CN108057518B - 一种磁性物料水平式风磁同步联选装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁性物料水平式风磁同步联选装置及方法，该装置主要包括机架、主动皮带轮、卸料皮带轮、皮带、刮料板、精矿仓、磁系、粉状物料给料斗、收集罩、布袋收集器、尾矿仓、储气罐、抽风机、反吹空压机、废气排放管道、吹风管和鼓风机，在磁系的多组磁铁产生的磁场中，待分选物料反复多次经历“团聚”‑“打散团聚”‑“剔除非磁性颗粒”‑“再团聚”‑“再打散”‑“再剔除”的过程，最终得到的精矿品位和金属回收率高，尾矿干排，解决了传统湿法工艺尾矿库会产生二次污染的问题，消除了安全、环保方面存在的隐患；工艺流程短、设备数量少，建厂投资费用低，在严寒地区、干旱缺水地区应用具有不可替代的优势，具有极高的推广价值。
Description
技术领域
本发明属于选矿工程技术领域，具体涉及一种磁性物料水平式风磁同步联选装置及方法。
背景技术
磁选是一种应用广泛的常见选矿方法。对于比磁化系数χ＞3×10-3cm3/g的磁性物质而言，可用磁场强度120-279KA/m(1500-3500 ○e)范围的弱磁选设备（即弱磁选工艺）回收。常见含较强磁性物质的资源有天然磁铁矿、磁赤铁矿（γ-Fe2O3）、钛磁铁矿、磁黄铁矿、锌铁尖晶石[（Zn,Mn）Fe2O4]以及焙烧磁铁矿(包括电厂含铁粉煤灰)，炼钢转炉冶炼渣等铁料。
磁性物料弱磁选工艺分为湿法弱磁选和干法弱磁选两种。湿法弱磁选是目前处理较强磁性物料的主流工艺。工艺过程一般包含破碎筛分、磨矿分级、多段磁选、精矿浓缩、过滤脱水、尾矿浓缩、输送，坝（库）内尾矿自然沉降堆存，尾矿回水再用等环节。湿法弱磁选工艺虽然可以得到品质比较高的铁料资源，但从包含的工艺过程来分析，与干法工艺比较，存在诸多不足：（1）湿法工艺路线长，后续产品含浓缩、过滤、脱水环节，增加了选矿成本及建厂投资费用。对于干旱缺水地区而言，该弊端显得尤为突出。（2）湿式工艺会产生二次污染，影响地下水质；尾矿在库内堆存，日常运行须防漏水、溃坝，除增加成本外，还存在安全、环保隐患；尾矿库占地面积大，闭库后难以实现复垦。（3）湿式磁选精矿的含水量较高，在严寒地区，冬季时精矿储运困难，导致部分选厂被迫停产，影响经济效益。
目前普遍应用的干法弱磁选工艺，由于粒度上限可达150mm,下限一般为3mm（即高压辊磨机的排料粒度），而铁矿物的解离粒度多为0.15mm(150μm)以下，因此干选工艺多应用于预选抛废（废石、围岩），减少入磨量，提高入选品位，以达到节能、降耗、增效的目的。铁料市场要求的采购标准为60%品位左右，而目前技术水平下干法精选工艺的精矿品位一般在50%左右，鲜有达到合格精矿的生产实例。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种精矿品位和金属回收率高、成本较低、环保无污染的磁性物料水平式风磁同步联选装置。
本发明的另一个目的是为了提供一种磁性物料水平式风磁同步联选方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，包括机架以及设置在机架上的主动皮带轮和卸料皮带轮，所述卸料皮带轮的一侧设有刮料板且刮料板的下方设有精矿仓，所述主动皮带轮和卸料皮带轮通过皮带连接，所述皮带承料段的下方设有包含多组磁铁的磁系，所述皮带承料段的上方设有粉状物料给料斗和收集罩且粉状物料给料斗靠近主动皮带轮的一端设置，所述收集罩的顶部连接有布袋收集器且布袋收集器出料口下方设有尾矿仓，所述布袋收集器连接有储气罐和抽风机，所述储气罐连接有反吹空压机，所述抽风机连接有废气排放管道，所述收集罩的下方设有多个吹风管且吹风管上均布有多个吹风口，所述吹风管的一端连接有鼓风机。
