（矿物加工工程专业论文）周期式水平磁系高梯度磁选机的磁路计算和聚磁介质研究.pdf

， 女 分类号v d c 周期式水平磁 硕士学位论文 夏吉 尔同 j f i i iil ll l 1 1 1 1 1 1 1 i 。y 17 18 9 4 2 密缴一 梯度磁选机的磁路计算与 聚磁介质研究 m a g n e t i cc i r c u i tc a l c u l a t i o na n dm a t r i xs t u d yo fc y c l e t y p eh o r i z o n t a l m a g n e t i cs y s t e mh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o r 作者姓名：黄雄林 学科专业：矿物加工工程 二级学院：资源加工与生物工程学院 指导教师：汤玉和教授级高工 顾帼华教授 答辩委员会主席 二o o 年四月 f _ - 。 丝到 一 + j ! 寸i - ，- 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 期：必年上月4 日 1 学位论文版权使用授权书) | 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技 术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名导师签名 沿妒 幽生月学日 中南大学硕士学位论文摘要 摘要 高梯度磁力分离技术是2 0 世纪6 0 年代末发展起来的选矿分离技 术，是一种根据物料磁性差异进行分离的物理选矿方法。它利用电或 永磁体在工作隙产生较强的背景磁场，同时通过聚磁介质产生较高的 磁场梯度，从而对磁性颗粒的捕集能力大大增强，达到分离物料的目 的。目前，对高梯度磁力分离技术的应用己突破传统的矿物加工领域， 在环境工程、土壤治理、生物工程、纳米材料等方面均有广阔的前景。 但是，国内高梯度磁分离工艺的工业应用比较有限，因此加强对高梯 度磁分离技术的开发利用是非常重要的。 磁选设备的研究与开发是高梯度磁分离技术工业应用的关键。在 设备的研发过程中，磁系设计( 包括磁路设计和分选空间磁场分布设 计) 是重点，而揭示分选空间的磁场分布对分析磁选设备的性能、确 定适宜的磁系结构参数、磁极形状和尺寸以及研究磁性颗粒受力情况 起着重要的作用。 论文在综述国内外高梯度磁选机的发展的基础上，针对研制的周 期式水平磁系高梯度磁选机，首先研究圆柱形介质棒的磁场特性，分 析矿物颗粒在聚磁介质附近的吸附和受力；然后是对磁系进行磁路计 算；三是利用有限元法数值模拟不同直径介质棒的磁场特性；最后通 过研究周期式水平磁系高梯度磁选机背景场强与聚磁介质盒充填率的 关系，探讨影响周期式水平磁系高梯度磁选机分选效率的主要因素， 并对南京梅山铁矿的强磁给矿进行选别试验。 圆柱形介质棒的磁场特性研究表明，当磁介质未达到磁饱和时， 作用在磁性矿粒上的磁力e 与背景场强h 。的平方成比例；当磁介质达 磁饱和后，介质的感应磁场强度将不再随背景场强风的增加而增加， 但弱磁性矿粒的磁化强度仍随着的矾增加而增加，因而作用在磁性矿 粒的磁力e 与背景场强h 。的一次方成比例。 矿粒在介质棒附近运动时，受到多种力的作用，如磁力、流体力、 重力等。通过矿粒在综合力场下的受力分析可知，介质棒对磁性矿粒 的捕收与流体性质、磁介质的特性、磁选过程的工艺参数等有关。 磁路计算表明，水平磁系高梯度磁选机由于工作时的背景场强较 低，而各部分磁轭的磁感应强度也较低，故可以适当减小轭板的厚度， 提高磁选机的机重比。 中南大学硕士学位论文 摘要 数值模拟不同直径介质棒的磁场特性表明，随着介质棒直径的增 加，磁场强度和磁感应强度最大值均是逐渐降低的，但有效捕集面积和 作用深度逐渐增大。 背景场强与聚磁介质的关系表明，随着介质盒充填率的增加，两 相邻介质棒表面和中间的实测场强大体上是增加的；随着励磁电流的 增加，所测得的场强无论是介质棒表面还是中间，都是增大的；通过 数据还可以发现，对于充填率较高的介质盒，随着棒与棒之间中心距 的减小，测得棒的表面与棒中间位置的磁感应强度值变化不大。另外， 当介质盒充填率较高时，合理的介质棒组合仍能获得较好的分选效果， 但过高的介质充填率对分选并无益处。 本课题研制的周期式水平磁系高梯度磁选机的背景场强可以达到 0 9 t 。针对选别梅山铁矿，其最终精矿品位可以达到5 3 7 4 ，作业回 收率为6 4 6 1 ，高于选厂分选指标。说明磁系设计计算、磁场分析理 论公式具有一定的适用性。 