高梯度磁選機是一種用於弱磁性礦物篩選的強磁選機。它是在一般強磁選機的基礎上發展起來的一種新型強磁選機。
基本介紹
- 中文名：高梯度磁選機
- 外文名：high gradient magnetic separator
- 簡寫：HGMS
- 特點：工作可靠、維護方便
- 用途：篩選弱磁性礦物
- 套用：多種礦物
用途,結構組成,工作原理,適用範圍,性能特點,分類,
用途
高梯度磁選機設備適用於弱磁性礦物的礦選，如：赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、黑鎢礦、鉭鈮礦、赤泥等。非金屬礦物的除鐵、提純。例如：石英、長石、霞石、螢石、矽線石、鋰輝石、高嶺土等。高梯度磁選機適用於粒度3mm以下的磁鐵礦、磁黃鐵礦、焙燒礦、鈦鐵礦等物料的濕式磁選，也用於煤、非金屬礦、建材等物料的除鐵作業。
結構組成
高梯度磁選機設備主要由脈動機構、激磁線圈、鐵軛和轉環等組成。轉環用普通不鏽鋼加工的1塊中環板、2塊側環板和74塊梯形隔板圍成雙列共74個分選室。
各分選室用1.0mm×4mm×12mm導磁不鏽鋼板網和0.7mm×10mm×25mm普通不鏽鋼大孔網交替重疊構成磁介質堆，導磁網和大孔網的充填率各為12%、3.2%。選別時，轉環做順時針旋轉，礦漿從給礦斗給入，沿上鐵軛縫隙流經轉環，礦漿中的磁性顆粒吸附在磁介質表面，由轉環帶至頂部無磁場區，被沖洗水沖入精礦斗；非磁性顆粒則沿下鐵軛縫隙流入尾礦斗帶走。
工作原理
高梯度磁選機是一種專門針對弱磁性礦選礦的設備分乾選強磁機和水選強磁機兩種，一般的弱磁性礦主要有褐鐵礦、赤鐵礦、錳礦、共生礦（多種礦共同存在），這種弱磁性礦主要由三氧化二鐵組成，要想把三氧化二鐵提取出來就需要用高強磁設備選別，我公司針對這種難解決的礦專門研製出高強磁選礦機。
任何礦都不是單體存在，一般弱磁性礦中都包含一些機械鐵（四氧化三鐵）、以及其他物質（硫磷矽等），這種高強磁選礦機磁場強度可達到12000-16000高斯，如果不把原礦中的機械鐵選出來，在實際選礦工作中機械鐵會影響高強磁選礦機的選礦效果，這種機械鐵粘在強磁輥上會影響強磁機的磁場，以至於磁場達不到使精礦流到尾礦庫中，所以在選三氧化二鐵之前先要把存在的機械鐵選出來。
在工作時，礦漿經給礦箱流入槽體後，在給礦噴水管的水流作用下，礦粒呈鬆散狀態進入槽體的給礦區。在磁場的作用下，磁性礦粒發生磁聚而形成“磁團”或“磁鏈”，“磁團”或“磁鏈”在礦漿中受磁力作用，向磁極運動，而被吸附在圓筒上。由於磁極的極性沿圓筒旋轉方向是交替排列的，並且在工作時固定不動，“磁團”或“磁鏈”在隨圓筒旋轉時，由於磁極交替而產生磁攪拌現象，被夾雜在“磁團”或“磁鏈”中的脈石等非磁性礦物在翻動中脫落下來，最終被吸在圓筒表面的“磁團”或“磁鏈”即是精礦。精礦隨圓筒轉到磁系邊緣磁力最弱處，在卸礦水管噴出的沖洗水流作用下被卸到精礦槽中。非磁性或弱磁性礦物被留在礦漿中隨礦漿排出槽外，即是尾礦。
適用範圍
1、黑色金屬方面：假象赤鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦、錳礦的回收等；
2、有色金屬方面：含鎢石英脈中細粒嵌布黑鎢礦的回收，錫石多金屬硫化礦中磁黃鐵礦的分離，錫石與黑鎢礦的分離，褐鐵礦等礦物的分離，白鎢礦與黑鎢礦、石榴石等礦物的分離等；
3、稀有金屬方面：鉭鈮鐵礦、鐵鋰雲母、獨居石等的回收。