进一步地，所述磁系设置在磁系往复小车上，所述磁系往复小车位于机架上且磁系往复小车上连接有往复运动机构，所述磁系往复小车通过同步连杆与吹风管连接，所述吹风管通过连接软管与鼓风机连接。
进一步地，所述磁系包括不导磁底板，所述不导磁底板上设有磁系固定导磁钢板，所述磁系固定导磁钢板上安装有多组磁铁且多组磁铁的外部设有不导磁不锈钢罩，所述不导磁不锈钢罩的顶部设有多个不导磁不锈钢棒。
进一步地，所述磁系中的多组磁铁磁极交错设置或同向设置。
进一步地，所述粉状物料给料斗上设有振动布料器。
进一步地，所述往复运动机构为固定在机架上的曲柄连杆机构。
进一步地，所述收集罩的底端设有橡胶围裙，所述收集罩内壁上设有导流板。
进一步地，所述吹风管之间设有厚度为20mm、孔径为1-2mm的格栅，所述格栅由多层不导磁金属网错缝叠加而成且相邻两层不导磁金属网的间距为1-2mm，所述格栅下表面距离皮带承料段的上表面8-11mm。
进一步地，所述皮带承料段的底部设有两个皮带托辊，所述皮带循环段的顶部设有两个皮带输送支撑轮且皮带输送支撑轮固定在机架上。
一种磁性物料水平式风磁同步联选方法，该方法包括以下步骤：
A、将粒度为0-1mm的粉状物料从粉状物料给料斗加入后，粉状物料在布料器的作用下，按照3-5mm厚度均匀平铺在水平皮带上；
B、粉状物料随着皮带运动并进入磁系的磁场区域后，粉状物料中的磁性颗粒在磁场力作用下被磁系中的第一组磁铁吸附，被吸附的磁性颗粒产生磁团聚现象并夹杂非磁性颗粒；
C、粉状物料随皮带水平移动到磁场的“零场强”区域时，通过吹风管上的吹风口往物料表面喷吹风速为30-40m/s的空气，将夹杂在磁团聚物料中的部分非磁性颗粒吹出料面，并随气流带走后通过收集罩进行收集；
D、之后物料随皮带继续移动进入第二组磁铁的磁场区域，再次得到精选；经过多次风磁联选，可使其中的磁性物料逐级得到富集，产出精矿；
E、精矿经皮带运出磁系的磁场区域后，经过卸料皮带轮时，被刮料板从皮带上刮下，进入精矿仓进行储存；
F、通过吹风管上的吹风口喷吹进入料层的空气溢出料层并携带大量微细颗粒状物料，流态化的微细颗粒随空气在流经格栅过程中，其中的大部分微细磁性颗粒会相互吸附形成较粗颗粒的磁性料，下沉并被磁系再次束缚；
G、从格栅排出的正压气固两相流进入负压区，流经布袋收集器，收集尾矿粉，排出的洁净空气经抽风机加压后排放。
本发明的技术原理为：（1）磁性颗粒物质在磁场中被磁化后，会产生与磁源场强具有正相关的磁化强度，也就是说，磁性颗粒受到的磁性力除了磁源磁场力外，还存在颗粒之间磁性吸附力而产生较强的“磁团聚”、“磁包裹”趋势。同时磁性物质具有“磁滞”特性，当其处于“零场强”区时仍具有一定的“剩磁”，但剩磁强度较低（15-30○e），微细磁性颗粒之间的“磁团聚”、“磁包裹”很容易被外力打散。（2）磁性物料进入到磁场空间后，磁性颗粒会受到磁源的磁场力，其大小与磁源的场强、梯度、磁性颗粒的导磁性能（比磁化系数）等有关；场强高、梯度大、比磁化系数高则磁场力强。