关键词水平磁系，高梯度，聚磁介质，磁选 i i a b s t r a c t 一：j ：7 ： 一 h ig hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o ni s am i n e r a ls e l e c tt e c h n o l o g y w h i c hd e v e l o p e ds i n c et h el a t e6 0 so ft h e2 0 t hc e n t u r y i t sap h y s i c a l s e p a r a t i o nm e t h o da c c o r d i n gt o t h ed i 【f f e r e n c e sb e t w e e nt h em a g n e t i c m a t e r i a l s i tu s e se f f e c t i v ee l e c t r i c i t ya n dp e r m a n e n tm a g n e tg e n e r a t e s t r o n gb a c k g r o u n dm a g n e t i cf i e l d ，a l s op r o d u c e sh i g hg r a d i e n tm a g n e t i c f i e l dv i am e d i u mt oc a p t u r et h em a g n e t i cp a r t i c l e s a b i l i t yg r e a t l ye n h a n c e d t oa c h i e v et h ep u r p o s eo fs e p a r a t i n gm a t e r i a l s a tp r e s e n t ，t h eh i 曲g r a d i e n t m a g n e t i cs e p a r a t i o nt e c h n o l o g yh a sb r o k e nt h et r a d i t i o n a la r e a so f m i n e r a l 。 w h i c hh a sb r o a d , l i c a t i o n ) e c t s onmentalprocessinga p p l m a t l o np r o s p e c t s i ne n v i r o n m e n t a l ， e n g i n e e r i n g ，s o i lr e m e d i a t i o n ，b i o e n g i n e e r i n g ，n a n o 。m a t e r i a l s e t c h o w e v e r ，t h ed o m e s t i ch i 曲一g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o nt e c h n o l o g yi s l i m i t e di ni n d u s t r i a la p p l i c a t i o n s ，s oi t si m p o r t a n tt os t r e n g t h e nt h eh i g h g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o nt e c h n o l o g y sd e v e l o p m e n t a n du t i l i z a t i o n m a g n e t i cs e p a r a t i o ne q u i p m e n t sr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ti s ak e y t oi n d u s t r i a la p p l i c a t i o n sf o rh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o nt e c h n o l o g y i nt h ed e v i c ed e v e l o p m e n tp r o c e s s i n g ，t h em a g n e t i cs y s t e md e s i g n ( i n c l u d i n gm a g n e t i cc i r c u i td e s i g na n ds e p a r a t i o no ft h em a g n e t i cf i e l d d i s t r i b u t i o nd e s i g n ) i st h ep r i o r i t y ，w h i c hp l a ya ni m p o r t a n tr o l et or e v e a l t h es