新型LYC-720湿式永磁立环高梯度强磁选机的研制及应用研究

张颖新，李洪潮，张成强，田 敏，张红新

(1. 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所, 河南 郑州 450006 ；2. 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心, 河南 郑州 450006)

随着永磁材料的不断发展，高性能钕铁硼磁材在磁选设备的研制和应用方面极大地推动了永磁磁选设备的进步和发展。本研究顺应世界磁分离技术的发展趋势，针对非金属矿除铁的特点，而设计出了LYC-720湿式永磁立环高梯度强磁选机。该设备采用独特的永磁磁系结构，达到了较高的分选区背景磁场强度，且在分选腔内通过高性能聚磁介质，达到了具有高梯度的工作场强。整机磁系的设计，有机地把高梯度聚磁介质磁选机和永磁磁路结合起来，结构简单，设计新颖，给永磁磁选设备的研发提供了新的途径，是一种适合于分选细粒弱磁性矿物的高效节能设备。永磁强磁选设备的工业化，可以大大节省能耗，使生产设备的机动性加强而造价降低。

1 LYC-720磁选机的结构

LYC-720机的整机结构如图1所示，其主要部件由12-永磁磁系、9-分选环、11-传动装置、3-调节螺杆及13-机架组成。磁系由铠装钕铁硼磁体组成，相对磁极形成闭合永磁磁路。分选腔内由高性能导磁齿形板构成，在齿尖角处形成高梯度磁场，有效地捕获弱磁性矿物。

图1 LYC-720型永磁立环高梯度强磁选机整机结构示意图

该立环主体结构，采用非导磁不锈钢和高强度合金组成；立环侧板与聚磁齿板、楔锭，采用了特殊的装配设计，使16个分选腔形成一个有机的整体，结构巧妙，实用。可调磁系，利用调节手柄来调节磁系间距，以此来调整工作场强的大小，可针对磁性不同的矿物进行选择性调整，灵活、方便。

2 LYC-720磁选机的工作原理

矿浆由进料缓冲斗经管道进入进料盒，矿浆沿进料盒底部缝隙均匀流经旋转的分选环内进行磁性分选。在分选环的各分选室内，由聚磁介质形成高梯度磁场，非磁性矿粒在重力和矿浆流的作用下，穿过聚磁介质的间隙脱离磁场随矿浆进入非磁料盒，磁性矿粒则被吸在具有高磁场梯度的聚磁介质表面上，随着分选环一起转动离开磁场区。当分选室运转到环体最高位置时，在压力水的冲洗下，分选室内的磁性矿粒被冲到磁性料盒中随管道流出。由于铠装磁系形成高背景工作场强，经聚磁介质形成分选高梯度磁场，对弱磁性物进行有效地捕获，从而保证了弱磁性矿物的高效分离。非磁性矿物在矿浆流的作用下，从介质空隙中排出流入非磁料盒，磁性矿物随分选环旋转至磁系外区时，由于磁场强度减小，在压力冲洗水管喷出的冲洗水的作用下，掉入磁性料盒中，从而实现了对弱磁性矿物与非磁物有效分离的目的。

3 LYC-720磁选机设备特点

该LYC-720湿式永磁立环高梯度强磁选机，分选环为立式旋转，通过压力水冲磁性产品，富集比高，其实际工作场强>1.0T,完全满足高场强、高磁场梯度的要求。该机永磁磁系具有可调装置，根据矿石性质的不同进行调节，以达到最佳分选效果。设备整机体积小，重量轻，运行可靠且易操作和维护，其能耗仅为常规电磁磁选设备的1/20。

4 LYC-720磁选机磁系技术参数及性能参数

LYC-720磁选机采用Nd-Fe-B为主体磁体，由小型磁体组成相对的“—N—S—N—”闭合大型磁体。由于本磁选机的分选区内的磁场具有对称性，通过数学模型的建立和计算机数据处理(2)结合各项参数的对比试验，同时考虑使矿物颗粒在聚磁介质形成的分选区内能够有效地分选，而确定了工作磁极在永久磁场内的最佳参数值。

LYC-720磁选机性能参数：处理量 0.3～3t/h；电机功率 1.5kW；处理粒度 -0.5mm；工作场强 >1.05T；外形尺寸 1400mm×1200mm×1350mm；机重 500kg。