由于磁性颗粒在磁场中被磁化，颗粒间必然存在磁性吸附力而相互吸附形成“磁团聚”，磁性吸附力除与前述因素有关外，还与磁性颗粒的直径大小、其本身具有的“剩磁”等有关；颗粒直径越小，“剩磁”越高，颗粒之间的磁性吸附力就相对越大。（3）由于在开放型磁系的特定区域存在“零场强”区，通过在“零场强”区设置吹风管，使得磁性颗粒在磁源磁场力、颗粒之间的磁性吸附力、对颗粒的摩擦力、颗粒本身重力及所供风力的共同作用下，可打破磁性颗粒间的“磁团聚”、“磁包裹”，非磁性颗粒不受磁场力及颗粒间磁性吸附力的作用，在“正压风力场”吹散空气扰流及“负压风力场”的持续作用下克服重力进入到风系中，从而实现磁性物料与非磁性物料的分离。（4）待分选物料反复多次经历“团聚”-“打散团聚”-“剔除非磁性颗粒”-“再团聚”-“再打散”-“再剔除”的过程，可大幅提高机组的分选精度及分选效率。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：本发明的磁性物料水平式风磁同步联选装置主要包括机架、主动皮带轮、卸料皮带轮、皮带、刮料板、精矿仓、磁系、粉状物料给料斗、收集罩、布袋收集器、尾矿仓、储气罐、抽风机、反吹空压机、废气排放管道、吹风管和鼓风机，通过设置磁系，使皮带表面特定区域出现“零场强”（磁性颗粒所受各方磁性力的合力为零）。当物料中的磁性颗粒在磁场中产生磁团聚后，在进入到“零场强”区域时，通过风力扰动，可打破物料中“磁团聚”，减少非磁颗粒的夹杂；在磁系的多组磁铁产生的磁场中，待分选物料反复多次经历“团聚”-“打散团聚”-“剔除非磁性颗粒”-“再团聚”-“再打散”-“再剔除”的过程，最终实现磁性物料的精选富集，最终得到的精矿品位和金属回收率高，铁精矿品位能达到59-65%，金属回收率能达到85-95%；尾矿干排，解决了传统湿法工艺尾矿库会产生二次污染的问题，消除了安全、环保方面存在的隐患；工艺流程短、设备数量少，建厂投资费用低，在严寒地区、干旱缺水地区应用具有不可替代的优势，经济性好，具有极高的推广价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图；
图3为本发明磁系中的多组磁铁磁极交错设置示意图；
图4为图3中多组磁铁的俯视图；
图5为本发明磁系中的多组磁铁磁极同向设置示意图；
图6为图5中多组磁铁的俯视图。
本发明附图标记含义如下：1、机架；2、主动皮带轮；3、卸料皮带轮；4、刮料板；5、精矿仓；6、皮带；7、磁系；8、粉状物料给料斗；9、收集罩；10、布袋收集器；11、尾矿仓；12、储气罐；13、抽风机；14、反吹空压机；15、废气排放管道；16、吹风管；17、吹风口；18、鼓风机；19、磁系往复小车；20、往复运动机构；21、同步连杆；22、连接软管；23、不导磁底板；24、磁系固定导磁钢板；25、不导磁不锈钢罩；26、不导磁不锈钢棒；27、振动布料器；28、橡胶围裙；29、导流板；30、格栅；31、皮带托辊；32、皮带输送支撑轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，包括机架1以及设置在机架1上的主动皮带轮2和卸料皮带轮3，卸料皮带轮3的一侧设有刮料板4且刮料板4的下方设有精矿仓5，主动皮带轮2和卸料皮带轮3通过皮带6连接，皮带6承料段的底部设有两个皮带托辊31，皮带6循环段的顶部设有两个皮带输送支撑轮32且皮带输送支撑轮32固定在机架1上，皮带6承料段的下方设有包含多组磁铁的磁系7，磁系7表面磁场强度为7000-8000 