p a t i a ls e p a r a t i o no ft h em a g n e t i cf i e l dd i s t r i b u t i o no nt h ep e r f o r m a n c e o fm a g n e t i cs e p a r a t i o ne q u i p m e n t ，d e t e r m i n et h ea p p r o p r i a t e s t r u c t u r e p a r a m e t e r s o ft h em a g n e t i cs y s t e m ，c o n f i r ms h a p ea n ds i z eo ft h ep o l ea n d a n a l y z et h ef o r c eo f t h em a g n e t i cp a r t i c l e s t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n to fh i g hg r a d i e n tm a g n e t i c s e p a r a t o ra th o m ea n da b r o a d a i ma t t h ed e v e l o p m e n to fc y c l e t y p e h o r i z o n t a lm a g n e t i cs y s t e mh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o r f i r s t s t u d y i n g t h em a g n e t i cc h a r a c t e r i s t i c so fc y l i n d r i c a l d i e l e c t r i cr o d ， a n g l i c i z i n gt h em i n e r a lp a r t i c l e s a d s o r p t i o n s t a t ea n df o r c en e a rt h e m a g n e t i cm e d i a s e c o n d ，c a l c u l a t et h em a g n e t i cc i r c u i t 1 1 1 i r d ，u s i n gt h e m e t h o do ff i n i t ee l e m e n ts i m u l a tt h et h em a g n e t i cf i e l dc h a r a c t e r i s t i c so f d i f f e r e n td i a m e t e rr o d a tl a s t ，s t u d y i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np e r i o d i c h o r i z o n t a lm a g n e t i cs y s t e mh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o rb a c k g r o u n d m a g n e t i cf i e l ds t r e n g t h a n dm e d i u md i a m e t e r ，d i s c u s st h es e p a r a t i o n i i i 中南大学硕士学位论文a b s t r a c t e f f i c i e n c yo ft h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r so ft h ec y c l e t y p eh o r i z o n t a l m a g n e t i cs y s t e mh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o ra n dd os o m em a g n e t i c s o r t i n gt e s tw i t ht h eo r eo fn a n ji n gm e i s h a ni r o np l a n t b ya n a l y z i n gc y l i n d r i c a ld i e l e c t r i c r o d s m a g n e t i cc h a r a c t e r i s t i c s s h o w sw h e nt h em a g n e t i cm e d i u mh a sn