磁选柱|品位提升机

磁选柱的介绍

磁重选矿机自二十世纪六、七十年代出现，一直以来被用作磁铁矿粗磨产物的粗选和细磨产物精选脱泥设备。早期的磁重选矿机是上磁式的电磁磁力脱水（脱泥）槽。二十世纪六、七十年代铁氧体磁铁（钡铁氧体和锶铁氧体）出现，磁源由电磁励磁线圈改为磁铁堆磁源，磁铁堆磁源有上磁式和下磁式两种；二十世纪八十年代出现了“磁聚机”，它将下磁式磁铁堆（磁塔）改进为多圈多层的环形磁铁堆，槽体也由单一的倒置的锥台槽体改进为直筒和锥体相结合的复合槽体，给水方式也由下部带迎水帽的上冲式给水管给水方式改进为下部锥体多管切线给水方式，产生水线上升流体力学，选分性能有了较大的提升，由原来的磁力脱水槽只能分出矿泥及少量的细粒脉石改进为不仅能分出矿泥及少量细粒脉石，变得不仅能分出矿泥而且还能将相当部分细粒脉石分出，原因是磁源分布空间大了而且有了变化，磁团聚分散程度有了提高所致。磁聚机与高频细筛结合控制粒度，使精矿品位有了较大提高。

二、磁选柱的分类和用途

为适应磁铁矿分选的需要磁选柱分为脱泥磁选柱、精选磁选柱和浓缩磁选柱。

1. BT脱泥磁选柱

BT脱泥磁选柱用于含泥多的粗磨磁铁矿和细磨磁铁矿的脱泥、脱除中、细粒脉石。它主要用于粗磨磁铁矿的粗选和细磨磁铁矿的第一道磁选或第二道磁选。

2.BT精选磁选柱

BT精选磁选柱主要作用是提铁、降杂（Si、P、S）。BT系列精选磁选柱用于细磨磁铁矿的精选作业。由于其不仅能高效分出矿泥、单体脉石，而且可以高效分出贫连生体。它可以有以下用途：

1）    由易选磁铁矿生产品位70%~72%的超级磁铁矿精矿；

2）    由低品位精矿（58%～63%）生产高品位精矿（65%～68%）

3）    结合细筛从粗磨磁铁矿精矿中提前拿出部分合格精矿；

4）    常规磁选精矿采用精选磁选柱精选，精矿品位高出要求的  品位时，可适当放粗最终磨矿粒度实现增产。

由于精选磁选柱能在较粗磨矿粒度下高效分出连生体，因而当采用磁选柱精选时与常规磁选相比可适当放粗最终磨矿粒度，-200目或-325目的放粗幅度可达5~15个百分点，从而可以通过多磨原矿达到增产最终精矿的目的，增产幅度可达10%~30%。这相当于在不增加磨矿容积的情况下而达到扩容的目的，使精矿成本大幅度降低。

3.BT浓缩磁选柱

当磁选柱少给水或不给水，磁选柱的底流浓度可达60%~75%，因此浓缩磁选柱可以用作过滤前或高浓输送前磁铁矿选矿厂最终精矿的浓缩设备。它比磁选机浓缩效果好，比浓密机占地面积小、投资省、经营费用也低。

三、磁选柱的结构分选原理及特点

1.磁选柱的结构

以精选磁选柱为例。它主要由分选筒及套在分选筒外的具有一定间隔的多个直流励磁线圈、支撑外套、底流浓度传感器、精矿排放自控电动阀门、中下部旋转上升供水装置及智能电控系统构成。

图1—B中：1—给矿管  2—给矿斗  3—溢流槽  4—分选筒  5—上电磁系

        6—外筒  7—支撑板  8—下电磁系  9—给水装置  10—接线盒

        11—传感器  12—电动阀门  13—供电控制系统

2. 磁选柱的分选原理及结构特征

BATA研制的BT-CXZ磁选柱是一种电磁式低弱磁场高效磁重选矿机，因其外形像根柱子，效仿浮选柱，将其命名为磁选柱。

磁选柱由智能电控系统控制向套在分选筒外部的多组直流励磁线圈供断电。供电方式为由上而下依次供断电，循环往复，从而在其分选腔内由上而下产生顺序下移的磁场和顺序下移的磁场力，磁场时有时无，时大时小。同时在磁选柱的中下部引入高速旋转上升水流，向上冲带矿泥、单体脉石和连生体，特别是贫连生体。在磁选柱上部的溢流槽溢出以矿泥、单体脉石为主，连生体为辅的磁选柱尾矿（或中矿），与此同时由断续下移的磁场以时有时无、时强时弱的形式使磁性矿物颗粒以磁链的方式时而聚合、时而分散；在无磁场或磁场弱时，由高速旋转上升水流打散磁链，并将夹杂于其中的矿泥、单体脉石分散出来由上升水流往上冲带，在上部产出磁选柱的尾矿。这样的过程经历多次，每一次磁链的形成过程都将部分矿泥、单体脉石、贫连生体搁置在磁链间隙由上升水流冲带向上形成尾矿，使下行的磁性物料经历一次精选，品位经历一次提高，最终在磁选柱的底部产出高品位磁铁矿精矿，甚至超级磁铁矿精矿。磁选柱品位提高幅度大，根据入选物料的情况品位提高幅度可达2~15个百分点。