Oe，皮带6承料段上表面磁场强度为2800-3500 Oe，磁系7包括不导磁底板23，不导磁底板23上设有磁系固定导磁钢板24，磁系固定导磁钢板24上安装有多组磁铁且多组磁铁的外部设有不导磁不锈钢罩25，不导磁不锈钢罩25的顶部设有多个不导磁不锈钢棒26，磁系7设置在磁系往复小车19上，磁系往复小车19位于机架1上且磁系往复小车19上连接有往复运动机构20，往复运动机构20为固定在机架1上的曲柄连杆机构，磁系往复小车19沿皮带6运动方向往复摆动，磁系往复小车19的摆动距离为相邻两个磁铁间距的1-2整数倍，摆动周期为1-2s。皮带6承料段的上方设有粉状物料给料斗8和收集罩9且粉状物料给料斗8靠近主动皮带轮2的一端设置，粉状物料给料斗8上设有振动布料器27，收集罩9的底端四周设有密封橡胶围裙28，收集罩9中气固两相流负压控制为0-10Pa，可防止正压区域含尘气体外溢，收集罩9内壁上设有导流板29，收集罩9的顶部连接有布袋收集器10且布袋收集器10出料口下方设有尾矿仓11，布袋收集器10连接有储气罐12和抽风机13，储气罐12连接有反吹空压机14，抽风机13连接有废气排放管道15，收集罩9的下方设有宽度与皮带6的宽度相同的多个吹风管16且吹风管16上均布有多个吹风口17，吹风管16通过连接软管22与鼓风机18连接，吹风管16之间设有厚度为20mm、孔径为1-2mm的格栅30，格栅30由多层不导磁金属网错缝叠加而成且相邻两层不导磁金属网的间距为1-2mm，格栅30下表面距离皮带6承料段的上表面8-11mm，吹料空气中流化携带的微细颗粒在流经格栅30过程中，由于不导磁金属网的错层布置，增大了气固两相流的扰动作用，并延长了其中的固体颗粒在磁系7控制范围内的停留时间，以增强微细磁性颗粒相互粘附的趋势，形成较粗的磁性颗粒，并在磁场力和重力的作用下下沉落到皮带6表面。吹风管16通过同步连杆21与磁系往复小车19连接，可使磁系往复小车19在沿皮带6长度方向往复摆动过程中吹风管16也随之同步摆动，从而使 “零场强”区域与吹风口17位置相对固定，保持同步，以最小风量实现物料分选，且能提高物料的分选效率。
如图3-6所示，磁系7中的多组磁铁磁极设置有两种方式，一种是多组磁铁磁极交错设置：磁极沿皮带6运动方向交替布置；另一种是多组磁铁磁极同向设置：磁极沿皮带6运动方向同向布置。
实施例1
粉状物料选择磁化焙烧矿，铁品位为39-41%，FeO含量16-17%，粒度-300目90%，水份含量6%以下。如图2所示，对该粉状物料进行风磁同步联选，包括以下步骤：
A、将粉状物料从粉状物料给料斗8加入后，粉状物料在布料器27的作用下，按照5mm厚度均匀平铺在水平皮带6上，皮带6运行速度控制为0.4-0.5m/s，磁系7的摆动周期为1s、摆动幅度100mm，皮带6承料段上表面磁场强度为2800 Oe。
B、粉状物料随着皮带6运动并进入磁系7的磁场区域后，粉状物料中的磁性颗粒在磁场力作用下被磁系7中的第一组磁铁吸附，被吸附的磁性颗粒产生磁团聚现象并夹杂非磁性颗粒。
C、粉状物料随皮带6水平移动到磁场的“零场强”区域时，通过吹风管16上的吹风口17往物料表面喷吹风速为30m/s的空气，将夹杂在磁团聚物料中的部分非磁性颗粒吹出料面，并随气流带走后通过收集罩9进行收集。
D、之后物料随皮带6继续移动进入第二组磁铁的磁场区域，再次得到精选；经过多次风磁联选，可使其中的磁性物料逐级得到富集，产出精矿。
