LJC全自动磁悬浮精选机及其应用实践

朱东方

(沈阳隆基电磁科技股份有限公司)



LJC全自动磁悬浮精选机及其应用实践

朱东方

(沈阳隆基电磁科技股份有限公司)

摘要介绍了LJC全自动磁悬浮精选机的功能、技术特点和工作方式。朝阳某矿业公司应用全自动磁悬浮精选机后，选厂处理量和精矿指标显著提高。为铁矿山企业提高精矿质量的同时提高产量提供了可能，为企业在困境中求生存求发展提供技术支持。

关键词全自动磁悬浮精选机自动化提产增效

我国矿业发展速度较快，中小规模的矿山企业正寻求扩大生产能力，大型矿山企业需求投入少、单机处理量最大化、自动化程度高、经济效益可观的设备。特别是目前铁矿山行业进入到瓶颈阶段，企业为了生存，正探求能保证铁精矿质量不降低的情况下提高企业单位台时处理量和精矿产量的途径。但大多数矿山的原矿石品位过低，且嵌布粒度微细，需要细磨才能实现有用矿物的单体解离，利用常规的磁选设备很难实现细粒矿物的分选，获得合格精矿。

1　LJC全自动磁悬浮精选机简介

LJC全自动磁悬浮精选机是沈阳隆基电磁科技股份有限公司在综合磁选柱、无极变频淘洗机、全自动淘洗机的工作原理和不足的基础上开发出的最新一代磁重选设备。该技术获得了多项国家专利技术和国家科技进步奖项，可以高效分离磁性矿物和贫连生体，解决磁选机和前几代磁选设备存在的磁包裹和磁夹杂等选矿难题。

LJC全自动磁悬浮精选机结构见图1。主要由选别筒、励磁线圈、给矿系统、给水系统、精矿排矿系统、尾矿溢流装置、传感系统、控制系统等组成。给水系统采用了圆周切向给水方式，让冲洗水在选别筒内呈螺旋式向上流动，提高冲散效率；给矿系统增设有给矿器，矿浆从上部的给矿槽进入输料管中，通过输料管中的螺旋给矿器后以螺旋流动方式进入选别筒，同时与呈反螺旋流动的冲洗水冲撞，达到彻底冲散的效果。LJC全自动磁悬浮精选机的磁路设计引进了向下脉动主磁场和瞬间向上脉冲副磁场的双向磁场作用。矿浆进入到选别筒后，磁性矿物先受到向下的N—S交替磁极脉动主磁场作用随着磁力线以磁链的形式向下运行，经过磁极时磁链进行磁翻转运动，以达到充分清洗效果。非磁性矿物和贫连生体由于不受磁场的作用随上升水作用被冲洗溢流出筒体。由于部分杂质被包裹在磁链中，难以被冲洗水冲出，对此，在向下脉动主磁场运行一个周期后，物料会受到一个比主磁场大3～5倍的瞬间反向副磁场作用，把磁链打散，使矿物颗粒处于完全分离的无磁链悬浮状态，使夹杂在磁链中的杂质颗粒分离出来，进一步提高精矿品位。由于采用了瞬间反向脉冲磁场，更利于杂质成分排出，可以适当降低选别筒内的冲洗水压，达到节水的目的。磁悬浮精选机在选别过程中可稳定控制精矿排矿浓度，排矿浓度最高可稳定在50%～60%，此浓度指标可以作为过滤设备的给矿，无需安设浓缩设备就可直接给入过滤设备。

图1　磁悬浮精选机组件示意

磁悬浮精选机的大型化产品单机最大处理量可达到55 t/h，耗水量110～160 t/h，运行功率3 kW。精矿排矿浓度可在50%～65%间调节，设备总高度7.8 m。

LJC全自动磁悬浮精选机采用PLC可编程控制器控制设备的磁场强度、给水量、排矿量，以实现参数自动优化和智能控制。利用HMI人机组态画面与现场和远程监控站点实现人性化的参数写入和各部分传感器反馈数据和参数的监视。系统信号传递情况详见图2。

