永磁滚筒式磁选机的分析和设计

贾印丰 王 棣

辽宁环宇矿业咨询有限公司

永磁滚筒式磁选机的分析和设计

贾印丰 王 棣

辽宁环宇矿业咨询有限公司

磁选主要是在不均匀的磁场中采用矿物间的磁性差异对各种矿物进行分离的一种选矿方式。磁选在当前的黑色金属矿石的类别选择中广泛应用，同时对有色和稀有金属矿石的精选，重介质选矿中介质的回收，从非金属矿物原料中除去含铁杂质，排出铁物保护破碎机和其他设备，从冶炼产生的钢渣中回收废钢以及从生产和生活污水中除去污染物等。磁选机主要应用在冶金及其它行业，也能够作为回收重介质设备。因为筒式磁选机在运行中稳定可靠，并且其运行成本低，所以，其有着非常重要的作用。本文主要就对永磁滚筒式磁选机的分析和设计进行探讨。

永磁滚筒式；磁选机；设计

1　永磁滚筒式磁选机工作原理

磁选的实质：即磁选是利用磁力和机械力对不同磁性矿粒的不同作用而实现的。

磁选机主要由磁系、滚筒、槽体、机架、传动装置等五部分组成。磁系在滚筒内轴上呈下垂位置、通过轴两端支承固定在机架下。滚筒可单独转动，电机通过减速机、链条、链轮带动滚筒转动。槽体与筒体全部安装在架子上，筒体中心与槽体半径圆心重合，筒体中心可进行水平方向和垂直方向调整。当来料进入给料箱后，将大块物料过滤并均匀地分配来料。通过磁滚筒工作场时将介质颗粒吸在滚筒表面，由连续转动的滚筒运输到精矿排料口脱料。尾矿由液流口和两个调控口组成，进入机内的大颗粒非磁性物流入调控口后，定期排出，其它液体尾矿经液流口排出。、磁选机的磁系将采用新型永磁磁路，漏磁少，磁场强度高，作用深度大，不易退磁。槽体采用筒型结构，功能多，处理能力大，回收率高，运行平稳可靠，操作维护简便，耗能低。

磁选机与选煤设备配套数量：最小选煤厂至少也要两台，120万吨选煤厂，配四台3100mm磁选机比较适宜；也可根据实际需要配置。

2　磁选机使用的磁性材料及其特性

2.1铁氧体永磁材料特性

铁氧体永磁是金属氧化物的陶瓷材料，结晶结构属于磁铅石型的单轴六角品系。铁氧体永磁材料的优点是具有相当高的矫顽力，故适于退磁场较大的条件下使用。铁氧体的电阻率比金属磁性材料高得多，所以在高频下也可使用。它最大磁能积虽不大，但最大回复磁能积却很大，因此也适于做动态条件下的永磁体。铁氧体的另一个特点是退磁曲线的很大一部分接近直线，工作稳定。直线部分的斜率接近于回复磁导率。此外铁牡体比重较小(4～5.2g/cm3)，原材料价格低廉，制造工艺简单。采用铁氧体材料成本及重量都低。铁氧休的居里温度为450℃，其机械强度和刚度较大，可直接压制成型，必要时也可磨削加工。

2.2钕铁硼永磁材料特性

随着我国磁材料行业的发展，新型磁性材料有了长足的进步，其中，钕铁硼磁性材料具有磁力强，性价比高等优点，因而获得了广泛地应用。应用新型钕铁硼磁系不仅磁力强，磁场作用深度大，磁场特性合理，重量轻和便于组装，而且使永磁大块磁选机的工艺指标得到改善，抛废品味和磁性铁回收率达到较高水平。如果用户为了减少设备投资，选用铁氧体磁系，选别指标必然下降。

3　磁选机的磁系结构参数

3.1磁系的极面宽和极隙宽的比值

极面宽和极隙宽的比值对磁场特性有很大的影响。在磁选分离过程中，一般要求磁性矿粒在随运输装置(如圆筒、皮带)移动的过程中受到较均匀的磁力，以保证运输装置顺利搬运出磁性产品和防止磁性矿粒脱落。

3.2磁系的极距

磁选机磁系的重量和磁系的极距有关，极距愈小，磁系重量愈轻。由于这种理由，似乎磁选机采用小极距磁系是合理的。可是，极距小，离开磁极表面的磁场强度下降过快，而在选分大块矿石时，一部分矿石将处在磁场强度过低的区域，矿石会损失到非磁性产品中去。磁系的高度：永磁磁选机磁系的高度对磁选机的磁极表面的平均磁场强度有一定影响。磁系中磁极组的截面积一定时，随着磁极组高度的增大，磁极组表面的平均磁场强度增高，但当磁极组的高度增大到一定值时，磁极组表面的平均磁场强度增加的幅度就减小。

3.3磁系的宽度

磁选机磁系的宽度是指磁系沿圆筒轴向方向的长度。磁系宽度不同，磁场强度沿轴向方向的变化也不同。磁系宽度增大后，磁极上方各点的磁场强度均有增加，因为漏磁减小。宽度小的磁系，越靠近磁系边缘，磁场强度越低，下降幅度很大，而宽度大的磁系，在很大范围内磁场是均匀的。宽的磁系在圆筒轴向方向上的磁场分布具有中间段高两端低的特性。这是因为磁系两端有磁通散放，这种特性和磁通散放的存在，设计磁选机的给矿口和排矿口宽度时应加以考虑。磁系宽度决定着给矿宽度，因而也就决定着磁选机的处理能力。增加磁系宽度必然要增加筒长，从而提高磁选机的处理能力。

3.4磁系的半径

磁选机磁系半径的大小对磁选机单位筒长的处理能力有很大的影响。随着磁系半径的加大(即筒径加大)，选别工作区相应的加长，在磁系内可安排更多的磁极，对提高精矿品味和回收率都有所帮助。磁系半径加大的结果，不仅磁极的平均磁场强度有所提高，而且选别工作区高度也有所增加。它们之间的关系是非线性的。磁系半径在某一范围内增大时，磁选机处理能力的提高幅度很显著，继续增大时，提高幅度就不明显。

3.5磁系的包角

干选块状矿石用的磁滑轮磁系包角多为360°，筒式磁选机为90°～180°(选出非磁性尾矿时，采用小的磁系包角，而选出磁性精矿时，采用大的磁系包角)。干选细粒矿石用的筒式磁选机的磁系包角为(2/3～3/4)×360°(同心圆缺磁系)和360°(同心磁系或偏心磁系)。湿式筒式磁选机的磁系包角一般为106°～128°。

结语

本文从磁路特性和机械特性入手，采用均匀布置钕铁硼磁体方式，使磁场在磁极中线处下降幅度明显减小。通过理论计算确定磁极高度。在磁极间隙中间加入辅助磁极，使磁场在磁极间隙处下降幅度明显减小，进而使整个磁选机表面磁场接近均匀。

[1]魏红港，史佩伟，冉红想，王芝伟.永磁筒式磁选机开放式磁场特性的分析[J].有色金属(选矿部分)，2011，S1：146-149.

[2]陈文峰.永磁筒式磁选机的磁场分析及其计算机辅助设计[D].重庆师范大学，2011.