永磁磁選機不需持續激磁，無功耗，其磁系不需能源和冷卻系統，且結構緊湊簡單，重量輕，占地面積少，製造和運行成本低，操作維護方便，性能穩定，是一種節能省耗、高效廉價設備，其發展空間理想。
基本介紹
- 中文名：永磁磁選機
- 用途：磁鐵礦、磁黃鐵礦
- 性質：物理儀器
- 類別：工業產品
介紹,國外研究進展,國內研究進展,安裝與維護,安裝試車,機器的維護,
介紹
磁選是在不均勻磁場中，利用磁性礦物顆粒所受磁場力大小，實現磁性顆粒與非磁性顆粒分離的一種選礦方法，廣泛地套用於黑色金屬礦石、有色和稀有金屬的選別以及非金屬礦除鐵等。磁選工藝是礦物加工中一個重要的分選技術，被廣泛地套用在磁鐵礦提純和非金屬礦除鐵等領域。國內外各研究團體及專家學者在永磁磁選機研究方面都做了大量的研究工作，取得了較大進展。
強磁場磁選機主要用於弱磁性礦物分選、非金屬除鐵和尾礦回收等，在國內外諸多領域得到了廣泛套用。在電磁強磁選設備中，電磁體需要消耗大量的電能產生高強磁場，同時線圈發熱需要冷卻，電磁體整機笨重且設計複雜，控制元器件多且故障點多。而採用稀土永磁體設計的濕式永磁強磁選機不需要能源和冷卻系統，具有結構簡單、操作維護方便、機體較輕、性能穩定和節省能耗等優點，比同類型的電磁磁選機具有更為廣闊的發展前景。磁系設計是提高永磁強磁選機磁場強度的核心內容。
國外研究進展
國外對於磁選的研究始於 19 世紀中葉，Ball、Norton、Edison 及諸多國外研究團體和學者通過磁選試驗發現，粗顆粒強磁性礦物在磁場力的作用下可從非磁性的脈石礦物中分離出來。1890 年，Ball-Nortony研製了第 1 台通直流電的電磁圓筒磁選設備，成為第 1 台套用於磁性顆粒分選技術的電磁磁選設備，被廣泛套用於磁鐵礦提純。20 世紀 60 年代末，隨著新的高性能永磁材料的出現和永磁磁系研究的深入，永磁磁選設備得到了迅速發展。20 世紀 70 年代，國外學者開始注重對永磁強磁場磁選機磁系磁路的研究，並在 1974 年發表了第 1 篇關於永磁強磁場磁路的研究文章，隨後在 1989 年，利用研究成果，採用磁鋼永磁材料開發出了第 1 台圓筒式永磁中磁場磁選機，磁場強度達到 0.5 T；5 年後，隨著對磁系磁路的進一步研究，開發出第二代圓筒式磁選機，磁場強度提高到了0.7 T。目前，磁選機永磁材料主要為釹鐵硼和鐵氧體磁性材料。以永磁磁系作為磁源在各個領域的廣泛套用，加快了磁分離領域新的設計理念的發展，如 Gerber 於 1984 年研究的超細顆粒的磁過濾技術，Graham 於 1985 研究了軟磁材料和鐵基非晶超細顆粒的磁性。
1）永磁磁力滾筒
永磁磁力滾筒又稱為磁滑輪，其磁力滾筒結構主要由磁系、圓筒、主軸和調整盤構成，磁筒表面磁場強度為 0.16 ～0.45 T，主要用於磨前粗選，防止礦物過磨和非金屬除鐵。由於永磁磁力滾筒具有結構簡單、使用安裝方便的優點，在機體形式上易實現大型化。在設備規模上，具有代表性的是德國 KHD 公司生產的MR125220 型永磁磁力滾筒，筒體直徑達到1250mm，長度為2200mm；英國博克斯馬格·拉皮德公司研製的 PP3664 型永磁磁力滾筒，滾筒直徑為914mm，長1626 mm；美國 Eriez 公司採用電磁永磁複合磁系設計開發的 SR-E 型磁力滾筒，磁滾筒直徑達到2433 mm，長2438 mm，為目前國外最大直徑的磁力滾筒。同時磁力滾筒磁系永磁材料採用稀土合金磁鐵，使筒體表面磁場強度達到 0.20~0.25T。
2）永磁筒式磁選機