4、非金屬方面：玻璃陶瓷工業原料石英、長石、高嶺土的提純，高溫耐火材料矽線石、紅柱石、蘭晶石的脫鐵和除角閃石、雲母、電氣石、石榴石等有害雜質等等；
5、其它方面：弱磁性尾礦回收；氧化鋁廠赤鐵礦泥選鐵；鋼鐵廠、發電廠的廢水處理；清洗被催化劑污染了的化工原料等。
性能特點
它具有富集比大、對給礦料度、濃度和品們波動適應性強、工作可靠、操作維護方便等優點。
高梯度磁選機的磁系，採用優質鐵氧體材料或與稀土磁鋼複合而成，磁輥筒表面平均磁感應強度為100～600mT。根據用戶需要，可提供順流、半逆流、逆流型等多種不同表強的磁選。
高梯度磁選機工作過程中，對於每一組磁介質而言，沖洗精礦的方向與給礦方向相反，粗顆粒不必穿過磁介質堆便可沖洗出來，從而有效地防止了磁介質的堵塞；設定礦漿高頻振動機構，驅動礦漿產生脈動流體力。
在脈動流體力的作用下，礦漿中的礦粒始終處於鬆散狀態，可提高磁性精礦的質量；平環高梯度磁選機對給礦粒度要求比較嚴格，獨特磁繫結構及最佳化組合的磁介質，使磁選機給礦粒度上限達到2.0毫米，簡化了現場分級作業，具有更為廣泛的適應性；採用多梯度介質技術和液位穩定控制裝置使鐵精礦品位和回收率提高；轉環轉速及高頻振動箱振動頻率採用變頻器無級調節；與國內同類產品比較其獨特的設計有效地解決了轉環的“步進”現象。
分類
乾式永磁高梯度強磁選機
該機有內外兩個永磁磁系，兩磁系之間的分選間隙可以調節。工作時，經過葉輪分散的乾燥物料隨葉輪風力帶人磁選機的分選空間，非磁性物隨自身的軌跡拋落出去，磁性物吸附於鋼板網介質上，隨介質轉動離開分選空間並在磁介質的振動下脫落。機械振動能提高物料分選精度，筒式可以避免物料的機械夾雜。該機用於鉀長石除鐵時。給料粒度為-0.045mm，經分選後含Fe2O3含量從0.27%降至0.18%，除鐵效果明顯。
振動高梯度強磁選機
振動給礦和振動排礦的方式保持微細粒乾粉物料的流動性，通過介質盒內的感應磁場將弱磁性物捕獲並在上部排出，可以實現微細粒物料的乾式連續分選。在對安徽某煤系高嶺土除鐵試驗中，原料Fe2O3含量從0.73%降至0.5%，和濕選結果相當。
周期式高梯度磁選機
結構
周期式高梯度磁選機的結構主要由鐵鎧裝螺線管磁體、不鏽鋼毛介質、分選箱以及礦漿出口、入口閥門等部件組成。
1、螺線管由空心扁銅線或空心方向銅線繞制，用低電壓高電流激磁，通水冷卻，達到足夠的場強。
2、鐵鎧和磁極頭用純鐵製成，其作用是與螺線管構成閉合迴路，磁力線完全封閉在方框鐵殼內，提高管內腔的場強。由於該機常用於磁性弱、含量低、粒度細（5~10μm）的物料，礦漿一般在背景磁場1~2T下以慢速流通過介質。因此進出口礦漿管道直徑小，管道可以穿過樣極頭，介質較長30~50cm。
3、分選箱用非導磁材料（不鏽鋼或銅）製成，上下分別有出漿和進漿口、箱（或筒）內安裝放分選介質鋼毛。該機背景場強可達16000kA/m（2×104Oe）。
分選過程
周期式高梯度磁選機工作時分給礦、漂洗和沖洗三個階段。料漿（濃度一般為30%左右）由下部以相當慢的流速進入分選區，磁性顆粒被吸附在鋼毛上，其餘的料漿通過上部的排料閥排出。
經一定時間後停止給料（即鋼毛達到了飽和吸附），打開沖洗閥，清水從下面給入並通過分選室鋼毛，把夾雜在鋼毛上的非磁性顆粒沖洗出去。然後切斷直流電源，接通電壓逐漸降低的交流電使鋼毛退磁後，打開上部的沖洗水閥，給入高壓沖洗水，吸附在鋼毛上的磁性顆粒被沖洗乾淨，由下部排料閥排出。
