磁選柱的介紹

磁重選礦機(jī)自二十世紀(jì)六、七十年代出現(xiàn)，一直以來(lái)被用作磁鐵礦粗磨產(chǎn)物的粗選和細(xì)磨產(chǎn)物精選脫泥設(shè)備。早期的磁重選礦機(jī)是上磁式的電磁磁力脫水（脫泥）槽。二十世紀(jì)六、七十年代鐵氧體磁鐵（鋇鐵氧體和鍶鐵氧體）出現(xiàn)，磁源由電磁勵(lì)磁線(xiàn)圈改為磁鐵堆磁源，磁鐵堆磁源有上磁式和下磁式兩種；二十世紀(jì)八十年代出現(xiàn)了“磁聚機(jī)”，它將下磁式磁鐵堆（磁塔）改進(jìn)為多圈多層的環(huán)形磁鐵堆，槽體也由單一的倒置的錐臺(tái)槽體改進(jìn)為直筒和錐體相結(jié)合的復(fù)合槽體，給水方式也由下部帶迎水帽的上沖式給水管給水方式改進(jìn)為下部錐體多管切線(xiàn)給水方式，產(chǎn)生水線(xiàn)上升流體力學(xué)，選分性能有了較大的提升，由原來(lái)的磁力脫水槽只能分出礦泥及少量的細(xì)粒脈石改進(jìn)為不僅能分出礦泥及少量細(xì)粒脈石，變得不僅能分出礦泥而且還能將相當(dāng)部分細(xì)粒脈石分出，原因是磁源分布空間大了而且有了變化，磁團(tuán)聚分散程度有了提高所致。磁聚機(jī)與高頻細(xì)篩結(jié)合控制粒度，使精礦品位有了較大提高。

二、磁選柱的分類(lèi)和用途

為適應(yīng)磁鐵礦分選的需要磁選柱分為脫泥磁選柱、精選磁選柱和濃縮磁選柱。

1. BT脫泥磁選柱

BT脫泥磁選柱用于含泥多的粗磨磁鐵礦和細(xì)磨磁鐵礦的脫泥、脫除中、細(xì)粒脈石。它主要用于粗磨磁鐵礦的粗選和細(xì)磨磁鐵礦的第一道磁選或第二道磁選。

2.BT精選磁選柱

BT精選磁選柱主要作用是提鐵、降雜（Si、P、S）。BT系列精選磁選柱用于細(xì)磨磁鐵礦的精選作業(yè)。由于其不僅能高效分出礦泥、單體脈石，而且可以高效分出貧連生體。它可以有以下用途：

1）    由易選磁鐵礦生產(chǎn)品位70%~72%的超級(jí)磁鐵礦精礦；

2）    由低品位精礦（58%～63%）生產(chǎn)高品位精礦（65%～68%）

3）    結(jié)合細(xì)篩從粗磨磁鐵礦精礦中提前拿出部分合格精礦；

4）    常規(guī)磁選精礦采用精選磁選柱精選，精礦品位高出要求的  品位時(shí)，可適當(dāng)放粗最終磨礦粒度實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

由于精選磁選柱能在較粗磨礦粒度下高效分出連生體，因而當(dāng)采用磁選柱精選時(shí)與常規(guī)磁選相比可適當(dāng)放粗最終磨礦粒度，-200目或-325目的放粗幅度可達(dá)5~15個(gè)百分點(diǎn)，從而可以通過(guò)多磨原礦達(dá)到增產(chǎn)最終精礦的目的，增產(chǎn)幅度可達(dá)10%~30%。這相當(dāng)于在不增加磨礦容積的情況下而達(dá)到擴(kuò)容的目的，使精礦成本大幅度降低。

3.BT濃縮磁選柱

當(dāng)磁選柱少給水或不給水，磁選柱的底流濃度可達(dá)60%~75%，因此濃縮磁選柱可以用作過(guò)濾前或高濃輸送前磁鐵礦選礦廠最終精礦的濃縮設(shè)備。它比磁選機(jī)濃縮效果好，比濃密機(jī)占地面積小、投資省、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用也低。

三、磁選柱的結(jié)構(gòu)分選原理及特點(diǎn)

1.磁選柱的結(jié)構(gòu)

以精選磁選柱為例。它主要由分選筒及套在分選筒外的具有一定間隔的多個(gè)直流勵(lì)磁線(xiàn)圈、支撐外套、底流濃度傳感器、精礦排放自控電動(dòng)閥門(mén)、中下部旋轉(zhuǎn)上升供水裝置及智能電控系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1—B中：1—給礦管  2—給礦斗  3—溢流槽  4—分選筒  5—上電磁系

        6—外筒  7—支撐板  8—下電磁系  9—給水裝置  10—接線(xiàn)盒

        11—傳感器  12—電動(dòng)閥門(mén)  13—供電控制系統(tǒng)