o tr e a c h e ds a t u r a t i o n ，t h er o l eo f m a g n e t i cm i n e r a lg r a i n so nt h eb a c k g r o u n dm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t hi s p r o p o r t i o n a lt ot h es q u a r e ；w h e nt h em a g n e t i cm e d i au pt om a g n e t i c s a t u r a t i o n , t h em e d i aw i l ln o tb ei n d u c e dm a g n e t i cf i e l di n t e n s i t ya g a i n w i t ht h eb a c k g r o u n df i e l ds t r e n g t hi n c r e a s e s ，b u tt h ew e a km a g n e t i z a t i o n o fm a g n e t i cm i n e r a lp a r t i c l e sa r es t i l lw i t ht h ei n c r e a s eo ft h em a g n e t i c f i e l ds t r e n g t h ，t h e r e f o r et h er o l eo fm a g n e t i cm i n e r a l p a r t i c l e si nt h e b a c k g r o u n dm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t hi sp r o p o r t i o n a lt of i r s tp o w e r m i n e r a lp a r t i c l e si nt h em e d i an e a rt h em o v e m e n tb yav a r i e t yo f p o w e rf u n c t i o n s ，s u c ha sm a g n e t i cf o r c e ，f l u i d f o r c e ，g r a v i t y c o m p r e h e n s i v ef o r c ef i e l db ym i n e r a lp a r t i c l e si nt h ek n o w nu n d e rt h e s t r e s s a n a l y s i s ，d i e l e c t r i cr o do fm a g n e t i cm i n e r a lg r a i n sa n dt h ef l u i d n a t u r eo ft h ec o l l e c t o r , t h ec h a r a c t e r i s t i c so fm a g n e t i cm e d i a ，m a g n e t i c s e p a r a t i o np r o c e s s ，p a r a m e t e r sa n ds oo n m a g n e t i cc i r c u i tc a l c u l a t i o n ss h o wt h a tt h eh o r i z o n t a lm a g n e t i c s y s t e mh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o r sw o r kb a c k g r o u n da sal o w e r f i e l ds t r e n g t h ，s ot h e p a r to f t h em a g n e t i cy o k eo ft h em a g n e t i cf l u xd e n s i t y a r ea l ll o w ，s ow ec a np r o p e r l yr e d u c et h et h i c k n e s so ft h ey o k ep l a t e ，t o i m p r o v em a g n e t i cs e p a r a t o rm a c h i n e sw e i g h tr a t i o n u m e r i c a ls i m u l m i o nt h em a g n e t i cf i e l dc h a r a c t e r i s t i c so