图2　系统信号传递过程

磁悬浮精选机采用PLC可编程控制器对各个部分的传感器信号进行采集和分析，通过计算判断是否做出逻辑动作和参数调整(如磁场大小、电动阀门动作和开度)，最后达到人工设定的目标参数。一般给水量和给矿量发生变化后会影响到选别过程，所以系统要及时做出调整，首先需要自动调节磁场大小和各部分的阀位开度。如果此调节无法满足时，证明变化量已经太大，需要重新调整参数设置后，设备重新进行自我调控和自我调节，最终达到选矿要求工艺参数和最佳选矿指标。通过自动调节设备可以大大节约劳动成本，增加选厂现代化和自动化程度，适合大型矿山应用。

2　LJC全自动磁悬浮精选机的应用

朝阳某矿业公司处理的矿石主要由磁铁石英岩和赤铁石英岩组成。原矿主要金属矿物有磁铁矿、赤铁矿、碳酸铁、硅酸铁，脉石矿物有石英、绿泥石、方解石，此外，矿石中夹杂矿泥。原矿石含铁量低，结晶粒度较细。矿石化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1　化学多元素分析结果 %

选矿厂的精矿生产能力为30万t/a、精矿铁品位65%、磨矿粒度是-0.074 mm占90%、磁性铁回收率为96%以上，由于结晶粒度较细，且为了获得

表2　铁物相分析结果 %

较高品位的精矿产品，所以采用三段阶段磨矿—阶段磁选的选矿工艺流程。具体工艺流程见图3。

图3　现场工艺流程

为提高磨选车间磨矿系统的处理能力，提高生产效率，将磨选车间的精矿生产能力提高到36万t/a。在目前磨选车间的设备布置情况不变的情况下，拟增加1台LJC-8000全自动磁悬浮精选机，安装在三段精选磁选作业之后。三段精选磁选机的精矿作为LJC-8000全自动磁悬浮精选机的给矿，LJC-8000全自动磁悬浮精选机的精矿通过精矿泵输送到过滤机进行脱水后成为最终的精矿产品。LJC-8000全自动磁悬浮精选机的尾矿经过扫选磁选后精矿给入三段磨矿，尾矿作为选矿流程中的回水继续循环利用。改造后工艺流程见图4。

LJC-8000全自动磁悬浮精选机稳定运行后，现场取样和化验分析，结果见表3，磨选车间处理量见表4。

图4　改造后工艺流程

由表3、表4可知：LJC-8000磁悬浮精选机应用后精矿铁品位提高了2.62个百分点，磨选处理能力提高至207.65 t/h，与原流程台时178.55 t/h相比，台时提高了16.3%。LJC-8000磁悬浮精选机现场应用期间，磨选系统的细粒尾矿指标没有发生异常情况，通过取样化验后统计磨选系统的尾矿磁性铁含量为0.4%～0.8%。磨选车间的生产耗水量没有增加。全自动磁悬浮精选机单台平均用水量150 m3/h，耗电量2.5 kW，排矿浓度稳定在55%～58%。实现了无人化自动控制运行，通过增加LJC-8000全自动磁悬浮精选机进行工艺改造后，磨选车间的精矿质量没有发生变化，选矿工艺指标不变的情况下，选矿厂磨选车间的给矿处理能力提高了12%以上。

由现场统计和假设可得出每年的电费约为1.72万元，每年水费约为32.4万元。但是水量有一部分是工艺系统内部循环使用水，循环利用，所以每年的水费会小于32.4万元。总计每年的水和电力的运行成本约是34.12万元。LJC-8000全自动磁悬浮精选机工业应用后，磨选车间从原先每年30万t 的铁精粉产量提高到每年36万t，精矿产量增加了16%以上。精矿产品品位没有降低，精矿产量年提升了6万t，按照精矿价格500元/t计算，年增值 3 150万，产生净利润3 150万。能够在几个月内回收产品投入成本，可迅速为客户带来可观的经济效益，企业在较困难的行业生存空间中保持选矿生产工艺领先，运行成本最大化。

表3　LJC-8000全自动磁悬浮精选机稳定运行后指标 %

表4　磨选系统处理能力

3　结　语

全自动磁悬浮精选机引入双向磁场，实现磁重选工艺重大的进步，精矿铁品位高，水耗、电耗低，选别指标稳定、设备占地面积小，简化了选厂设备管理压力，减少设备维护费用，综合效益可观。

(收稿日期2016-05-05)

朱东方(1984—)，男，工程师，113122 辽宁省抚顺市李石开发区沈东二路69号。