2. 磁選柱的分選原理及結(jié)構(gòu)特征

BATA研制的BT-CXZ磁選柱是一種電磁式低弱磁場(chǎng)高效磁重選礦機(jī)，因其外形像根柱子，效仿浮選柱，將其命名為磁選柱。

磁選柱由智能電控系統(tǒng)控制向套在分選筒外部的多組直流勵(lì)磁線(xiàn)圈供斷電。供電方式為由上而下依次供斷電，循環(huán)往復(fù)，從而在其分選腔內(nèi)由上而下產(chǎn)生順序下移的磁場(chǎng)和順序下移的磁場(chǎng)力，磁場(chǎng)時(shí)有時(shí)無(wú)，時(shí)大時(shí)小。同時(shí)在磁選柱的中下部引入高速旋轉(zhuǎn)上升水流，向上沖帶礦泥、單體脈石和連生體，特別是貧連生體。在磁選柱上部的溢流槽溢出以礦泥、單體脈石為主，連生體為輔的磁選柱尾礦（或中礦），與此同時(shí)由斷續(xù)下移的磁場(chǎng)以時(shí)有時(shí)無(wú)、時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的形式使磁性礦物顆粒以磁鏈的方式時(shí)而聚合、時(shí)而分散；在無(wú)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)弱時(shí)，由高速旋轉(zhuǎn)上升水流打散磁鏈，并將夾雜于其中的礦泥、單體脈石分散出來(lái)由上升水流往上沖帶，在上部產(chǎn)出磁選柱的尾礦。這樣的過(guò)程經(jīng)歷多次，每一次磁鏈的形成過(guò)程都將部分礦泥、單體脈石、貧連生體擱置在磁鏈間隙由上升水流沖帶向上形成尾礦，使下行的磁性物料經(jīng)歷一次精選，品位經(jīng)歷一次提高，最終在磁選柱的底部產(chǎn)出高品位磁鐵礦精礦，甚至超級(jí)磁鐵礦精礦。磁選柱品位提高幅度大，根據(jù)入選物料的情況品位提高幅度可達(dá)2~15個(gè)百分點(diǎn)。

      磁選柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，維護(hù)檢修工作量幾乎為零，操作方便，礦漿水流基本上垂直運(yùn)動(dòng)幾無(wú)磨損，電耗低，僅為0.1～0.2kwh/t，自動(dòng)化程度高，可通過(guò)濃度傳感器等拾取磁鐵礦濃度信號(hào)，系統(tǒng)發(fā)出指令由調(diào)節(jié)電子執(zhí)行器調(diào)節(jié)精礦閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)控制，對(duì)給礦量小幅波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)，指標(biāo)高而穩(wěn)定。包括電流強(qiáng)度、供電循環(huán)周期、底流濃度、閥門(mén)開(kāi)度等均集中顯示在顯示屏上，觀察顯示屏上的參數(shù)即可方便地感知磁選柱的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

四、磁選柱的主要技術(shù)參數(shù)及計(jì)算

磁選柱的主要技術(shù)參數(shù)有6個(gè)，分別為磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)變換周期、上升水量（決定上升水速）、精礦排放濃度、給礦濃度及給礦量。

1、磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）

磁選柱分選腔內(nèi)的磁場(chǎng)由套在分選筒外部的勵(lì)磁線(xiàn)圈通直流電產(chǎn)生，有限軸向高度的勵(lì)磁線(xiàn)圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度沿軸向和徑向各點(diǎn)是不均勻的，軸向線(xiàn)圈高度中點(diǎn)最強(qiáng)，隨離開(kāi)中點(diǎn)向上和向下隨距離的增加迅速降低；徑向在線(xiàn)圈高度范圍內(nèi)由軸線(xiàn)向四周輻射隨距離的增加（靠向線(xiàn)圈內(nèi)壁）磁場(chǎng)變強(qiáng)，線(xiàn)圈內(nèi)壁處的磁場(chǎng)最強(qiáng)，在線(xiàn)圈上下端兩側(cè)往上或往下磁場(chǎng)隨離開(kāi)的距離增加而降低，線(xiàn)圈半徑之半處的磁場(chǎng)較高。

磁選柱的等磁場(chǎng)線(xiàn)分布情況以BT600磁選柱為例示于圖2。

線(xiàn)圈內(nèi)軸線(xiàn)上某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度由下式求出：

  式中：H—多層螺線(xiàn)管線(xiàn)圈內(nèi)軸線(xiàn)上某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，奧斯特；

      n—線(xiàn)圈軸向單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)，匝∕cm

      i—線(xiàn)圈所通電流強(qiáng)度，安

      r—線(xiàn)圈內(nèi)半徑，cm

      R—線(xiàn)圈外半徑，cm

      L1—線(xiàn)圈軸線(xiàn)上某點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)）到線(xiàn)圈軸線(xiàn)上端的距離，cm