fd i f f e r e n t d i a m e t e rr o d ，w i t ht h ed i e l e c t r i cr o dd i a m e t e ri n c r e a s e s ，t h em a g n e t i cf i e l d i n t e n s i t ya n dm a g n e t i ci n d u c t i o ni n t e n s i t ym a x i m u mv a l u ei sg r a d u a l l y d e c r e a s e d ，b u tt h er o l eo ft h ee f f e c t i v ec a p t u r ea r e aa n dt h ed e p t hi n c r e a s e s t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nb a c k g r o u n dm a g n e t i cf i e l d s t r e n g t ha n d m a t r i xs h o w sd i e l e c t r i cr o ds u r f a c ea n ds t i c kt h em i d d l eo ft h em e a s u r e d m e d i u mb ya n dl a r g ei n c r e a s ei nf i e l ds t r e n g t hw i t ht h em e d i u mf i l l i n gr a t e o fi n c r e a s e ；t h em e a s u r e df i e l ds t r e n g t hv a l u e sa r ei n c r e a s i n gr e g a r d l e s so f t h ed i e l e c t r i cr o ds u r f a c eo rt h em i d d l e o ft h ed i e l e c t r i cr o dw i t ht h e i n c r e a s eo fe x c i t a t i o nc u r r e n t ；t h r o u g hd a t aa n a l y s i sc a na l s ob ef o u n d ，t h e h i g h e rt h ef i l l i n gr a t ef o rm a t r i x ，w i t ht h ec e n t e rd i s t a n c eb e t w e e nt h er o d i v a n dt h er o dd e c r e a s e s , t h em e a s u r e dm i d d l eo ft h es u r f a c ea n ds t i c kt h e m a g n e t i cf l u xd e n s i t yd o e s n o tc h a n g eal o t m i l ea tt h eh i g h e rf i l l i n g r a t e ，ar e a s o n a b l e a r r a n g e m e n to fd i e l e c t r i cr o d sc a ns t i l lg e tag o o d s e p a r a t i o ne f f e c t ，b u tt h eh i g hr a t eo nt h es e p a r a t i o nm e d i u m f i l l i n gp r o c e s s o fn ob e n e f i t t h i ss u b je c to ft h ed e v e l o p m e n to fc y c l e t y p eh o r i z o n t a l m a g n e t i c s y s t e mh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t o r sb a c k g r o u n df i e l ds t r e n g t hc a n r e a c ho 9 t , w h i c hf u l l ym e e tt h ew e a k l ym a g n e t i c m i n e r a ls e p a r a t i o n r e q u i r e m e n t s i nc o n n e c t i o nw i t hm e i s h a ni r o nf o rs o r t i n g ，t h ef i n a l c o n c e n t r a t eg r a d ec a nr e a c h5 3 7 4 ，t h eo p e r a t i n gr a t ew a s6 4 6 1 ， h i g h e rt h a nt h es e l e c t e dp l a n t so nt h es e p a r a t i o ni n d e x e s i n d i c a t i v eo ft h e m a g n e t i cs y s t e md e s i g nc a l c u l a t i o na n dt h ef o r m u l ao fm a g n e t i cf i e l d t h e o r yh a v es o m ea p p l i c a b i l i t y k e yw o r dh o r i z o n t a lm a g n e t i cf i e l d ，h i g hg r a d i e n t ，m a t r i x ，m a g n e t i c s e p a r a t o r v 中南大学硕士学位论文 目录 目录 摘要要i a b s t r a c t i 第一章文献综述1 1 1 国内外选矿强磁场磁选机的研究现状l 1 1 1 高梯度磁选设备2 1 1 2 其它强磁选机的技术进展4 1 2 高梯度磁选机磁系比较6 1 2 1 垂直磁系的优缺点7 1 2 2 水平磁系的优缺点。7 1 - 2 3 磁系的选定8 1 3 、磁选机磁系的磁场分布研究8 1 3 1 磁场的实验研究方法8 1 3 2 磁场的理论研究方法一9 1 4 本课题研究的目的、意义和内容1 3 第二章水平磁系高梯度磁选机磁选机理分析1 4 2 1 磁选基本理论1 4 2 1 1 磁学基础1 4 2 1 2 磁选基本条件15 2 1 - 3 磁力。l6 2 2 水平磁场中介质棒的磁场特性17 2 3 磁性矿粒在水平磁场中综合受力的分析2 0 2 3 1 矿粒所受磁力2 0 2 3 2 矿粒所受的流体力2 3 2 3 3 矿粒所受到的重力2 3 2 3 4 矿粒在圆柱形聚磁介质附近综合受力分析2 3 2 4 聚磁介质的匹配与排布2 4 2 5 本章小结2 6 第三章磁路计算与聚磁介质研究2 7 3 1 磁路计算2 7 3 1 1 磁路计算二大定律2 7 3 1 2 磁头形状的选择2 8 中南大学硕士学位论文 目录 3 1 3 磁系设计及计算2 8 3 1 4 线圈匝数计算3 8 3 2 聚磁介质磁场特性的数值模拟研究3 9 3 2 1 聚磁介质的有限元计算模型3 9 3 2 2 二维静态磁场a n s y s 分析步骤4 2 3 2 3 聚磁介质磁场特性的数值模拟结果分析4 3 3 3 聚磁介质盒的设计4 6 3 4 周期式水平磁系高梯度磁选机的参数测定4 8 3 4 1 背景场强与激磁电流的关系测定4 8 3 4 2 介质感应强度与背景场强的关系测定4 9 3 4 3 冲程和冲次极限参数的测定5 1 3 5 本章小结5 1 第四章周期式水平磁系高梯度磁选机选别试验研究5 3 4 1 周期式水平磁系高梯度磁选机选别因素探讨一5 3 4 2 矿样性质5 3 4 2 1 试验所用矿石的物理组成研究5 3 4 2 2 矿石的化学性质研究5 6 4 3 高梯度磁选机选别试验5 6 4 3 1 励磁电流调节试验5 7 4 3 2 磁介质的选择试验5 8 4 3 3 其它因素对周期式水平磁系高梯度磁选机的影响5 9 4 4 本章小结6 1 第五章结论6 2 参考文献6 4 致谢一6 8 在读期间发表的论文及科研成果6 9 中南人学硕士学位论文第一章文献综述 第一章文献综述弟一早义陬跞怂 众所周知，钢铁工业在各国的国民经济中占有重要地位。进入2 1 世纪以来， 我国经济持续稳定、快速发展，国家基础设施建设步伐加快。钢铁的需求日益增 多，而且质量的要求不断提高。目前我国已探明的铁矿石储量有5 0 0 多亿吨，位 居世界前列，2 0 0 9 年铁矿石产量达8 8 亿吨，居世界首位。 但我国铁矿石资源的特点是：矿床类型多，贫矿多，细粒嵌布矿石多，难选 矿多，赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和多金属矿石占有相当数量。在总储量中，含铁 品位5 0 以上的富矿只占5 7 ，贫矿占9 4 3 ，其中易选的磁铁矿占6 8 ，难选 的弱磁性铁矿石占3 2 。贫磁铁矿必须经过选矿后才能冶炼，因此磁选在铁选矿 技术中具有重要意义。由于对弱磁性铁矿石磁选工艺研究已比较成熟，磁选设备 对选矿指标的影响甚为明显。在磁选设备中，磁系设计是关键，而磁系设计又分 为磁路设计和分选空间磁场分布设计，因此对磁系的分选空间磁场的了解是十分 重要的，它对分析磁选设备的性能，进而确定适宜的磁系结构参数、磁极形状和 尺寸以及研究磁性颗粒受力情况起着重要的作用。