HLW1200-12磁选机在某尾矿回收磁性铁中的应用

孟 玮 胡永会 朱道瑶

(1.北京矿冶科技集团有限公司；2.北矿机电科技有限责任公司)

新疆某中型铁矿选矿厂入选矿石原矿平均铁品位41.97%，磁性铁含量38.26%，伴生2.22%的硫与0.025%的磷。截至2012年，选矿厂磁选尾矿产量20万t/a，全铁品位一般为6.0%～8.5%，尾矿细度-0.074 mm 60%～65%，尾矿中有60%的铁流失在-0.074 mm粒级中，其中大部分以连生体的形式存在。

为充分回收利用矿石中的铁，2012年通过探索试验发现，磁选机磁感应强度至少要达到280～320 mT、工业型设备需达到350 mT才能有效回收尾矿中的磁性铁矿物。当时普遍应用的锶铁氧体裸磁系盘磁机盘面磁感应强度仅180 mT，且磁场作用深度有限，不适于高效回收尾矿中的磁性铁[1]。因此研发中高磁场强度HLW1200-12环型全磁系尾矿回收磁选机(简称HLW1200-12磁选机)用于该选矿厂尾矿中铁的回收，以提高资源利用率，改善选矿厂经济效益。

1 HLW1200-12磁选机

1.1 设备结构与主要技术参数

HLW1200-12环形全磁系尾矿回收磁选机针对传统盘式裸磁机的磁路结构、磁盘结构与卸料装置等进行了较大改进。该磁选机主要由槽体(兼顾机架功能)、副机架、磁盘组、卸料装置、导料槽、传动系统构成，结构示意见图1，主要技术参数见表1。

图1 HLW1200-12磁选机结构示意

1.2 工作原理与特点

HLW1200-12磁选机工作时，各分选盘下部1/3的永磁磁场区浸在矿浆中，磁性物料排矿区位于各分选盘顶部间隙处[2]。矿浆中的磁性物料受磁系磁力作用被吸附到各分选盘两侧，当各分选盘转动携带磁性物料至顶部卸矿装置处时，在脉动磁场的低磁场区磁性物料被卸料装置强制卸下落入导料槽排出，完成高效回收磁性物料过程。

表1 HLW1200-12磁选机主要技术参数

高磁场力和卸矿效率是提高设备作业回收率的重要因素[3]。HLW1200-12磁选机采用高性能磁材设计，具有脉动磁场特性的磁系结构，有效磁场力和作用区大，且能实现高场强下的无水或少水高效卸料；设备采用环形全磁系结构形式，磁场利用率高，大幅降低设备重量，可为配置独立卸料装置提供条件，实现不停机维护；核心磁系部件防护严密，能防止氧化与磨损，磁系寿命长，10 a退磁率不大于5%；设备传动系统模块化分体设计，运转稳定，能耗低、作业率高。

1.3 磁系结构与磁场分布特性

合理的磁系设计和磁场分布是磁选机发挥良好磁选性能的关键。HLW1200-12磁选机磁路结构具有磁系利用率高、磁场强度高、磁场周向脉动分布、磁场深度大等特点。为满足高磁场强度下磁性物料顺利卸料，磁路周向磁场具有强、弱脉动特性，强磁场区捕获磁性颗粒而在弱磁场区卸料。中、高磁场强度的永磁磁选机一般采用高性能、价格高昂的钕铁硼稀土永磁磁块，HLW1200-12磁选机磁系结构与传统全盘式结构不同，采用外环面积大的环状磁系布置方式，在保证足够分选面积的前提下降低设备重量，压缩磁系成本。为提高磁场作用深度，单体磁盘的磁路设计采用沿盘周向同极、径向异极交替的磁系布置方式，能提高高流速下捕获矿浆中的磁性颗粒机率，合理设计的径向磁块尺寸比例可提高有效磁场利用率。

