分选方法及其设备。

本发明的技术方案具体为：

一种沉降式线形磁团聚分选方法，包括如下步骤：

步骤1：进料设备输出相对稳定的矿浆流，矿浆流进入分选筒；

步骤2：在分选筒的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈，最上层的电磁线圈首先通电，将磁性物料吸附至分选筒的筒壁内壁上；

步骤3：上层的电磁线圈断电，下层的电磁线圈通电；矿浆流继续向下，此时，上层被吸附的磁性物料沿圆周向下掉落，同时矿浆流向下流至第二层电磁线圈位置时，矿浆流中的磁性物料被吸附至分选筒的筒壁内壁上；

步骤4：沿圆周向下掉落的磁性物质，沿分选筒筒壁内壁向下掉落，从精料出口出料；非磁性物质随矿浆流从中心向下掉落并进入尾料料斗。

一种采用上述方法的沉降式线形磁团聚分选设备，包括分选筒，分选筒的上端为给料口，分选筒的下部中心位置设置有尾料料斗，尾料料斗的上端直径小于分选筒的下端直径，分选筒的出口为精料出口；在分选筒的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈，每个电磁线圈均间歇性连接电流。

分选筒为变径分选筒，分选筒包括第一节分选筒，第二节分选筒，第三节分选筒和第四节分选筒，且第一节分选筒直径＜第二节分选筒直径＜第三节分选筒直径＜第四节分选筒直径，相邻节分选筒之间为台阶式结构，每节分选筒的筒壁外侧设置有电磁线圈。

精料出口位于分选筒的侧方。

在分选筒的上部设置有溢流口，溢流口的直径大于给料口直径。

本发明的有益效果为：本发明充分利用了分选颗粒在矿浆中的自然重力沉降特效，使强磁性颗粒（弱磁铁单体或者富连生体）在线形磁团聚形成机制中与弱/非磁性颗粒（石英脉石或者磁铁矿贫连生体）在水平方向横向分离，然后沿着不同的竖直沉降区域重力沉降，在不同的沉降区域分别得到强磁性产品和弱/非磁性产品，从而实现强磁性物料（矿物）和有效分离，对磁铁矿、钒钛磁铁矿、还原焙烧磁铁矿有较好分选效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明变径分选筒的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种沉降式线形磁团聚分选方法，包括如下步骤：

步骤1：进料设备输出相对稳定的矿浆流，矿浆流进入分选筒；

步骤2：在分选筒1的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈4，最上层的电磁线圈4首先通电，将磁性物料吸附至分选筒1的筒壁内壁上；

步骤3：上层的电磁线圈4断电，下层的电磁线圈通电；矿浆流继续向下，此时，上层被吸附的磁性物料沿圆周向下掉落，同时矿浆流向下流至第二层电磁线圈位置时，矿浆流中的磁性物料被吸附至分选筒1的筒壁内壁上；该步骤可重复多次，依据设置的电磁线圈层数而定；

步骤4：沿圆周向下掉落的磁性物质，沿分选筒1筒壁内壁向下掉落，从精料出口5出料；非磁性物质随矿浆流从中心向下掉落并进入尾料料斗3。

进一步地，以四层电磁线圈4为例，t=1s时，第一层电磁线圈通电，第2-4层电磁线圈断电；t=2s时，第二层电磁线圈通电，第1、3-4层电磁线圈断电；t=3s时，第三层电磁线圈通电，第1、2、4层电磁线圈断电；t=4s时，第四层电磁线圈通电，第1-3层电磁线圈断电。电磁线圈的通电间隔可以为1s，也可以为其他合适的时间间隔，断电的时间便于磁性物料下落。

如图1所示，沉降式线形磁团聚分选设备，包括分选筒1，分选筒1的上端为给料口2，分选筒1的下部中心位置设置有尾料料斗3，分选筒1的出口为精料出口5。在分选筒1的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈4，电磁线圈4的数量根据分选筒1的长度而定，并从上到下分层布置，图示为四圈电磁线圈，每个电磁线圈均间歇性连接电流，通过电流来控制每个电磁线圈的磁场大小。需要说明的是，尾料料斗3的上端直径小于分选筒1的下端直径。

如图2所示，进一步地，分选筒1为变径分选筒，即：分选筒1包括第一节分选筒，第二节分选筒，第三节分选筒和第四节分选筒，且第一节分选筒直径＜第二节分选筒直径＜第三节分选筒直径＜第四节分选筒直径，相邻节分选筒之间为台阶式结构，每节分选筒的筒壁外侧设置有电磁线圈4。