同时，为了优化结构、节省材 料，设计制造供不同用途且能满足特定磁场要求的磁系体系，就必须对磁场磁力 线的分布作出分析，对磁场强度的大小进行计算。因此，在磁选研究领域中，磁 系磁场分布的理论研究是非常重要的，同时又是一个复杂的研究难题【l 】。 几十年来我国选矿科技工作者一直在不断地进行磁选技术研究，重点主要体 现和集中对传统磁选设备改进和完善的研究以及新型高效磁选设备的研制和开发 上。主要目的是提高分离精度、扩展应用领域、增大处理能力、应用新型磁性材 料、节省能源消耗和采用先进技术。目前，这些工作都取得了很大的进展，尤其 是在新型高效磁选设备的研制和开发方面取得了可喜的成果，出现了多种新型磁 选设备。这些新型磁选设备的加速推广应用无疑将会大大提高我国弱磁铁精矿的 质量，缩短与国际水平的差距。 1 1 国内外选矿强磁场磁选机的研究现状 在国内外应用广泛的强磁选机是分选弱磁性矿物的有效设备，在选矿工业中占 有重要位置，因此国内外对强磁选机的研究都非常重视，除了对已有的强磁机进行 不断的改进外还开发了一些新型强磁选机，以满足弱磁性矿物选矿工艺需要。目前 强磁选机正沿着提高分离精度，降低尾矿品位，增大处理能力，扩展应用领域，节 省能源消耗和采用先进技术方向发展。具体的强磁选设备主要有以下几大类。 中南大学硕士学位论文第一章文献综述 1 1 1 高梯度磁选设备 高梯度磁选机是在其它强磁选机的基础上发展起来的一种新型强磁选机。它 的特点是：通过整个工作体积的磁化场是均匀磁场，这意味着不管磁选机的处理 能力大小，在工作体积中的任何一个颗粒经受同等的力，且均匀磁化场中的磁介 质被均匀的磁化，同直径的磁介质在磁化空间的任何位置，其梯度的数量级是相 同的，但和一般磁选机相比，磁场梯度大大提高，通常可达1 0 7 g s c m ( 对钢毛介 质而言) ，提高了1 0 1 0 0 倍，这样为磁性颗粒提供了强大的磁力来克服流体阻力 和重力，使微细粒弱磁性颗粒可以得到有效的回收；高梯度磁选机介质充填率仅 为5 , - - 1 2 ( 一般强磁机的介质充填率为5 0 7 0 ) ，因而介质所占的空间大为 降低，提高了分选区的利用率和处理量。由于高梯度磁选机具有上述的特点，近 十几年来，在理论研究，设备研制等方面都得到较快的发展。并且高梯度磁分离 应用范围已超越了传统矿物分选，在很多新的领域得到很好的利用，包括：精 选高纯玻璃和陶瓷工业原料( 如高岭土和玻璃砂) ；净化工业垃圾、城市垃圾和 热电厂和核电厂的冷却水；从化学合成过程、电站液流和蒸汽中回收固体颗粒； 富集超细粒矿物( 如铁、钼、钨、稀土元素) ，或回收金属废渣；处理催化剂； 在生物化学、生物、食品工业领域的应用f 2 1 。 高梯度磁选机按间断或连续给料方式，可分为周期式和连续式两种类型。 a 、周期式高梯度磁选机【l 周期式高梯度磁选机又叫磁分离器或磁滤器。第一台工业用的周期式小型高 梯度磁选机于1 9 6 9 年由瑞典的萨拉( s a l a ) 磁力公司研制，成功安装在美国高岭 土公司用于高岭土提纯。目前，各国生产的周期式磁选机种类繁多，但其基本结 构相同，主要用于高岭土的提纯和水的处理。 用于废水处理的磁过滤器现已系列化。用于钢厂废水处理的磁滤器己在许多 钢厂应用，取得了较好的效果。沈阳矿山机械器厂做了磁滤器标准化的工作，共 有9 个规格，滤床直径为6 0 2 8 0 0 m m ，处理水量为o 2 8 4 0 0 m 。 b 、连续式高梯度磁选机 连续式高梯度磁选机是在周期式高梯度磁选机的基础上发展的，它的磁体结 构和工作特点与周期式高梯度磁选机相近。设计连续式高梯度磁选机的主要目的 在于提高磁体的负载周期率，以适应细粒的固固颗粒分选，主要应用于工业矿物、 铁矿石和其它金属矿石的加工，固体废料的再生以及选煤等方面。 此类机有平环式和立环式两种：平环式高梯度磁选机是7 0 年代后期由s a l a 磁力公司研制的，其系列规格为1 2 0 、1 8 5 、2 4 0 、3 5 0 和4 8 0 ( 转环平均直径，单位 为e m ) ，最大型的为4 8 0 机，场强1 5 t ，有4 个磁极头，每个头的最大处理量可 2 中南大学硕士学位论文第一章文献综述 达2 0 0 f i b 。我国一些部门也研制了实验室型和生产型平环式高梯度磁选机，生产 指标已经达到工业化的要求，相比立环式高梯度磁选机，平环式高梯度磁选机磁 介质易产生堵塞，立环式可在一定程度上克服这一缺点。捷克与前苏联先后研制 了v m s 和v m k s 1 立环式高梯度磁选机，前者磁系在立环上部，后者则在其下 部。v m s 机分选区场强最高为1 1 7 t ，处理量2 5 - 3 0 t h 。v m k s l 机主要用于高 岭土提纯，其分选区最高场强2 t ，处理量为l t h ( 谳土) t m l 3 】。 