永磁滾筒式磁選機的分析和設計

賈印豐 王 棣

遼寧環宇礦業咨詢有限公司

永磁滾筒式磁選機的分析和設計

賈印豐 王 棣

遼寧環宇礦業咨詢有限公司

磁選主要是在不均勻的磁場中采用礦物間的磁性差異對各種礦物進行分離的一種選礦方式。磁選在當前的黑色金屬礦石的類別選擇中廣泛應用，同時對有色和稀有金屬礦石的精選，重介質選礦中介質的回收，從非金屬礦物原料中除去含鐵雜質，排出鐵物保護破碎機和其他設備，從冶煉產生的鋼渣中回收廢鋼以及從生產和生活污水中除去污染物等。磁選機主要應用在冶金及其它行業，也能夠作為回收重介質設備。因為筒式磁選機在運行中穩定可靠，并且其運行成本低，所以，其有著非常重要的作用。本文主要就對永磁滾筒式磁選機的分析和設計進行探討。

永磁滾筒式；磁選機；設計

1　永磁滾筒式磁選機工作原理

磁選的實質：即磁選是利用磁力和機械力對不同磁性礦粒的不同作用而實現的。

磁選機主要由磁系、滾筒、槽體、機架、傳動裝置等五部分組成。磁系在滾筒內軸上呈下垂位置、通過軸兩端支承固定在機架下。滾筒可單獨轉動，電機通過減速機、鏈條、鏈輪帶動滾筒轉動。槽體與筒體全部安裝在架子上，筒體中心與槽體半徑圓心重合，筒體中心可進行水平方向和垂直方向調整。當來料進入給料箱后，將大塊物料過濾并均勻地分配來料。通過磁滾筒工作場時將介質顆粒吸在滾筒表面，由連續轉動的滾筒運輸到精礦排料口脫料。尾礦由液流口和兩個調控口組成，進入機內的大顆粒非磁性物流入調控口后，定期排出，其它液體尾礦經液流口排出。、磁選機的磁系將采用新型永磁磁路，漏磁少，磁場強度高，作用深度大，不易退磁。槽體采用筒型結構，功能多，處理能力大，回收率高，運行平穩可靠，操作維護簡便，耗能低。

磁選機與選煤設備配套數量：最小選煤廠至少也要兩臺，120萬噸選煤廠，配四臺3100mm磁選機比較適宜；也可根據實際需要配置。

2　磁選機使用的磁性材料及其特性

2.1鐵氧體永磁材料特性

鐵氧體永磁是金屬氧化物的陶瓷材料，結晶結構屬于磁鉛石型的單軸六角品系。鐵氧體永磁材料的優點是具有相當高的矯頑力，故適于退磁場較大的條件下使用。鐵氧體的電阻率比金屬磁性材料高得多，所以在高頻下也可使用。它最大磁能積雖不大，但最大回復磁能積卻很大，因此也適于做動態條件下的永磁體。鐵氧體的另一個特點是退磁曲線的很大一部分接近直線，工作穩定。直線部分的斜率接近于回復磁導率。此外鐵牡體比重較小(4～5.2g/cm3)，原材料價格低廉，制造工藝簡單。采用鐵氧體材料成本及重量都低。鐵氧休的居里溫度為450℃，其機械強度和剛度較大，可直接壓制成型，必要時也可磨削加工。

2.2釹鐵硼永磁材料特性

隨著我國磁材料行業的發展，新型磁性材料有了長足的進步，其中，釹鐵硼磁性材料具有磁力強，性價比高等優點，因而獲得了廣泛地應用。應用新型釹鐵硼磁系不僅磁力強，磁場作用深度大，磁場特性合理，重量輕和便于組裝，而且使永磁大塊磁選機的工藝指標得到改善，拋廢品味和磁性鐵回收率達到較高水平。如果用戶為了減少設備投資，選用鐵氧體磁系，選別指標必然下降。

3　磁選機的磁系結構參數

3.1磁系的極面寬和極隙寬的比值

極面寬和極隙寬的比值對磁場特性有很大的影響。在磁選分離過程中，一般要求磁性礦粒在隨運輸裝置(如圓筒、皮帶)移動的過程中受到較均勻的磁力，以保證運輸裝置順利搬運出磁性產品和防止磁性礦粒脫落。

3.2磁系的極距

磁選機磁系的重量和磁系的極距有關，極距愈小，磁系重量愈輕。由于這種理由，似乎磁選機采用小極距磁系是合理的。可是，極距小，離開磁極表面的磁場強度下降過快，而在選分大塊礦石時，一部分礦石將處在磁場強度過低的區域，礦石會損失到非磁性產品中去。磁系的高度：永磁磁選機磁系的高度對磁選機的磁極表面的平均磁場強度有一定影響。磁系中磁極組的截面積一定時，隨著磁極組高度的增大，磁極組表面的平均磁場強度增高，但當磁極組的高度增大到一定值時，磁極組表面的平均磁場強度增加的幅度就減小。

3.3磁系的寬度

磁選機磁系的寬度是指磁系沿圓筒軸向方向的長度。磁系寬度不同，磁場強度沿軸向方向的變化也不同。磁系寬度增大后，磁極上方各點的磁場強度均有增加，因為漏磁減小。寬度小的磁系，越靠近磁系邊緣，磁場強度越低，下降幅度很大，而寬度大的磁系，在很大范圍內磁場是均勻的。寬的磁系在圓筒軸向方向上的磁場分布具有中間段高兩端低的特性。這是因為磁系兩端有磁通散放，這種特性和磁通散放的存在，設計磁選機的給礦口和排礦口寬度時應加以考慮。磁系寬度決定著給礦寬度，因而也就決定著磁選機的處理能力。增加磁系寬度必然要增加筒長，從而提高磁選機的處理能力。

3.4磁系的半徑

磁選機磁系半徑的大小對磁選機單位筒長的處理能力有很大的影響。隨著磁系半徑的加大(即筒徑加大)，選別工作區相應的加長，在磁系內可安排更多的磁極，對提高精礦品味和回收率都有所幫助。磁系半徑加大的結果，不僅磁極的平均磁場強度有所提高，而且選別工作區高度也有所增加。它們之間的關系是非線性的。磁系半徑在某一范圍內增大時，磁選機處理能力的提高幅度很顯著，繼續增大時，提高幅度就不明顯。

3.5磁系的包角

干選塊狀礦石用的磁滑輪磁系包角多為360°，筒式磁選機為90°～180°(選出非磁性尾礦時，采用小的磁系包角，而選出磁性精礦時，采用大的磁系包角)。干選細粒礦石用的筒式磁選機的磁系包角為(2/3～3/4)×360°(同心圓缺磁系)和360°(同心磁系或偏心磁系)。濕式筒式磁選機的磁系包角一般為106°～128°。

結語

本文從磁路特性和機械特性入手，采用均勻布置釹鐵硼磁體方式，使磁場在磁極中線處下降幅度明顯減小。通過理論計算確定磁極高度。在磁極間隙中間加入輔助磁極，使磁場在磁極間隙處下降幅度明顯減小，進而使整個磁選機表面磁場接近均勻。

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[2]陳文峰.永磁筒式磁選機的磁場分析及其計算機輔助設計[D].重慶師范大學，2011.