在設備規模和處理能力方面趨向於大型化。瑞典 Sala 公司於 1890 年生產了世界上第1台永磁筒式磁選機。近年來，隨著市場需求和磁選機研發技術的提高，永磁圓筒式磁選機滾筒直徑達到了2100mm，長度為3000mm，處理能力為 500 t/h，處理礦物粒度在 300mm 以上。美國 Eriez 公司研製的永磁筒式磁選機，磁滾筒直徑為1800 mm，長度為 3048mm，滾筒表面磁感應強度為 250 mT，處理能力 500～600 t/h，入料礦石顆粒 350 mm；芬蘭 Cohen 公司研發的 ROXON 型磁選機，滾筒直徑為 1200 mm，長度為 3000 mm，處理能力為 400t/h。在磁系設計方面趨向於採用複合磁系、高梯度磁系和輔助磁極。具有代表性的是美國丁格茲公司採用輔助磁系生產的永磁設備，磁系採用在主磁極間嵌入與其極性相同的輔助磁極以消除漏磁，使得滾筒上主磁極的磁力線在輔助磁極作用下沿徑向延伸，加強了作業氣隙中的磁場強度和深度；美國 Eriez 公司重視磁系的研究和改進，在主磁系中設計輔助磁系，增加了反斥磁體，減少了漏磁，由此提高磁場的強度和深度。通過這種磁繫結構的改進，使磁力線在筒體外表面 20~25mm 處聚集，從而使筒體外表面的磁場強度在 50mm 處大大降低，中間形成了較大的梯度。為了提高精礦產品品位，可以設計交替磁極，產生磁擺動作用。在主磁極上設計添加的輔助磁極，磁場方向對著作業間隙，固定安裝在槽體上的支撐板上，支撐板可通過安裝在支架上的調節螺桿移動距離，從而有效地調節磁場的深度和梯度。法國公司設計的永磁強磁選機磁系，在主磁極中間安裝輔助磁極，設計尺寸為主磁極圓周長度是輔助磁極圓周長度的2倍。芬蘭 Cohen 公司與捷克設備公司聯合研發的高梯度強磁選機，最大特徵是磁場強度在距離滾筒外表面50mm位置大大降低，從而更有效地提高了分選區的吸引磁場力。
在磁場強度方面趨向於使用高性能稀土永磁材料，使得在磁繫結構不做較大改變的情況下，磁滾筒外表面磁場強度比使用普通磁性材料大大提高。作業氣隙中磁場強度的提高，大大提高了磁性礦物的回收率，有助於有用礦物的利用，節約了資源。其中具有代表性的有芬蘭 Cohen 公司生產的 ROXON 型永磁滾筒強磁選機，磁滾筒外表面磁感應強度為 0.2T；捷克礦山機械設備公司生產的 MRG 型永磁磁選機，磁滾筒外表面背景磁場磁感應強度提高到 0.24T。國外同時還研究開發了可調的永磁磁系，具有代表性的有日本 TOWA 公司研製的 TY6E2 型永磁強磁選機，筒皮採用導磁不鏽鋼材料，外表面貼上耐磨橡膠，磁系可通過調節手柄調節磁系位置，從而改變滾筒外表面的背景磁場，達到表面磁通密度可調的目的。此外，德國 KHD 公司研製的中場強永磁磁選機，磁包角 90°~120°，筒體表面背景磁場達到 0.75T。美國 Eriez公司採用擠壓式磁系研發的筒式中場強永磁磁選機，磁包角提高到 150°，極性可實現周向和軸向交替作用，產生可變磁場，筒體外表面背景磁場高達 0.7 T，對於澳大利亞鐵鐵礦具有良好的選別效果。
在分選效率方面趨向於改進給料裝置，使物料產生磁翻滾，防止磁團絮的形成，從而有效地提高分選指標。最具有代表性的是保加利亞礦業設備公司研發的永磁筒式磁選機，在槽體底部安裝隔膜振動器，在分選的過程中，隔膜振動器產生高頻振動，促使槽體內的分選物料產生磁翻滾和高頻升降運動，從而有效地破壞了磁團絮的形成條件，提高了選別指標；德國礦業設備公司研製的永磁強磁筒式磁選機，磁系通過棘輪嚙合和筒體連線在一起，隨筒體一起做反向圓周運動，產生了良好的選別作用；俄羅斯礦業設備公司研製了帶有扇形磁極和彈簧牽拉裝置的永磁磁選機，在磁選機選別過程中，隨著磁滾筒的勻速轉動，通過彈簧牽拉裝置的作用帶動磁系做諧振運動，從而在磁滾筒外表面產生諧振磁場。
