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SJ1000浆料高梯度磁选机的研制与应用
2019-05-17
针对超微细粒高岭土精矿品位偏低和磁介质易堵塞等问题,研制了 SJ1000型浆料 高梯度磁选机。工业试验证明,SJ1000型浆料高梯度磁选机设计合理、分选效率高、磁介质不堵 塞,可分选超微细粒级高岭土等;该设备从底部向上给矿,冲洗方向和给矿方向相反,从根本上解决 了磁介质频繁堵塞问题。采用该设备对 -0.023mm约占 80%、Fe2O3含量为 0.84%的某高岭土矿 样进行除铁,一次性可将 Fe2O3含量降至 0.3%,白度提高至 90.3%,满足造纸涂料优级品品质要 求。
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 SJ-1000 浆料高梯度磁选机的研制与应用 王勇平ꢀ 李宇宏 赣州金环磁选设备有限公司) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 针对超微细粒高岭土精矿品位偏低和磁介质易堵塞等问题,研制了 SJ-1000 型浆料 高梯度磁选机。 工业试验证明,SJ-1000 型浆料高梯度磁选机设计合理、分选效率高、磁介质不堵 塞,可分选超微细粒级高岭土等;该设备从底部向上给矿,冲洗方向和给矿方向相反,从根本上解决 了磁介质频繁堵塞问题。 采用该设备对ꢁ0. 023 mm 约占 80% 、Fe2 O3 含量为 0. 84% 的某高岭土矿 样进行除铁,一次性可将 Fe2 O3 含量降至 0. 3% ,白度提高至 90. 3% ,满足造纸涂料优级品品质要 求。 关键词ꢀ SJ-1000 型浆料高梯度磁选机ꢀ 高岭土ꢀ 磁选 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 045 1 ꢀ SJ-1000 浆料高梯度磁选机的研制 SJ 型浆料高梯度磁选机是一种适用于非金属 矿除铁提纯的高效磁选设备,采用高压脉冲水反冲 洗,具有分选效率高、磁介质不易堵塞、处理量大、工 作平稳可靠和自动化程度高等优点。 用于非金属矿 钾钠长石、石英砂、高岭土、霞石、萤石、蓝晶石和硅 线石等提纯除杂的浆料高梯度磁选机已系列化,主 要型号有 SJ-750、SJ-1000、SJ-1250 和 SJ-1500 型,该 系列设备与 SLon 立环高梯度磁选机联合使用,可产 出高品质非金属精矿。 1 . 1ꢀ 设备结构和工作原理 图 1ꢀ SJ 系列浆料高梯度磁选机的结构示意 SJ 型浆料高梯度磁选机结构见图 1,主要由高 1 —高压水冲洗装置 ;2—机架;3—激磁线圈;4—铁轭;5—磁介质 压水冲洗装置、机架、激磁线圈、铁轭、磁介质、高压 气冲洗装置、热交换器和电气控制柜组成。 堆;6—高压气冲洗装置;7—热交换器;PW—高压水正冲;OW—高压 水反冲;HP—高压气冲洗;PWG—高压水正冲尾矿;AFI—热水进口; AFO—热水出口;CWI—冷水进口;CWO—冷水出口;W—清水; T—精矿;R—回料;C—尾矿;L—循环回料;F—给矿 SJ 型浆料高梯度磁选机的工作原理:激磁线圈 通以直流电,在分选区产生感应磁场,位于分选区的 磁介质表面产生高梯度磁场,矿浆通过配有变频调 速电机的渣浆泵(或高差给矿) 由底部给矿管给入 下磁轭,经下磁轭孔隙进入磁介质堆分选区,矿浆中 的磁性颗粒吸附在磁介质表面,非磁性颗粒穿过磁 介质堆,并经上磁轭空隙从精矿口排出;经一定时间 的分选,磁介质堆吸附磁性颗粒饱和之后,关闭给矿 阀门,开启回料阀门,让留在腔体内的矿浆回流至原 矿池中;回流结束后,关闭回料阀门,开启尾矿阀门, 采用正反高压冲洗水和脉冲高压气冲洗磁介质,使 吸附在磁介质堆上的磁性物完全冲洗干净;冲洗过 程完成后,关闭尾矿阀门和回料阀门,打开给矿阀门 重新给矿,至此完成一个除铁周期。 该机采用底部给矿方式,对于磁介质堆而言,冲 洗磁性尾矿的方向与给矿方向相反,粗颗粒不必穿 过磁介质堆便可冲洗出来,正反冲洗卸矿同时伴随 脉冲高压气,增强脉动冲洗效果,使位于磁介质堆边 角处不易清洗的尾矿冲洗干净。 显然,高压脉冲冲洗可防止磁介质堆堵塞,底部 给矿可提高非金属精矿的品质。 这些措施保证了该 机分选粒度宽、分选效率高、适应性强。 激磁线圈是 ꢀ ꢀ 王勇平(1985—),男,工程师,硕士,341000 江西省赣州市沙河 工业园。 1 56 ꢀ ꢀ 王勇平ꢀ 李宇宏:SJ-1000 浆料高梯度磁选机的研制与应用ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 浆料高梯度磁选机的核心部件,激磁线圈采用空心 矩形电导材料绕制,水内冷,低电压大电流激磁,当 激磁线圈有直流电通过时,在分选区产生背景磁场, 磁力线从下磁头指向上磁头,然后沿着上、中、下铁 轭形成闭合回路。 2 个上、下磁极头间安装磁介质 盒。 上、下磁头中的孔隙是矿浆的通路。 