完成上述一個過程稱為一個工作周期。完成一個周期後即可開始下一周期的工作。整個機組的工作可以自動按程式進行。操作時完成一個周期需10~15分鐘左右。
套用實例
從高嶺土中脫除鐵雜質（如赤鐵礦顆粒）是該機套用的突出例子。美國生產的高嶺土產品中很大一部分是經高梯度磁分離處理的產品。英國、西德、捷克和波蘭等國的高嶺土洗選廠也採用了這種磁分離新技術。美國喬治亞洲所有主要的粘土公司都採用這種周期式高梯度磁選機提高粘土的質量。
磁場特性
高梯度磁選機的磁場常用背景磁場的強弱來表示，背景磁場是指未充填介質時的磁場，在鐵殼螺線管磁體的背景磁場沿其軸線的磁場變化曲線中，螺線管磁體的背景磁場兩端弱外，其餘基本是均勻的。
鋼毛在磁場中磁化後，產生的梯度與其磁化強度J成正比，與鋼毛的半徑成反比，一般在7000Gs(×10-4T)的磁場中，磁化強度逐漸接近於磁飽和。細鋼毛的磁化強度約為1040kA/m(1300Oe)，此時達到了最高飽和磁化強度。因此，若以半徑為10μm數量級的鋼毛能夠產生107Oe/cm(105T/m)磁場梯度。
螺線管線圈的高度等於分選箱的高度者稱為“短線圈”，螺線管的高度比分選箱高50%~100%稱為“長線圈”。相對短線圈而言，長線圈平均直徑小些，所以長線圈與同匝數短線圈比，導線用量少，這就可以節約銅線降低能耗，大大地降低了成本。
連續式高梯度磁選機
連續式高梯度磁選機是在周期式高梯度磁選機的基礎上發展的，它的磁體結構和工作特點與周期式高梯度磁選機相近。設計連續式高梯度磁選機的主要目的在於捉高磁體的負載周期率，以適應細粒的固一固顆粒分選，主要套用於工業礦物、鐵礦石和其他金屬礦石的加工，固體廢料的再生以及選煤等方面。
結構
連續式高梯度磁選機它主要由分選環、馬鞍形螺線管線圈、鎧裝螺線管鐵殼以及裝有鐵磁性介質的分選箱等部分組成。
1、分選環安裝在一個中心軸上，由電動機經減速機而轉動，根據選別需要確定其轉數大小。環體由非磁性材料製成。分選環分成若干個分選室，分選室內裝有耐蝕軟磁聚磁介質（金屬壓延網或不鏽鋼毛）。分選環的直徑、寬度、高度根據選別需要設計出不同的規格。
2、鎧裝螺線管磁體是區分其他濕式強磁選機的主要部分。為了在環式磁選機中產生均勻的磁場，磁體由兩個分開的馬鞍型線圈所組成，以便使裝有介質的環體通過線圈轉動。鐵鎧迴路框架包圍螺線管電磁體並作為磁極，馬鞍型螺線管線圈一般可採用空心方型軟紫銅管繞成，通以低電壓大電流，通水內冷，使導線的電流密度提高數倍，以便在限定的空間範圍內能滿足設計的安匝數。
3、介質一般採用金屬壓延網或不銹導磁鋼毛。理論研究指出，當一根圓斷面鋼毛的直徑與磁性顆粒的直徑相匹配時，即鋼毛的直徑是顆粒直徑的2.69倍時，作用在鋼毛附近顆粒上的磁力最大。因此，處理粗顆粒物料時應選擇粗鋼毛，細顆粒要選擇細鋼毛。介質的最大充填率隨介質尺寸的減少而顯著減小。合適的充填率要通過試驗確定。
分選過程
礦漿由上導磁體的長孔中流到處在磁化區的分選室中，弱磁性顆粒被捕集到磁化了的聚磁介質上，非磁性顆粒隨礦漿流通過介質的間隙流到分選室底部排出成為尾礦，捕集在聚磁介質上的弱磁性顆粒隨分選環轉動，被帶到磁化區域的清洗段，進一步清洗掉非磁性顆粒，然後離開磁化區域，被捕集的弱磁性顆粒在沖洗水的作用下排出，成為精礦。
套用實例
目前已製造出各種中間規模和生產規模的連續式高梯度磁選機。一個機上可配置四個磁極頭，每個磁極頭生產能力高達200t/h，已被安裝在瑞典的一個鐵礦選礦廠進行工業試驗。