為了提高磁選能力，增大磁選設備處理能力，依照不同的磁選工藝要求，在磁滾筒數量方面趨向於採用多筒串聯使用。具有代表性的為日本 TOWA 公司研製的 TY6E2 型四筒串聯永磁強磁選機，4 個磁滾筒分別起著不同的分選作用，分別實現粗選、掃選、一次精選、二次精選工藝，將 4 個步驟合併在 1 套磁選機上實現，大大提高了分選效率和指標，通過對磁鐵礦工業試驗驗證，可將鐵精礦品位提高到 60% ~69%；其次是日本三菱公司研製的 DA-BW 型雙筒串聯和 DA-3B 型三筒串聯永磁磁選機，作為磁性物料的粗選設備；同時還有德國 KTS 公司研發的雙筒串聯磁選機，在設備性能上面也做了較大改進。
3）永磁輥式強磁選機
永磁輥式磁選機的磁輥磁系採用高性能釹鐵硼和高純度純鐵材料製成，具有高場強特點，分選粒度分布為0.1~10 mm。具有代表性的有美國 INPROSYS（International process System，Inc） 公司於 20 世紀 90年代研製的永磁輥式強磁選機，磁輥採用環狀釹鐵硼磁體和薄鋼片交錯排列構成，製成的磁輥表面背景磁場可達到 2.2 T。物料通過給礦裝置輸送到分選空間，磁性物料在磁輥磁場的作用下從下部排出，非磁性物料不受磁場力作用從前部拋出，適用於選別弱磁性礦物， 使精礦品位提高 5%～20%。由於具有結構簡單、操作方便、磁場強度高及處理能力大等優點，在世界範圍內各領域得到了廣泛套用。
1981 年南非 EL Bateman 礦業設備公司採用衫鈷磁永磁材料研製出了 Permron 永磁輥式強磁選機，特點是磁輥表面背景磁場強度大，達到 1.6 T，磁場梯度較大；20 世紀 90 年代初期，美國礦業設備公司採用高性能釹鐵硼永磁材料和高純度純鐵交替排列研製成功的 High-Force 永磁輥式強磁選機，創造了磁選機高場強的歷史，磁輥表面背景磁場強度達到了 2.2T。迄今，美國埃利茲公司、英國 Master Magnets 和博克斯馬格·拉皮德、以色列 Yaniv Magnetie 以及奧地利的 IFE-AG 等許多公司均在生產永磁輥式強磁選機。
4）永磁高梯度磁選機
1991 年，美國 Bateman 公司研製的 FW 型永磁高梯度磁選機，磁系全部採用稀土釹鐵硼永磁材料，通過鋼毛或金屬網作為聚磁介質，使作業氣隙中的磁感應強度達到 0.6 T，具有較大的處理能力，最高可達到 100t/h，適用於處理對 40µm 以下物料分級；隨後美國 Eriez 公司研製的 Reium 永磁高梯度磁選機，背景場強為 0.6 T，但處理能力已達到 300 t/ h；20 世紀 70 年代，日本礦業資源研究公司研製的往復式永磁高梯度磁選機，並於 1983 年在日本 Nippon EleetricGlass 公司的 Takatsuki （高月） 工廠投入使用，用於處理研磨陰極射線管，形成玻璃質污泥漿去除鐵雜質，效果顯著。
國內研究進展
1）弱磁場永磁磁選機
