磁选机参数调节对选别品位影响的试验研究

李红英

(河北能源职业技术学院，河北 唐山 063000)

引言

磁选设备现场调节的参数多，手动调节费时费力，并且磁选过程矿浆浓度等各参数实时变化，因此选矿设备磁场强度、上升水流速度等参数若不能实时调节，仅凭经验手动调节很难达到较好的选别效果，精矿品位不能保证。当前选矿设备在改善磁铁矿品位的工艺研究和应用上已经取得了一些成功，但是磁选设备工作时的磁团聚现象影响其选别品位，造成选别品位低。因此，不论是传统的筒式磁选机，还是突破传统的弱磁选机，所采取的研究措施都是围绕解决磁团聚现象进行。找寻磁选设备上升水流速度、磁场强度、脉动周期这些参数变化与选别品位的关系，对控制磁选设备及提高磁选设备自动化程度有很重要的意义。

1．磁选机工作原理

磁选柱是鞍山钢铁学院选矿教研室90年代研制的。这种磁选设备采用特殊的电源，以便在磁选空间产生变化的磁场强度，被选磁浆在磁选区域内会发生团聚与分散交替变化多次的现象，这样就能够较容易的从矿浆中提取出中、贫连生体及单体脉石，从而得到较高品位精矿，磁选机结构如图1所示。磁选柱由磁系、柱体、给矿斗及与之匹配电源构成，其中磁系及匹配的电源、柱体是磁选柱最主要的部分。矿浆通过给矿斗经过给矿管到达磁选设备上半部，含磁性的矿物粒受到从上到下的磁场的作用力，铁磁矿物颗粒会发生磁团聚与分散反复进行，再加上自下而上的上升水的冲击流对磁团颗粒有冲洗的作用，磁聚团中的贫连生体和单体脉石颗粒被子水流冲洗出来和上升的水流一起从磁选柱上部的溢流槽溢出，从溢流口排出成为尾矿，磁性铁矿物颗粒受到磁力与重力的共同作用下从下面的精矿管排出。矿浆磁性颗粒可以在磁选筒内被不断的精选，单体脉石和贫连生体可以被彻底的选别出去。所得的精矿品位比较高，同时磁聚团对细粒磁铁矿也有一定捕集作用，所以磁铁矿的回收率也比较高。

图1 磁选机结构图

2．磁选机参数试验研究

2．1 上升水流试验

由磁选柱的分选原理可知，在线圈中心磁场强度一定时，加之适当的水流速度的条件下，能够形成稳定的床层。在实现磁团聚合与分散的过程中，能排除细粒脉石和连生体。试验中，首先使磁场强度为9．54KA/m，然后改变水流大小，寻找到适当的上升水流速度。试验过程，一次给矿量310g，矿浆浓度34%，分选柱有4个线圈，给第2和第4线圈通以脉动电流，第1和第3线圈通入恒定电流。设备连接图见图2，不同上升水流的分选结果如表1所示。

表1 几种上升水流速度分选结果

图2 实验设备连线图

可以看出磁场强度不变时，水流在一定的范围内，就会形成磁铁链床层。当水流的速度过大，整个磁链层向上移动，磁铁颗粒从溢流槽冒出，出现“跑黑”现象，造成回收率降低。若再增加水流速度，就会破坏磁链层，从而不能分选。增加给水上升流动速度，精矿的品位就跟着升高，回收率也随着下降。在1．87－2．27cm/s的上升水流速度范围时，精矿品位为64%左右，回收率达96%以上。水流速度2．62cm/s时，精矿品位虽然达到65．12%，但是回收率降低很多。

2．2 脉动周期试验

试验脉动周期对分选结果的影响。取上升水流流速V=1．87cm/s，磁场强度为9．54KA/m，脉动周期比等于通电时间与断电时间之比。试验结果如表2所示。

表2 试验结果

分析试验数据确定，延长脉动周期的送电时间，精矿品位会随之降低，回收率会提高。延长脉动线圈的送电后，使聚团合时间增加。磁场变成了恒定磁场，选别单体细粒脉石和贫连生体的能力会下降。连续供给固定磁场，磁性矿物颗粒相互结成团聚链状。磁场强度弱时，磁团聚链体被向上的水流冲击下散开，水的冲击下非磁性颗粒被排出形成尾矿。因此，从节能方面考虑想获得高质量的精矿，磁场变换周期取4﹕8较合适。磁场变换周期4﹕8即为送电时间4秒后停电时间8秒钟。

2．3 磁场强度试验

磁场强度的大小对分选结果起着很重要的作用。实验过程中磁场强度从7．94KA/m－13．54KA/m，取上升水流V=1．87cm/s，试验分选结果如表3所示。

表3 不同磁场强度的分选结果

分析表3可以知道，磁场强度的增加，精矿品位降低，回收率提高。在一定水流作用下，物料存在由磁链流向磁团聚体转变的临界磁场。当超过临界磁场时，磁链流的状态会被破坏。当磁场强度在7．94－9．52KA/m时，精矿品位在67．0%左右，回收率96．1%－97．11%。显然二者变化幅度不大。磁场强度不超过其临界磁场强度时，精矿品位变化幅度较小。那么选别所需的磁场范围较宽，为了得到较高质量的精矿，磁场强度取在7．94－9．52KA/m左右。

3．磁选机参数调节对选别品位影响研究成果的应用

利用磁选机试验参数设计了磁选机的磁场强度模糊控制器和底阀自动控制方案，保证排矿口精矿浓度稳定以及磁选机底部矿层界面稳定。在河北省唐山市拓新电器有限公司做对比实验，取得了较好的效果。磁选机对比应用结果显示，新磁选机在平均原给矿品位低0．9%的前提下，精矿品位提高了1．7%，且控制的精矿品位波动范围小，品位更稳定。

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[2]王晓峰，刘兵．T－GCTS磁选机在密地选矿厂的工业试验[J]．金属矿山，2012，2:55－56．

[3]K．ISHAQUE，S．S．ABOLULLAH，S．M．AYOB．A Simplified Approach to Design Fuzzy Logic Controller for an Underwater Vehicle[J]．Oceam Engineering，2011．1．