1、引言

自（zì）1968年**台高（gāo）梯度磁選機被用於高（gāo）嶺土工廠除鐵（tiě）以來，這種設備被廣泛應用於（yú）鐵礦選礦、非金（jīn）屬礦深加工以及二次資（zī）源的回收和利用等，這導致了（le）大（dà）批的科研人員和科研機構進行（háng）高梯度磁（cí）選理論（lùn）的研究（jiū）和設備的研製。其中（zhōng）江西贛州有色冶金研（yán）究所的（de）熊大和（hé）博士研製的SLon型脈動高梯度磁選機已有800多台應用於國內的各大赤鐵（tiě）礦選礦廠，並已出口秘魯等國。

在實際應用中，脈（mò）動高梯度磁選機雖然（rán）取得了（le）較好的分選指標，但其耗水（shuǐ）量、耗電量很（hěn）高，以一台SLon-2000型脈動高梯度磁選機為例，幹礦處理量50~80t/h，額定背景磁場強度（dù）1.OT，其激磁功率74kW，耗水量達（dá）150~300m3/h。一直以來，節能降耗備受各選（xuǎn）廠關注，如果（guǒ）永磁高梯度磁選機能夠（gòu）達到（dào）與SLon型脈動高梯度磁選機近似（sì）的選別（bié）指標（biāo），則可以大大降低電耗和水耗。目前磁性材（cái）料的發展使得高梯度磁選設備的永磁化有了可能。

2、永磁材料在磁選設備中的（de）應用

磁選（xuǎn）設備中使用（yòng）的（de）永磁材料主要是鍶鐵氧體和燒結釹鐵硼。國內（nèi）用於磁選設備（bèi）的鍶鐵氧體的磁性能一般停（tíng）留在（zài）Y30H-l以下，經（jīng）過（guò）磁路組合後，在（zài）磁選設備的有（yǒu）效選別區（qū）域所產生的*高磁（cí）場強度不超過200mT，這種磁材僅適用於製作（zuò）強（qiáng）磁（cí）性（xìng）礦物的選別設（shè）備。近幾年來，為了提高磁（cí）選設備的（de）磁場強度，人們采用（yòng）了釹鐵硼這種高性能永磁材料和鍶鐵氧體組合設計磁路，開發出了磁場強度為200~800mT的磁選設備。進入2l世紀以來，中國鋼鐵行業迅猛發展，對（duì）鐵精礦的需求急劇（jù）增加，但是由於我國鐵礦（kuàng）礦產資（zī）源自身的特點，對新型磁選設（shè）備尤其是中高磁場（chǎng）強度的磁選機的需求量愈來愈大。永磁高梯度磁（cí）選機把具有良好導磁性能的導（dǎo）磁介質和永磁磁係有機地結合起（qǐ）來，結構簡單（dān）、設計新穎。研究表明，利用釹鐵硼合金組（zǔ）成的永磁磁係產生的磁場可（kě）以（yǐ）使鋼（gāng）毛等導磁介質磁（cí）化達到飽和，滿足物料分選所需的磁場梯度和磁場力。

在高梯度（dù）磁選機的分選過程中，使磁性礦粒與非磁性礦（kuàng）粒分離（lí）的主要條件是磁力大於競爭力。競爭力主要為流體（tǐ）粘滯力和重力（對（duì）微細礦粒，重力可以忽略不計）。磁性礦粒所受比磁力為：

fm=u0x0H0gradH0

式中，u0為真空磁導率；x0為礦粒的比磁化係（xì）數；H0為背景場強（qiáng）；gradH0為場強Ho在l方向的梯度。

以粒徑為0.15mm(假設顆粒為球形)的（de）鞍山式赤鐵礦（kuàng）為例，其真密度p=4.8×l0(3)kg/m3，比磁化係數為12.7×10(-7)m3/kg，真空磁導率u0=4π×1(-7)，假設顆粒需要克服的競爭力等於其本身重力的10倍，使用新型（xíng）釹鐵（tiě）硼材料N40組（zǔ）成的磁係，達到背景磁場強度1.OT，代人以（yǐ）上公式可得磁場梯度gradH=960mT/mm，使用導磁介質後能夠產生滿足高梯度（dù）磁選機要求的磁場梯度，可以順利分選（xuǎn）弱磁性鐵礦石。