濕式永磁弱磁場磁選機是礦山企業套用在強磁性礦物粗選和提高精礦品位領域較為廣泛的一種磁選設備，磁極表面背景場強 H0= 0.72×10～1.36×10A/m，磁場力 Hgrad H = （2.5～5.0）×10A/ m。主要用於分選磁鐵礦、磁黃鐵礦、磁赤鐵礦、鈦磁鐵礦和矽鐵等強磁性礦物。其中具有代表性的有馬鞍山礦山研究院採用由稀土釹鐵硼和鐵氧體永磁材料組成的可調式複合磁系，研製了φ1050 型永磁滾筒式磁選機，筒體外表面磁感應強度從精礦斗位置至尾礦斗位置逐漸增強，筒體外表面貼上耐磨橡膠材料，降低了筒皮磨損，同時加強了磁性物料的分選作用，筒體外表面背景磁場為 280mT，磁場作用深度大。在礦山選場工業實踐表明，選礦效率可提高 3%～5%，精礦品位提高 1%～4%；回收率提高 1%～5%。內蒙古包頭鋼選廠採用複合永磁磁性材料研製的CBNφ1050 mm×4100 mm 永磁磁選機，採用逆流式槽體結構，給礦箱下部配有沖洗管攪拌礦漿，從而提高分選效果。
北京礦冶研究總院採用大分選室和大磁包角磁力滾筒，綜合考慮磁性顆粒在分選空間內受到重力、浮力和磁場力等多力場影響，研製了新型永磁磁選機。該機型具有可實現在低磁場初選，在高磁場掃選的特點，大大提高了分選效率。近年來，我國礦山機械設備公司生產的永磁磁選機，其筒體規模趨向於大型化，最大為φ1500mm×4500mm。然而我國選礦廠磁選工段目前使用的磁選機機型多為φ1050 mm×2100 mm。與國外同類型永磁多筒磁選機在機械設計和分選性能方面相比，我國永磁磁選機還存在一定的差距，在機體結構最佳化和提高分選效率技術方面還亟待提高。
對進進球磨機的礦石進行磨前預選，是礦山選廠企業節約能源、降低生產成本、提高選礦指標、增加經濟效益的有效途徑。因此，用於原礦石粗顆粒初選的乾式或者濕式弱磁預選機，具有工藝簡單、操作方便、效率高、性能穩定、成本低、選別指標好等優點，在選礦、選煤等領域得到了較大的發展。馬鞍山礦山冶金研究院研發的 CTDG 系列原礦預選機，滾筒直徑為 500~1500mm，原礦輸送頻寬 500~1600mm，處理原礦石粒徑範圍為 75 ~350mm，處理能力 50~600 t/h，背景磁場感應強度為 160~260mT。生產實踐表明，尾礦品位 8.6% ~ 9.7%，原礦品位提高 2.24% ~ 10.46%，磁性鐵回收率 99.35%。北京礦冶研究總院研發的 CT1416 型礦石預選機，磁滾筒外表面背景磁場強度達到 0.65 T，礦石入料粒度為 350mm，處理能力達到 450 t/h。同時，該研究院還採用複合永磁材料研製了 CTDY-1214 型移動式預選機，該機性能穩定，具有較高的磁場強度和深度，選別效果較好。
2）中磁場永磁磁選機
中場強永磁磁選機是介於弱磁場和強磁場之間，磁極表面磁場強度 H0=1 .6×10～4.8×10A/m 的磁選設備。該機多採用開放式磁系和筒式結構，磁系採用釹鐵硼和鐵氧體永磁材料，同時在主磁極中間增加了輔助磁極以減少漏磁。該機具有結構簡單、使用方便、性能穩定及磁場強度深等優點，主要用於磁鐵礦提純、非金屬礦物除鐵以及尾礦回收等領域。具有代表性的是北京礦山冶金研究總院採用高性能釹鐵硼永磁材料製成的擠壓式磁系，研製成功的φ400 mm×400 mm 筒式永磁中場強磁選機。該機設計成軸向交替磁極，減少了因槽體內礦漿渦流運動而造成的筒體發熱現象，筒體表面最高背景磁場強度可達到 0.75 T。同時該研究院研製的 CTBφ1200×3000型中磁永磁磁選機，最高處理能力可達到 350 m/h。
馬鞍山礦山研究院採用稀土釹鐵硼和鐵氧體永磁材料組成的混合磁系，研製生產的 ZC 和 NCT 系列中場強永磁筒式磁選機。ZC 系列永磁筒式磁選機磁滾筒表面背景磁場強度為 350～500mT，NCT 系列中場強永磁筒式磁選機磁滾筒表面背景磁場強度為 500~800mT。長沙礦治研究總院研究開發的φ1000 mm×2400mm 規格永磁中場強磁選機，筒體表面最高背景磁場強度達到 0.8T。該機入料粒度範圍較寬，較好地解決了磁堵塞的難題。其中φ600×1200mm 規格的乾式永磁強磁選機對於粒度範圍在30~0.5mm的礦粒具有良好的分選指標。