为了克服一般高梯度磁选机都存在磁介质机械夹杂问题，国内研制成功s l o n 型脉动高梯度磁选机，其采用立环、环下部装一能产生脉动水流的装置，分选区 内的矿粒受到脉动水流的作用而消除机械夹杂。该机已形成了系列产品，分选区 场强均为1 0 t 。广泛适用于粒度2 0 0 目占6 0 1 0 0 ( 或1 m m 以下) 的红铁矿、 锰矿、钛铁矿、黑钨矿等细粒弱磁性矿物的分选和高岭土、铝土矿的、石英砂等 非金属的提纯。此外，s l o n 机还在研究既有振动又有脉动的振动堋k 动高梯度磁选 机，预计分选效果会更好【l 引。 广州有色金属研究院研制生产的s s s 型湿式双频双立环高梯度磁选机由于 在粗选区和精选区分别增加了脉冲装置，脉冲力的组合更多。对于不同的矿石和 不同的产品要求，可通过单独调节粗选区和精选区的冲程、冲次，以达到最佳的 选别效果。现已形成i 型、i i 型系列产品，i 型机为垂直磁系高梯度磁选机，i i 型 机为水平磁系高梯度磁选机，因此该系列磁选机设备具有更强的适应性【l 7 】。 同时马鞍山矿山研究院在9 0 年代初研制了d m g 型高梯度磁选机，现已形成 系列产品。其转环直径为5 8 0 2 0 0 0 m m ，转环宽度2 5 0 4 0 0 m m ，最高背景磁感 应强度1 8 1 9 t ，处理能力为8 1 0 t h 。该机是一种高场强、高梯度、大脉动力的 新型立环式电磁场高梯度磁选机，具有富集比高、不易堵塞、分选粒度范围宽、 选别指标好、结构紧凑、可靠性高等优点【l 引。 沈矿在1 9 8 2 1 9 9 0 年期间，先后研制了1 0 0 0 m m 和1 6 0 0 m mc h a d 型高梯 度磁选机。它采用了在螺线圈空腔内借助于耐腐蚀软聚磁介质进行分离的新型磁 系结构。其优点是：磁路短，漏磁少，磁感应强度高，能产生高梯度场强，选别 效率高，尤其对微细粒级弱磁性矿物回收效果明显【1 9 1 。 c 、c r i m m 电磁高梯度磁选机 c r i m m 高梯度磁分离设备是在铠装螺线管线圈内，放置装有一定数量导磁不 锈钢毛( 或钢板网) 的分选罐，线圈励磁后，使导磁不锈钢毛磁化，其表面产生 高度不均匀的磁场，即高梯度的磁化磁场，顺磁性物料通过分选罐中的钢毛时， 将受到一个与外加磁场和磁场梯度的乘积成比例的磁场力，吸附在钢毛表面，而 非磁性物直接通过磁场，经过非磁性物阀门和管道，流入非磁性产品槽中。当钢 毛捕收的弱磁性物达到一定程度时( 由工艺要求决定) ，停止给矿。断开励磁电 中南大学硕士学位论文第一章文献综述 源、冲洗磁性物，磁性物经过磁性物阀门和管道，流入磁性产品槽中。然后进行 第二次作业，如此循环，周而复始。c r i m m 系列高梯度磁分离设备汇集了大空腔 铠装高性能物理磁体技术、新型多尖刺不锈导磁聚磁钢毛材料技术、固液气三相 流膜分选技术、大功率低压高电流整流技术、p l c 电控技术和流量、温度、压力 等测试技术；分选腔直径2 0 0 - - , 2 0 0 0 m m 、介质高度1 5 0 5 0 0 m m 、磁场强度最高可 达2 2 t ；采用可编程序控制，整个生产过程全自动控制，方便改变工艺流程( 2 0 】。 d 、y g l 1 5 永磁立环高梯度磁选机 y g l - 1 5 永磁立环高梯度磁选机是天源科技研制、生产的一种新型强磁选设 备，适于湿选1 , - - o m m 粒级弱磁性矿物，也可用于非金属矿除铁提纯。采用目前国 内生产的高档稀土磁块( 铷铁硼) 组装而成，背景磁感应强度为0 3 0 6 t 。本机 最大的特点是节能，耗电量仅为同规格电磁高梯度磁选机耗电量的2 0 以下【2 1 1 。 e 、高梯度超导磁选机 高梯度超导磁选机主要是罐式，由美国埃利兹公司研制【2 2 1 ，目前已进入工业 应用，该磁选机的技术关键是向磁体的高速给磁以及随后的退磁，或在磁体不退 磁的条件下如何把磁性物从磁介质表面冲洗下来，美国研制一种反复串罐式超导 磁选机，基本解决了这一问题，其特点是分选罐往复交替进出磁场，实现分选， 该机磁场强度2 1 0 t ，可分选比磁化系数为l x l 0 缶c m 3 g 微米级的弱磁性物料，与 同类周期式高梯度磁选机相比，电耗大大降低，为其1 1 0 ，处理量为其l o 倍。为 了扩大磁选的应用领域，使那些目前尚认为是非磁性的物料变为磁性物料( 在高场 强下磁化，磁性可大大增加) ，超导磁选是一项关键的技术，应是一个非常重要的 研究方 f i - j z 2 2 5 。 1 1 2 其它强磁选机的技术进展 北京矿冶研究总院1 9 9 4 年研制的g c g 2 0 7 5 干式电磁感应辊式强磁选机，两 辊采用上下布置和两个分选区，在两分选区间隙中产生不同磁感应强度，磁感应 强度分别达到1 9 7 t 和2 2 t ，使一台设备连续完