      L2—線(xiàn)圈軸線(xiàn)上某點(diǎn)到線(xiàn)圈下端的距離，cm

線(xiàn)圈軸線(xiàn)上各點(diǎn)的磁場(chǎng)以中點(diǎn)為界上下對(duì)稱(chēng)，只要求出軸線(xiàn)中點(diǎn)往上的十?dāng)?shù)個(gè)磁場(chǎng)數(shù)值就可以了解其磁場(chǎng)分布情況了。

2、磁場(chǎng)變換周期（T）

所謂磁場(chǎng)變換周期即為多組線(xiàn)圈自上而下通斷電一個(gè)周期所用的時(shí)間，以秒計(jì)，用T表示。T的高低和磁選柱規(guī)格有關(guān)，大規(guī)格磁選柱周期長(zhǎng)，小規(guī)格磁選柱周期短。工業(yè)應(yīng)用磁選柱（Φ500～Φ3000mm）周期為5～10秒。

3、上升水速（V）和給水量（W）

磁選柱由中下部給水裝置供水，給入磁選柱的水量分為兩股，一股向上產(chǎn)生上升水速，一股向下隨精礦一起由精礦排放閥門(mén)排出。總的供水量為上下兩股之和。

向上的水量由所需的上升水速和磁選柱的過(guò)水?dāng)嗝娣e確定：

W上=3600VS/106，m3/h

    向下的水量由精礦量和精礦排礦濃度確定：

W下=Qk (1-C)/C ,m3/h    

W= W上+ W下，m3/h

式中：W上—向上形成上升水速的水量；

      W下—精礦帶出的水量；

      W——磁選柱的總耗水量；

      V——平均上升水速，cm/s；

      S——磁選柱的過(guò)水?dāng)嗝娣e, cm2 ；

      C——精礦排放濃度；

      Qk——精礦排放量，t/h

精礦排放濃度一般粒度粗取高值，粒度細(xì)取低值。

磁選柱的過(guò)水?dāng)嗝娣e和分選筒內(nèi)腔斷面積一致。

4、磁選柱的給礦量（處理量）

磁選柱的處理量和給礦的粒度和磁性強(qiáng)弱有關(guān)，一般磁性強(qiáng)、粒度粗處理量高，粒度細(xì)、磁性弱處理量低。應(yīng)該指出的是當(dāng)磁選柱中礦須再磨再選時(shí)，該處理量還包括中礦返回量。

五、磁選柱的選型及規(guī)格

1、磁選柱的選型原則及選型要點(diǎn)

磁選柱選型應(yīng)根據(jù)其用途選，一般粗選和粗精選的物料泥多、單體脈石多，此時(shí)選脫泥磁選柱為好；若礦泥少、單體脈石相對(duì)也較少的細(xì)磨磁選精礦以分出貧連生體為主的時(shí)候，選用精選磁選柱合適。粒度粗、磁性強(qiáng)的給礦單位處理量取高值，粒度細(xì)（-200目＞90%～95%）選中值，粒度微細(xì)（-325目＞70%～95%）q選小值。

處理量按下式計(jì)算：

Q處=qs，t/h

式中，Q處——磁選柱的處理量（含中礦返回量），t/h；

      q — 磁選柱的單位面積（cm2）處理量。

    例如：某細(xì)磨磁選精礦，磁性中等，但粒度較細(xì)，-200目含量≥95%，小試磁選柱尾礦量為10%左右，當(dāng)新給礦量為30t/h時(shí)選用磁選柱的型式和規(guī)格臺(tái)數(shù)。

①由于給礦是細(xì)磨磁選精礦，粒度偏細(xì)，選用BT型精選磁選柱；

②給礦量為30t/h，考慮有中礦再磨再選返回量，根據(jù)小試中礦量為10%左右，則處理量計(jì)算如下：

                     Q處=30×1.2 = 36t/h

③規(guī)格臺(tái)數(shù)的選定

由于粒度較細(xì)，磁性中等，確定q=0.004t/cm2h，則所需精選磁選柱斷面積為：

S=Q處/q=36/0.004=9000cm2

由所需磁選柱斷面積求磁選柱規(guī)格：

S=πR2

S=πR2 ＝9000 c㎡→D=2R→R=53.54cm→D=107.075cm

根據(jù)所需磁選柱斷面積，可供選用的磁選柱規(guī)格有兩個(gè)方案：

甲：選1臺(tái)直徑Φ1200mm的BT120磁選柱，其斷面積11304

C㎡為所需的1.256倍。

乙：選兩臺(tái)直徑Φ800mm的BT80磁選柱，其斷面積5024×

2=10048 c㎡,為所需的1.12倍。

兩方案均可。

六、BT精選磁選柱規(guī)格性能

BT精選磁選柱規(guī)格性能見(jiàn)下表

注：①處理量欄中：低值為給礦粒度微細(xì)時(shí)選用，高值為粒度粗時(shí)選用，粒度-200目85%左右時(shí)選中間值；

②括號(hào)內(nèi)主機(jī)高度為矮化設(shè)計(jì)高度。