分选盘串接组成磁盘组时采用相邻盘面异极布置方式，有效分选带较宽，能保证弱磁场区的磁场强度，有利于尾矿浆中的磁性铁回收。设计盘间距90 mm、相邻盘有效工作间距58 mm，磁场分布特性仿真见图2。

图2 HLW1200-12磁选机磁场分布特性

在单个磁盘体磁系组装完毕准备封装壳体前，对磁盘表面和距表面15 mm处进行标记，进行磁感应强度测试，测试点分布见图3，测试结果见表2。

图3 磁感应强度测试点分布示意

测试点位置磁感应强度/mT表面距表面15mm126712826721893843174460115352071396604182783516386431429232124

表2表明，磁系表面NS极交替处及其附近的磁感应强度最高，而在各磁块中心处最低。当远离磁系表面达到一定深度后，径向磁感应强度趋于均匀且仍保持较高水平。总体来看，HLW1200-12磁选机是一种中高场强的磁选设备，分选环表面磁感应强度高，且具有相当大的作用深度，分选过程中可保证较高的回收率。

2 工业应用

新疆某铁矿选矿厂入选矿石主要是碳酸盐型磁铁矿石与硅酸型磁铁矿石，金属矿物主要为磁铁矿，其次为黄铜矿、磁黄铁矿等，脉石矿物为白云石、蛇纹石等。选矿工艺流程为三段一闭路破碎，一段闭路磨矿—磁选—浮选—磁选，精矿过滤后作为精矿粉产出,年产铁品位不低于63%、硫含量小于0.8%的铁精矿42万t左右，平均选矿回收率83%左右。

为有效回收尾矿中以连生体为主的磁性铁矿物，在小型试验的基础上，于2014年11月将HLW1200-12磁选机安装于该选矿厂综合尾矿溜槽处并调试成功，然后进行半年以上的设备指标与性能考察。

工业应用表明，在矿浆体积浓度15%左右、矿浆量900m3/h以上、矿浆流速大于0.5m/s的条件下，HLW1200-12磁选机运行平稳可靠、卸料效率高，台时效率显著高于传统盘式磁机。HLW1200-12磁选机应用现场见图4，工业平均生产指标见表3。

图4 HLW1200-12磁选机工业应用现场

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表3表明，在平均给矿铁品位8.62%(mFe品位1.25%)时，可获得产率6.56%、铁品位21.16%的粗精矿，尾矿磁性铁品位降低到0.5%以下，磁性铁回收率超过70%。粗精矿产品返回原流程进行再磨再选，按选厂平均回收率计算，每年可回收约1万t铁精粉，最终铁精粉产率可增加2.5个百分点以上，效果明显。

3 结 论

HLW系列环形全磁系尾矿回收磁选机在磁系配置、中空环形磁盘组结构等方面较传统盘式磁选机均有很大改进，具有磁场强度高、作用深度大、高低场强脉动的特性，永磁磁路结构防护严密，适用于矿浆体积量大、粒级分布宽、磁性铁含量低的尾矿中铁的高效回收，且设计的中空环形磁盘组结构形式能实现设备轻量化、高效卸料与不停机维护。

HLW磁选机在设备性能、处理能力、回收效果与节约能耗等方面优于传统裸磁机，新疆某铁矿选矿厂应用HLW磁选机回收尾矿中的铁，磁性铁作业回收率高达70%以上，效果显著，可为选厂创造出可观的经济效益，提高资源综合利用率，在铁选厂尾矿磁性铁回收或有色金属矿浮选尾矿磁性铁预富集等领域具有良好的市场应用前景。

[1] 胡永会,王晓明.国内盘式尾矿回收磁选机的现状与发展[J].矿山机械,2014 (2):5-8,23.

[2] 胡永会,史佩伟,王晓明,等.中、高场强环式尾矿回收磁选机：201420713705.3[P].2015-07-22.

[3] 胡永会.BPC1200-6半磁盘式磁选机及其应用[J].现代矿业,2017(8):185-187.