该磁系的 优点是漏磁少、激磁功耗低,同时该磁系易加工、线 圈易绕制、电导材质和工程纯铁综合利用率高。 见表 2,其中处理量以非金属矿计,且粒度越细,处 理量越小。 表 2ꢀ SJ-1000 型浆料高梯度磁选机的主要技术参数 分选直径 给矿粒度 给矿浓度 矿浆通过能力 额定背景 额定激磁 3 / mm / mm / % / (m / h) 场强 / T 电流/ A 1 000 ꢁ0. 355 10 ~ 30 45 ~ 70 0 ~ 1. 5 0 ~ 2 500 平均激磁 冲洗泵 冷却水水量 冲洗水量 气冲压力 最大零件 3 3 功率/ kW 功率/ kW / (m / h) / (m / h) / MPa 质量/ t 0 ~ 125 11 12 20 ~ 30 0. 8 25 1 . 2ꢀ 超微细粒级高梯度磁选的理论分析 2 ꢀ 工业应用 江西上高某环保科技公司提供的高岭土矿样细 针对于同一种矿物来说,磁性物料量 m 和物料 磁化率 x 都为常数,磁场强度 B 为变量,确定磁场强 度 B 后,磁场梯度ddBi 与磁介质几何尺寸成反比。 根 度为ꢁ0. 023 mm 占 80% ,白度为 77% ,含水量为 31. 75% ,粒度见表 3。 表 3ꢀ 高岭土矿样粒度分析结果 据磁力理论,提高磁力 FM 和降低阻力 FR 是增加浆 料高梯度磁选机捕获高岭土中磁性颗粒能力的方 法,同时磁场强度 B 和磁力 FM 成正比,故提高磁场 强度是一种方法。 粒级/ mm 0. 075 产率/ % 1. 35 Fe 2 O 3 含量/ % 白度/ % + 0. 075 ~ 0. 023 0. 023 ~ 0. 018 18. 49 36. 08 43. 78 100. 00 0. 98 0. 86 0. 72 0. 84 65. 5 82. 7 77. 3 77. 0 ꢁ 0. 018 以下取少量高岭土矿样做磁场强度对比试验, 试验的给矿浓度为 15% ,分散剂用量为 0. 2% ,矿浆 流速为 0. 7 cm/ s,磁介质为复合型钢毛磁介质,磁 感应强度对比试验结果见表 1。 合计 ꢀ ꢀ 由表 3 可知,粒度 0. 075 ~ 0. 023 mm 粒级产率 为 18. 49% , 0. 023 ~ 0. 018 mm 粒 级 产 率 为 36. 08% ,ꢁ0. 018 mm 粒级产率为 43. 78% ;细粒级 含铁量较高、粗粒级含铁量较低;中间粒级白度最 高,粗粒级白度最低。 表 1ꢀ 磁感应强度对比试验结果 磁感应强度/ T 产品 精矿 尾矿 给矿 精矿 尾矿 给矿 产率/ % 82. 03 白度/ % 90. 0 1 1 . 5 . 3 17. 97 根据表 3 的粒度分布情况,选择相适应的复合 型钢毛不锈导磁介质,试验中加入与高岭土矿样质 量比为 0. 2% 的分散剂,矿浆流速为 0. 8 cm/ s,在此 基础下采用 SJ-1000 型浆料高梯度磁选机进行 1 次 分选,不同矿浆浓度下的除铁试验结果见表 4。 表 4ꢀ 不同浓度试验的精矿指标 100. 00 86. 16 77. 0 86. 7 13. 84 100. 00 77. 0 ꢀ ꢀ 由表 1 可知,在磁感应强度为 1. 5 T 情况下,高 岭土矿样经浆料高梯度磁选机 1 次选别,精矿白度 可提高至 90. 0% ,精矿产率为 82. 03% ;在磁感应强 度为 1. 3 T 情况下,精矿白度仅提高至 86. 7% ,但精 矿产率达 86. 16% 。 可见提高磁感应强度 B,磁力 FM 增大,可提高浆料高梯度磁选机捕获高岭土矿浆 中磁性颗粒的能力,故将浆料高梯度磁选机的磁感 应强度定为 1. 5 T。 矿浆浓度/ % Fe 2 O 3 含量 / % 白度/ % 91. 0 15 25 30 0. 28 0. 30 0. 52 90. 3 86. 6 ꢀ ꢀ 由表 4 可知,浓度为 25% 时,精矿含铁量为 0. 30% ,降铁率达 64. 3% ,白度值为 90. 3% ,符合工 业生产要求,对应的处理量、含铁量和白度值指标均 达到设计要求。 阻力 FR 主要有矿浆流体力( 推动力) 和重力 G,因高岭土大都为微细粒级矿,所以大都采用从下 至上的给矿方式,矿浆重力垂直向下,而矿浆流体力 和流速 V 从下至上,即可借助矿浆流体力、流速 V 和重力寻找一个平衡点,以降低矿浆重力对高岭土 分选过程的影响,从而获得优良的选矿指标。 3 ꢀ 结ꢀ 论 (1)工业试验证明,SJ-1000 型浆料高梯度磁选 机设计合理、分选效率高、磁介质不堵塞,可分选超 微细粒级高岭土等。 该机从底部向上给矿,冲洗方 向和给矿方向相反,从根本上解决了磁介质频繁堵 塞问题。 1 . 3ꢀ SJ-1000 型浆料高梯度磁选机的主要技术参 数 (2)江西上高某环保科技公司采用 SJ-1000 型 浆料高梯度磁选机作为高岭土的除(下转第156页) ꢀ ꢀ SJ-1000 型浆料高梯度磁选机的主要技术参数 1 57
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