与目前螺线管线圈磁系的电激磁式磁选机相比，LYC-720湿式永磁立环高梯度磁选机，具有低能耗、高场强、操作灵活、结构紧凑等优点。

5 LYC-720磁选机应用效果

5.1 非金属矿除铁提纯试验

试验选用河南某地红柱石矿作为磁选提纯物料，因矿石中Fe2O3含量较高，直接影响着最终精矿的质量。通过磁选作业，合理有效地对其中Fe2O3等弱磁性矿物杂质进行剔除，将很大程度上提高精矿的品级。

利用研制的新型LYC-720永磁立环高梯度强磁选机，对该红柱石细粒矿进行了磁选提纯试验，并与电磁式强磁选机进行对比试验，电磁激磁场强为1.1T。给矿粒度-0.3mm，矿浆浓度40%，试验流程见图2，试验结果见表1。

图2 红柱石矿磁选除铁试验流程

由试验数据可看出，采用研制的新型永磁立环强磁选机，对红柱石进行除铁提纯有着明显的效果。其中红柱石重选粗精矿经该设备两段磁选提纯后，Fe2O3杂质含量明显降低，达到红柱石精矿质量一级水平。同时，设备针对非金属矿除铁提纯的选别，大大降低了选矿的能耗，且设备操作简单实用，维护少、设备轻、占地小，易对非金属矿进行大规模工业化使用。

表1 LYC-720永磁强磁选机与电磁式磁选机对比试验结果

5.2 褐铁矿、黑钨矿磁选提纯试验

该永磁强磁选机对非金属的试验应用取得了明显的效果，说明在其永磁磁系产生的高磁场梯度下，能够对弱磁性矿物进行有效地捕获，对于非金属矿可以达到除铁提纯的目的。因此，也可对部分弱磁性金属矿物，如赤铁矿、褐铁矿、黑钨矿、锰矿、铬铁矿等进行磁选选别，应该会产生较好的效果。试验对辽宁某褐铁矿、新疆某黑钨粗精矿分别进行了磁选试验。试验流程见图3、图4，试验结果见表2。

图3 铁矿原矿磁选选别试验流程

图4 黑钨粗精矿磁选选别试验流程

采用研制的LYC-720永磁立环强磁选机，对褐铁矿、黑钨矿粗精矿进行了选别。褐铁矿原矿经两段磁选选别，可达到TFe47.57%的品位，回收率72.51%。如对磁选尾矿增加扫选后，可进一步提高TFe的回收率。对黑钨粗精矿进行两段精选后，可提高10.08%的品位，作业回收率75.37%，有效地对黑钨进行了富集，达到黑钨精矿国家二级标准。试验说明，该立环永磁强磁选机对弱磁性金属矿种的磁选提纯，有着良好的可应用性。

表2 永磁强磁选机对弱磁性金属矿选别试验结果

6 结论

(1)采用研制的LYC-720永磁立环高梯度强磁选机，进行了红柱石重选粗精矿磁选精选试验。红柱石粗精矿中Fe2O34.94%，经过两段磁选精选后，精矿中Fe2O3含量降到0.46%，使红柱石精矿质量明显提高，达到红柱石精矿品级一级水平，且比电磁式强磁选机效果更好。因此，该永磁强磁选机适合于非金属矿磁选除铁提纯领域的应用。

(2)采用研制的LYC-720永磁立环高梯度强磁选机，对辽宁某褐铁矿、新疆某钨锡矿进行了磁选试验，也取得了良好的效果。因此，在对部分弱磁性金属矿种磁选精选方面，可考虑选用研制的永磁强磁选机替代传统能耗高的电磁式强磁选机，降低能耗，节约成本。

(3)该永磁强磁选机具有能耗低、操作简单、易于维护等优点，可完全替代传统的电磁式强磁选机。

[1] 郭绍安.国内高梯度磁选发展的探讨[J].昆明工学院学报，1994，19(3)：38-45.

[2] 蒋美仙，彭会清.稀土湿式永磁带式强磁选机的优化设计[J].南方冶金学院学报，2002，23(1)：75-78.