吉林礦山機械設備廠採用帶輔助磁系的複合磁系研製的 CTNφ1050 mm×2400 mm 型中場強永磁磁選機。磁系主磁極採用釹鐵硼磁鋼永磁材料，輔助磁極採用衫鈷磁鋼永磁材料，筒體表面背景磁場強度達到450 mT；同時，吉林 8272 廠採用鍶鐵氧體和釹鐵硼永磁材料組成的多向聚焦開路磁系，研製出永磁中場強磁選機，磁系磁場作用梯度和深度均較大，磁滾筒外表面磁場分布均勻，筒體表面背景磁場達到0.5~0.9T。此外，包頭新材料套用研究所採用高性能釹鐵硼永磁材料研製的 NTC 系列永磁中場強磁選機，在褐鐵礦、赤鐵礦等分選作業中得到了廣泛的套用。
3）強磁場永磁磁選機
強磁場磁選機結構多採用環式、籠式和盤式，磁極表面磁場強度 H0= 0.48×10~ 6×10A/ m，磁場力 Hgrad H = （1.5～6.0）×10A/m。主要用來分選弱磁性礦物，如鐵錳礦、褐鐵礦和鉻鐵礦等。長沙礦冶研究院採用高性能釹鐵硼硬磁材料和高純度 DT4 軟磁材料組裝成功的磁輥，開發了 CRIMM系列永磁輥式強磁選機，磁輥規格為φ600 mm×1200mm，傳動部分採用無級變速器傳動，轉速為 0～600r/min，入料粒度 0.074 ~ 20 mm，磁輥表面背景磁場強度達到 1.2 T，最大礦量處理能力達到8t/h。武漢理工大學彭會清教授採用高性能釹鐵硼永磁材料研製開發的 YDQC 型濕式永磁帶式磁選機，磁極磁感應強度最高可達到 2.2 T。
4）永磁高梯度磁選機
安徽馬鞍山礦山冶金研究院經過多年研究，研發了國內首台永磁雙立環高梯度磁選機，該機採用高性能釹鐵硼永磁材料，極距間隙達到 100 mm，背景磁場強度可達 0.6 T，最大處理能力為 25 t/ h。此外，國內常用的永磁高梯度磁選機有 DGYC 型多元永磁高梯度磁選機，最高背景場強可達到 0.8 T，用於我國細粒貧赤鐵礦的選別；其他的磁選機種類還有永磁帶式高梯度磁選機，背景場強達到 0.7 T，主要用於陶瓷和高嶺土等非金屬的除鐵；乾式永磁高梯度磁選機，表面背景場強可達到 1.0 T，主要用於非金屬礦，如陶瓷、玻璃、填料及耐火材料等除鐵作業。
安裝與維護
機器的維護保養是一項極其重要的經常性的工作，它應與極其的操作和檢修等密切配合，應有專職人員進行值班檢查。
安裝試車
1、該設備應安裝在水平的混凝土基礎上，用地腳螺栓固定。
2、安裝時應注意主機體與水平的垂直。
3、安裝後檢查各部位螺栓有無鬆動及主機倉門是否緊固，如有請進行緊固。
4、按設備的動力配置電源線和控制開關。
5、檢查完畢，進行空負荷試車，試車正常即可進行生產。
機器的維護
1、軸承擔負機器的全部負荷，所以良好的潤滑對軸承壽命有很大的關係，它直接影響到機器的使用壽命和運轉率，因而要求注入的潤滑油必須清潔，密封必須良好，本機器的主要注油處（1）轉動軸承（2）軋輥軸承（3）所有齒輪（4）活動軸承、滑動平面。
2、新安裝的輪箍容易發生鬆動必須經常進行檢查．
3、注意機器各部位的工作是否正常．
4、注意檢查易磨損件的磨損程度，隨時注意更換被磨損的零件．
5、放活動裝置的底架平面，應出去灰塵等物以免機器遇到不能破碎的物料時活動軸承不能在底架上移動，以致發生嚴重事故．
6、軸承油溫升高，應立即停車檢查原因加以消除。
7、轉動齒輪在運轉時若有衝擊聲應立即停車檢查，並消除。