3、永磁高梯度磁選機的研究與進展

(1)永磁帶式高梯度磁選機

中南大學馮定五博士研製的永磁帶式高梯度磁選機主要由永磁磁係、無端磁介質帶、電磁振動線圈（quān）及（jí）機（jī）架（jià）組成。磁係由鎧裝NdFeB磁鐵組成，磁能積（jī）255kj/m3，剩餘磁感應強（qiáng）度1.1T。磁係上（shàng）下的磁極間距可調，使分選空間的場強可調，以適應不同的應用要求。介質帶是由鋼（gāng）毛介質編（biān）織（zhī）而成，介質帶（dài）上裝有兩個電（diàn）磁振動線圈，其產生的高頻低幅振動可使物料分選的選擇性提高。

介質帶在傳（chuán）動輪的帶動下，沿分選空（kōng）間循環通過。物料給入分選空間（jiān）的（de）介質帶上，非磁性物料因重力作用穿過介質帶，沿傾斜的溜槽滑入非磁性產品槽，磁性物料則粘（zhān）附於介質帶而隨介（jiè）質帶（dài）離開分選空間，分選區內補加漂（piāo）洗水以（yǐ）清除介質中夾雜的非（fēi）磁性（xìng）顆（kē）粒。正反向衝洗水把磁性物（wù）徹（chè）底地衝出介質帶，電磁線圈（quān）產生的振動避免分選空間的機械阻塞，並（bìng）強化了磁性物料從介質中的脫除。

使（shǐ）用該設備對（duì）某釉料進行除鐵試驗（yàn），2#和4#鋼毛[2#鋼毛規格為（wéi）(60~90)×(30+5)μm，4#鋼毛規格為(120—150)×(40+5)μm]按（àn）1:1質（zhì）量比相匹配作為（wéi）磁介質，在（zài）礦漿濃度32.3%、礦漿流速1.2cm/s、介質充填率3%、入選釉（yòu）料（liào）含Fe2O30.21%，分選場強0.38T的條件（jiàn）下，經四次選別（bié），*終精礦（kuàng）含Fe2030.13%，累積除鐵率約50%，除（chú）去了形成陶瓷斑點的粗粒機（jī）械鐵及部分影（yǐng）響陶瓷白度的弱磁性鐵汙染物。該磁場強度屬於中等磁場強度，而（ér）且由於（yú）磁極的體積，影響了它的處理量，再加上磁介質構造複雜，限製了它（tā）在其他方麵（miàn）尤其是弱（ruò）磁性鐵礦處理（lǐ）上的應用。

(2)雙立環高梯度磁選機

由馬鞍山礦山研究院研製的YGl-15永磁雙立（lì）環高梯度磁選機是（shì）一種利用永（yǒng）磁磁（cí）力、脈動流體力和重力的綜合力場選礦的工業型設備。該設（shè）備主要由脈動機構，永磁磁係，驅動機構及其他配套部件（jiàn）組成。

其中永磁磁係主要由釹鐵硼、鐵氧體磁塊複合組成，能夠達到1.OT的背景磁場強度；轉環由導磁不鏽（xiù）鋼焊製而成，又被分成24個分選（xuǎn）室，每個分選室（shì）由導磁鋼板網和非導磁鋼板網相疊充填，在背景磁場的作用下產生很高的（de）磁（cí）場梯度，以實現捕捉礦（kuàng）物的作用；脈動機構中產生的脈動流體力使礦物在分選區反複分選（xuǎn），並始（shǐ）終保持鬆散狀態，以利於克服非磁性礦粒的（de）機械夾雜（zá），從而較大幅度地（dì）提高磁性（xìng）精礦品（pǐn）位，緩解礦物對鋼板（bǎn）網的堵塞。

該樣機自研製成功後，先後對遵義（yì）錳礦、馬鋼姑山鐵礦以（yǐ）及南京梅山鐵礦的礦樣進行了（le）選別試驗，取得了較好的選別指標（biāo）和選礦效率（lǜ），而且還將選別粒度範圍擴（kuò）大到了0.01~0.8mm，從而（ér）簡化了預（yù）篩設備，與同類電磁設備相比有節能、噸機（jī）生產能力大、設備造價低等優點；但也具有體積大，給礦口、尾礦溢流口容（róng）易堵塞等缺點。