进一步地，精料出口5位于分选筒1的侧方。

进一步地，在分选筒1的上部设置有溢流口6，溢流口6的直径大于给料口2直径，当给料过量过猛时，物料从溢流口6溢出回收。

进一步地，每层的电磁线圈4均采用间歇式通电方式，以保证吸附到筒壁上的磁性物质能在断开时向下掉落，其断开时间一般为1-2s。

另外，需要说明的是，每层电磁线圈4的形成的磁场强度，根据实际通过的磁性物质的多少、大小、以及该节分选筒的高度而定，根据磁性物质的性质，确定每层电磁线圈的匝数，进而确定该层电磁线圈4的通电电流大小。

工作时，物料从给料口2进入，沿分选筒1垂直沉降，经过多级电磁线圈4的磁场作用，强磁性矿物被吸附在分选筒1的筒壁，并在重力作用下沿筒壁沉降，并从精料出口5输出；而非磁性物料沿分选筒1的中心位置向下下落至尾料料斗3，尾料一般以脉石为主。

本发明的工作原理是：

本发明充分利用了分选颗粒在矿浆中的自然重力沉降特效，使强磁性颗粒（磁铁矿单体或者富连生体）在线形磁团聚形成机制中与弱/非磁性颗粒（石英脉石或者磁铁矿贫连生体）在水平方向横向分离，然后沿着不同的竖直沉降区域重力沉降，在不同的沉降区域分别得到强磁性产品和弱/非磁性产品，从而实现强磁性物料（矿物）的有效分离，对磁铁矿、钒钛磁铁矿、还原焙烧磁铁矿有较好分选效果。

现有技术中的磁选柱和淘洗机，也是采用柱式的分选筒体，但是给料一般以旋流切向给日筒体，出料时，尾矿向上走，精矿向下走，所以，现有技术的设备物料是两头出料。而本发明是上端给料，出料时，尾料（非磁性物料）以自由沉降方式向下出料，而磁性物料被吸附在筒壁上，以圆周方式从四周向下出料，二者给料和出料方式均不同。

由于出料方式不同，所以本专利申请与现有技术对进料的要求也不同：现有技术要求矿浆流是旋流或者湍流，进料时，以切线方向进入分选筒1，使矿浆流旋流起来，这样，通过大量的旋流上升水把较轻的物质向上冲走，而较重的磁性物料形成的磁团聚体在重力沉降和磁场牵引力作用下向下移动。而本专利申请要求进料的矿浆流是静态就行，相对比较稳定。这样，本专利申请要求进料设备相对简单，必须延长流道等方式，保证相对稳定的矿浆流即可；而现有技术则要求比较高的旋转水压，这样，本发明省去了复杂的进料方式，也有效降低了水耗。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种沉降式线形磁团聚分选方法，包括如下步骤：

步骤1：进料设备输出相对稳定的矿浆流，矿浆流进入分选筒；

步骤2：在分选筒（1）的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈（4），最上层的电磁线圈（4）首先通电，将磁性物料吸附至分选筒（1）的筒壁内壁上；

步骤3：上层的电磁线圈（4）断电，下层的电磁线圈通电；矿浆流继续向下，此时，上层被吸附的磁性物料沿圆周向下掉落，同时矿浆流向下流至第二层电磁线圈位置时，矿浆流中的磁性物料被吸附至分选筒（1）的筒壁内壁上；

步骤4：沿圆周向下掉落的磁性物质，沿分选筒（1）筒壁内壁向下掉落，从精料出口（5）出料；非磁性物质随矿浆流从中心向下掉落并进入尾料料斗（3）。

2.一种采用权利要求1所述方法的沉降式线形磁团聚分选设备，包括分选筒（1），其特征在于：分选筒（1）的上端为给料口（2），分选筒（1）的下部中心位置设置有尾料料斗（3），尾料料斗（3）的上端直径小于分选筒（1）的下端直径，分选筒（1）的出口为精料出口（5）；在分选筒（1）的筒壁外侧设置有至少两圈电磁线圈（4），每个电磁线圈均间歇性连接电流。

3.根据权利要求2所述的沉降式线形磁团聚分选设备，其特征在于：分选筒（1）为变径分选筒，分选筒（1）包括第一节分选筒，第二节分选筒，第三节分选筒和第四节分选筒，且第一节分选筒直径＜第二节分选筒直径＜第三节分选筒直径＜第四节分选筒直径，相邻节分选筒之间为台阶式结构，每节分选筒的筒壁外侧设置有电磁线圈（4）。

4.根据权利要求2所述的沉降式线形磁团聚分选设备，其特征在于：精料出口（5）位于分选筒（1）的侧方。

5.根据权利要求2所述的沉降式线形磁团聚分选设备，其特征在于：在分选筒（1）的上部设置有溢流口（6），溢流口（6）的直径大于给料口（2）直径。