E、精矿经皮带6运出磁系的磁场区域后，经过卸料皮带轮3时，被刮料板4从皮带6上刮下，进入精矿仓5进行储存。
F、通过吹风管16上的吹风口17喷吹进入料层的空气溢出料层并携带大量微细颗粒状物料，流态化的微细颗粒随空气在流经格栅30过程中，其中的大部分微细磁性颗粒会相互吸附形成较粗颗粒的磁性料，下沉并被磁系7再次束缚。
G、从格栅30排出的正压气固两相流进入负压区，流经布袋收集器10，收集尾矿粉，排出的洁净空气经抽风机13加压后排放。
结果：磁化焙烧矿经过风磁同步联选工艺的分选，铁精矿品位达到59-61%、金属回收率达到85-86%。
实施例2
粉状物料选择天然磁铁矿，铁品位为37-38%，FeO含量21-22%，粒度范围为-300目占90%以上，水份含量6%以下。如图2所示，对该粉状物料进行风磁同步联选，包括以下步骤：
A、将粉状物料从粉状物料给料斗8加入后，粉状物料在布料器27的作用下，按照3mm厚度均匀平铺在水平皮带6上，皮带6运行速度控制为0.3-0.4m/s，磁系7的摆动周期为2s、摆动幅度100mm，皮带6承料段上表面磁场强度为3500 Oe。
B、粉状物料随着皮带6运动并进入磁系7的磁场区域后，粉状物料中的磁性颗粒在磁场力作用下被磁系7中的第一组磁铁吸附，被吸附的磁性颗粒产生磁团聚现象并夹杂非磁性颗粒。
C、粉状物料随皮带6水平移动到磁场的“零场强”区域时，通过吹风管16上的吹风口17往物料表面喷吹风速为40m/s的空气，将夹杂在磁团聚物料中的部分非磁性颗粒吹出料面，并随气流带走后通过收集罩9进行收集。
D、之后物料随皮带6继续移动进入第二组磁铁的磁场区域，再次得到精选；经过多次风磁联选，可使其中的磁性物料逐级得到富集，产出精矿。
E、精矿经皮带6运出磁系的磁场区域后，经过卸料皮带轮3时，被刮料板4从皮带6上刮下，进入精矿仓5进行储存。
F、通过吹风管16上的吹风口17喷吹进入料层的空气溢出料层并携带大量微细颗粒状物料，流态化的微细颗粒随空气在流经格栅30过程中，其中的大部分微细磁性颗粒会相互吸附形成较粗颗粒的磁性料，下沉并被磁系7再次束缚。
G、从格栅30排出的正压气固两相流进入负压区，流经布袋收集器10，收集尾矿粉，排出的洁净空气经抽风机13加压后排放。
结果：磁化焙烧矿经过风磁同步联选工艺的分选，铁精矿品位达到62-63%、金属回收率达到88-90%。
Claims (5)
1.一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，其特征在于：包括机架（1）以及设置在机架（1）上的主动皮带轮（2）和卸料皮带轮（3），所述卸料皮带轮（3）的一侧设有刮料板（4）且刮料板（4）的下方设有精矿仓（5），所述主动皮带轮（2）和卸料皮带轮（3）通过皮带（6）连接，所述皮带（6）承料段的下方设有包含多组磁铁的磁系（7），所述磁系（7）包括不导磁底板（23），所述不导磁底板（23）上设有磁系固定导磁钢板（24），所述磁系固定导磁钢板（24）上安装有多组磁铁且多组磁铁的外部设有不导磁不锈钢罩（25），所述不导磁不锈钢罩（25）的顶部设有多个不导磁不锈钢棒（26），所述磁系（7）中的多组磁铁磁极交错设置或同向设置，所述皮带（6）承料段的上方设有粉状物料给料斗（8）和收集罩（9）且粉状物料给料斗（8）靠近主动皮带轮（2）的一端设置，所述收集罩（9）的顶部连接有布袋收集器（10）且布袋收集器（10）出料口下方设有尾矿仓（11），所述布袋收集器（10）连接有储气罐（12