      磁选柱结构简单，无运转部件，维护检修工作量几乎为零，操作方便，矿浆水流基本上垂直运动几无磨损，电耗低，仅为0.1～0.2kwh/t，自动化程度高，可通过浓度传感器等拾取磁铁矿浓度信号，系统发出指令由调节电子执行器调节精矿阀门开度，实现高度自动控制，对给矿量小幅波动的适应性强，指标高而稳定。包括电流强度、供电循环周期、底流浓度、阀门开度等均集中显示在显示屏上，观察显示屏上的参数即可方便地感知磁选柱的运转状态。

四、磁选柱的主要技术参数及计算

磁选柱的主要技术参数有6个，分别为磁场强度，磁场变换周期、上升水量（决定上升水速）、精矿排放浓度、给矿浓度及给矿量。

1、磁场强度（H）

磁选柱分选腔内的磁场由套在分选筒外部的励磁线圈通直流电产生，有限轴向高度的励磁线圈内的磁场强度沿轴向和径向各点是不均匀的，轴向线圈高度中点最强，随离开中点向上和向下随距离的增加迅速降低；径向在线圈高度范围内由轴线向四周辐射随距离的增加（靠向线圈内壁）磁场变强，线圈内壁处的磁场最强，在线圈上下端两侧往上或往下磁场随离开的距离增加而降低，线圈半径之半处的磁场较高。

磁选柱的等磁场线分布情况以BT600磁选柱为例示于图2。

线圈内轴线上某点的磁场强度由下式求出：

  式中：H—多层螺线管线圈内轴线上某点的磁场强度，奥斯特；

      n—线圈轴向单位长度上的匝数，匝∕cm

      i—线圈所通电流强度，安

      r—线圈内半径，cm

      R—线圈外半径，cm

      L1—线圈轴线上某点（测点）到线圈轴线上端的距离，cm

      L2—线圈轴线上某点到线圈下端的距离，cm

线圈轴线上各点的磁场以中点为界上下对称，只要求出轴线中点往上的十数个磁场数值就可以了解其磁场分布情况了。

2、磁场变换周期（T）

所谓磁场变换周期即为多组线圈自上而下通断电一个周期所用的时间，以秒计，用T表示。T的高低和磁选柱规格有关，大规格磁选柱周期长，小规格磁选柱周期短。工业应用磁选柱（Φ500～Φ3000mm）周期为5～10秒。

3、上升水速（V）和给水量（W）

磁选柱由中下部给水装置供水，给入磁选柱的水量分为两股，一股向上产生上升水速，一股向下随精矿一起由精矿排放阀门排出。总的供水量为上下两股之和。

向上的水量由所需的上升水速和磁选柱的过水断面积确定：

W上=3600VS/106，m3/h

    向下的水量由精矿量和精矿排矿浓度确定：

W下=Qk (1-C)/C ,m3/h    

W= W上+ W下，m3/h

式中：W上—向上形成上升水速的水量；

      W下—精矿带出的水量；

      W——磁选柱的总耗水量；

      V——平均上升水速，cm/s；

      S——磁选柱的过水断面积, cm2 ；

      C——精矿排放浓度；

      Qk——精矿排放量，t/h

精矿排放浓度一般粒度粗取高值，粒度细取低值。

磁选柱的过水断面积和分选筒内腔断面积一致。

4、磁选柱的给矿量（处理量）

磁选柱的处理量和给矿的粒度和磁性强弱有关，一般磁性强、粒度粗处理量高，粒度细、磁性弱处理量低。应该指出的是当磁选柱中矿须再磨再选时，该处理量还包括中矿返回量。

五、磁选柱的选型及规格

1、磁选柱的选型原则及选型要点

磁选柱选型应根据其用途选，一般粗选和粗精选的物料泥多、单体脉石多，此时选脱泥磁选柱为好；若矿泥少、单体脉石相对也较少的细磨磁选精矿以分出贫连生体为主的时候，选用精选磁选柱合适。粒度粗、磁性强的给矿单位处理量取高值，粒度细（-200目＞90%～95%）选中值，粒度微细（-325目＞70%～95%）q选小值。

处理量按下式计算：

Q处=qs，t/h

式中，Q处——磁选柱的处理量（含中矿返回量），t/h；

      q — 磁选柱的单位面积（cm2）处理量。

    例如：某细磨磁选精矿，磁性中等，但粒度较细，-200目含量≥95%，小试磁选柱尾矿量为10%左右，当新给矿量为30t/h时选用磁选柱的型式和规格台数。

①由于给矿是细磨磁选精矿，粒度偏细，选用BT型精选磁选柱；

②给矿量为30t/h，考虑有中矿再磨再选返回量，根据小试中矿量为10%左右，则处理量计算如下：

                     Q处=30×1.2 = 36t/h

③规格台数的选定

由于粒度较细，磁性中等，确定q=0.004t/cm2h，则所需精选磁选柱断面积为：

S=Q处/q=36/0.004=9000cm2

由所需磁选柱断面积求磁选柱规格：

S=πR2

S=πR2 ＝9000 c㎡→D=2R→R=53.54cm→D=107.075cm

根据所需磁选柱断面积，可供选用的磁选柱规格有两个方案：

甲：选1台直径Φ1200mm的BT120磁选柱，其断面积11304

C㎡为所需的1.256倍。

乙：选两台直径Φ800mm的BT80磁选柱，其断面积5024×

2=10048 c㎡,为所需的1.12倍。

两方案均可。

六、BT精选磁选柱规格性能

BT精选磁选柱规格性能见下表

注：①处理量栏中：低值为给矿粒度微细时选用，高值为粒度粗时选用，粒度-200目85%左右时选中间值；

②括号内主机高度为矮化设计高度。