(3)幹式永磁高梯度磁選（xuǎn）機

由長沙礦冶研究院馮（féng）定五博（bó）士研製的幹式永磁高梯度磁選機主要（yào）由內、外永磁磁係，內、外簡體，磁介質，磁介質振動係統，風力分散係統，給料係統，接（jiē）料（liào）鬥和機架等組成。

該機（jī）內、外磁係（xì）之間的分選間隙可調整，以適應不同物料對分選場強的要求，其結構選擇齒狀（zhuàng）磁場多極永磁磁係，所采用（yòng）的釹鐵硼（péng）永磁體的磁能積為293kj/m3，剩餘磁感應強度1.1T，內、外（wài）磁（cí）係均為磁鐵鎧裝擠壓磁係，減少了漏磁。磁（cí）介質選（xuǎn）用鋼板網，用於（yú）吸附進入分選空（kōng）間的（de）物料，隨著（zhe）磁介質（zhì）的轉動和振動（dòng），磁性物料（liào）進入接料鬥，而非磁（cí）性物料則（zé）隨自身（shēn）的軌跡拋落出去。其中的（de）風力（lì）分散（sàn）係（xì）統是通過旋轉（zhuǎn）的葉輪產生（shēng）的離心力把物料（liào）甩（shuǎi）向周邊的鬥壁，物料中的團聚顆粒受撞擊而分（fèn）散，並在葉輪產生的風力作用下送入（rù）磁選機的分選腔。機械振動則提（tí）高了物料分選的選擇性，避免機械夾（jiá）雜。

在連州複合材料廠的鉀長石除鐵試驗中，該設備使（shǐ）精礦中的Fe203由0.27%降至（zhì）0.18%，達到了工業一級品的要求，而且運行過程中未（wèi）出現物料的機（jī）械（xiè）堵塞，運行平穩可靠，但是1.5t/h的處理能力需要進一步提高。

(4)PHGM型永磁高梯度磁選機

鑒於現有的永磁高梯度磁選機（jī）多用於非金屬除鐵，而日益增加的鐵精礦市場又急需高效低耗的永磁高梯度磁選機，東北大（dà）學礦物加工研究所和沈陽選礦機械（xiè）研究所聯合研製了針（zhēn）對鞍山式赤鐵礦的永磁高梯度磁選機。該設備采用鐵（tiě）氧體和釹鐵硼合金複合磁係，平均磁能積310kj/m3，剩餘磁感應強度1.18T，感應介質選用圓柱形的導磁不鏽鋼棒，平均感應場強1.25T。

給入（rù）的物料隨簡體一起轉動，磁性礦物被具有（yǒu）高感應（yīng）磁場強度的介（jiè）質棒所吸引攜帶至無磁區卸礦，而非磁性礦物則被高壓衝洗水直接衝下至尾礦區（qū）。所選用的導磁不鏽鋼介質磁導率（lǜ）可達1.05H/m，離開磁場區（qū）域（yù）後剩磁幾乎為零，另外（wài）在豎直方向（xiàng）和筒體外壁（bì）雙向給入衝洗水的卸礦方式，既能提高精礦質量，又保（bǎo）證了精礦卸礦（kuàng）順利。

PHGM600型試驗型的永磁高梯度（dù）磁選（xuǎn）機已經研製（zhì）成功，結構簡單，操作方便，電（diàn）機驅（qū）動功率僅為2.2kW，整（zhěng）機總重1193kg。利用該設備對鞍山式低品位赤鐵礦石（shí）進行選別試驗，在原礦鐵品（pǐn）位（wèi）13.04%的情況下，經過該設備選別後，分別得到了品位26.05%的精礦和6.4%的尾礦，滿足了進一步處理的工藝要求。但是給礦區域較大和筒體轉速過快導致了選（xuǎn）別指標有所波動。目前正在設計PHGM1000型永（yǒng）磁高梯度磁選機，在考慮了上述情況以及處（chù）理能力的因素後，磁係組成也得到了改進，有望獲得更好的選別指標。

我公司生產的為雙立環脈動高梯度磁選機，常用於（yú）赤鐵礦（kuàng）選礦設備、褐鐵礦（kuàng）選礦設備中，需要的用戶可以與91黄片（men）聯係，擁有豐富的選（xuǎn）場經驗與成功（gōng）的案例供客戶參考。