）和抽风机（13），所述储气罐（12）连接有反吹空压机（14），所述抽风机（13）连接有废气排放管道（15），所述收集罩（9）的下方设有多个吹风管（16）且吹风管（16）上均布有多个吹风口（17），所述吹风管（16）的一端连接有鼓风机（18），所述吹风管（16）之间设有厚度为20mm、孔径为1-2mm的格栅（30），所述格栅（30）由多层不导磁金属网错缝叠加而成且相邻两层不导磁金属网的间距为1-2mm，所述格栅（30）下表面距离皮带（6）承料段的上表面8-11mm，所述磁系（7）设置在磁系往复小车（19）上，所述磁系往复小车（19）位于机架（1）上且磁系往复小车（19）上连接有往复运动机构（20），所述磁系往复小车（19）通过同步连杆（21）与吹风管（16）连接，所述吹风管（16）通过连接软管（22）与鼓风机（18）连接；
其磁性物料水平式风磁同步联选装置的联选方法包括以下步骤：
A、将粒度为0-1mm的粉状物料从粉状物料给料斗（8）加入后，粉状物料在布料器（27）的作用下，按照3-5mm厚度均匀平铺在水平皮带（6）上；
B、粉状物料随着皮带（6）运动并进入磁系（7）的磁场区域后，粉状物料中的磁性颗粒在磁场力作用下被磁系（7）中的第一组磁铁吸附，被吸附的磁性颗粒产生磁团聚现象并夹杂非磁性颗粒；
C、粉状物料随皮带（6）水平移动到磁场的“零场强”区域时，通过吹风管（16）上的吹风口（17）往物料表面喷吹风速为30-40m/s的空气，将夹杂在磁团聚物料中的部分非磁性颗粒吹出料面，并随气流带走后通过收集罩（9）进行收集；
D、之后物料随皮带（6）继续移动进入第二组磁铁的磁场区域，再次得到精选；经过多次风磁联选，可使其中的磁性物料逐级得到富集，产出精矿；
E、精矿经皮带（6）运出磁系的磁场区域后，经过卸料皮带轮（3）时，被刮料板（4）从皮带（6）上刮下，进入精矿仓（5）进行储存；
F、通过吹风管（16）上的吹风口（17）喷吹进入料层的空气溢出料层并携带大量微细颗粒状物料，流态化的微细颗粒随空气在流经格栅（30）过程中，其中的大部分微细磁性颗粒会相互吸附形成较粗颗粒的磁性料，下沉并被磁系（7）再次束缚；
G、从格栅（30）排出的正压气固两相流进入负压区，流经布袋收集器（10），收集尾矿粉，排出的洁净空气经抽风机（13）加压后排放。
2.根据权利要求1所述的一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，其特征在于：所述粉状物料给料斗（8）上设有振动布料器（27）。
3.根据权利要求2所述的一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，其特征在于：所述往复运动机构（20）为固定在机架（1）上的曲柄连杆机构。
4.根据权利要求1所述的一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，其特征在于：所述收集罩（9）的底端设有橡胶围裙（28），所述收集罩（9）内壁上设有导流板（29）。
5.根据权利要求1所述的一种磁性物料水平式风磁同步联选装置，其特征在于：所述皮带（6）承料段的底部设有两个皮带托辊（31），所述皮带（6）循环段的顶部设有两个皮带输送支撑轮（32）且皮带输送支撑轮（32）固定在机架（1）上。
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