1、引言
在(zài)高梯度磁選機於1968年(nián)出現以前,磁力應用於分選或過濾隻限於(yú)粒度約為50μm以上(shàng)的強磁(cí)性顆粒。1968年,**台高(gāo)梯度磁選設備安(ān)裝在喬治(zhì)亞洲的一個高(gāo)嶺(lǐng)土工廠,用以除去粘土中亮度不夠的、小於2μm的(de)弱磁(cí)性顆(kē)粒。由於(yú)高梯度磁(cí)選機能(néng)產生很(hěn)強的磁力,對於小於20μm的物料也(yě)能有效地回收,它可以分選微米級的物料。
自從**台高梯度磁選機研製出來以後的(de)30多年中,已對這種工藝可能用於礦(kuàng)物加工、水處理和其它固-固及固-液分離等各種(zhǒng)問題進行了深(shēn)入的研究。由此導致一些大專院校的(de)科研機構進行高梯度磁選的理論研究和應用發展,獲得了喜人的成果,也研製和開發了(le)一批高效節能的(de)磁選設備。
2、高梯(tī)度磁選及其研究應用
在高梯度磁選中,作用於細料上的磁力大大超過以前的工藝設備中可獲得的磁(cí)力。利用有效電磁體產生的強背景磁場和能產生高磁場梯度的捕集表麵,才使得磁力的增(zēng)大成為可能。由於在這種磁(cí)選機中,即便極細的弱磁性顆粒所受的磁力(lì),理論和實際值(zhí)也(yě)比所受的重(chóng)力及流體阻力(lì)大得多,因而磁選適用的物質和粒(lì)度範圍,由於高梯(tī)度磁選的發展,大大擴展了。
近些年來,國外對高梯度磁選進(jìn)行了大師的理論研究和應用研究工作。理論研究得較多的是建立高梯度磁分離數學模型,並有(yǒu)很多研究者對(duì)HGMS過程提出了多種理論和經驗模型。進行這些研究的目的,在(zài)於通過對(duì)某些基本參數的測定,用計算的(de)方法求出(chū)*佳的分選條件(jiàn),預測分選機的性能。應用已(yǐ)有(yǒu)研究成果投入工業生產,以取得較大(dà)的成效。
3、高梯度磁選(xuǎn)設備
3.1、周期(qī)式高梯度磁選機
周期式高梯度磁選機是20世紀60年代(dài)末在美國開始發展、70年代成熟起來的一項新(xīn)技術。1971年美國太(tài)平洋電機公司開始設(shè)計和製造工業型周期式(shì)高梯度磁選機。1973年生產出的**台PEM84英寸(分選腔內徑84in,深20in)機,用於高嶺土提純。分選空間(jiān)背景場強為2T,能耗為500kW,現在生(shēng)產的新PEM84機的能耗已降到270kW。PFM84機的處理量,對於高嶺土為60t/h,每處理一(yī)噸高(gāo)嶺土的能耗低於6kWh。PEM公司還生產分選腔內徑為20、33、60、120in的PEM機(jī),PEM120機的處理量為130t/h幹高嶺土,能耗400kW。
3.2、連續式高梯度磁選機
當(dāng)原礦(kuàng)中磁性物含量較高時,周期式高梯度磁選機處理量太低,這就需要連續式高梯度磁選(xuǎn)機,此類機有平環式和立環式兩種。
平環式高(gāo)梯度磁選(xuǎn)機20世紀(jì)70年代後期由SALA磁力公司研製,其(qí)係列規格(轉環平均直徑)為120、185、240、350、480mm。*大機型(xíng)為480,場強0.5T,有4個磁極頭,每個(gè)頭的*大處理量可(kě)達2000t/h。我(wǒ)國一些部門也研製了實(shí)驗(yàn)室型(xíng)和生產型(xíng)平環式高梯度磁選機,但尚(shàng)未形成係列(liè)。
3.3、立環式高(gāo)梯度磁選(xuǎn)機
立(lì)環式(shì)在一定程度上克服平環式高梯度磁選機磁介質產生堵塞這一缺點。捷克與前蘇聯先(xiān)後研製成VMS和VMKS-1立環式高梯度(dù)磁選機,前者磁係在立環上部,後者則在其下部。
VMS機分選區場強*高(gāo)為1.7T,處理量25~30t/h、VMKS-1機主(zhǔ)要用於高嶺(lǐng)土提純,其分選區*高場強2T,處(chù)理量為1t/h(幹高嶺土)。
3.4、SLon型脈動高梯度磁選機(jī)
一(yī)般高梯度(dù)磁選機都(dōu)存(cún)在磁介質機(jī)械夾雜問題,為了克服這一缺點(diǎn),研製(zhì)了脈動高梯度磁(cí)選機。采用立環,環下部裝一產生脈動(dòng)水(shuǐ)流的裝置(zhì),分選區內的礦粒受到脈動水流的作用而消除機械(xiè)夾雜,該機的係列規(guī)格為SLon-500、Slon-750、Slon-1000、SLon-1250、SLon-1500、SLon-1750、SLon-2000,分選區場強均為1.0T,分(fèn)選粒度-200目(mù)60%~100%,處(chù)理量為0.05~0.25、0.1~0.5、4~7、10~18、20~30、30~50、50~70t/h。
振動、脈動高梯(tī)度磁選機正在調試(shì)中,既有振動又有脈動,預計分選效果會更好。
3.5、高梯(tī)度超導磁選機
高梯度超導磁選機主要是罐式,由美國埃利茲公司研製,目(mù)前已商品化。
高梯度超導磁選機的技(jì)術關鍵是(shì)向磁體的高速給磁以及隨後的退磁,或在磁體(tǐ)不退磁的條件下把磁性物從磁介質表麵衝洗下來。
美國研製一種反複串罐式超導磁選機,基本解決了這一問題,其特點是分選罐往複交替進出磁場,實現分選。該機磁場(chǎng)強度2~10T,可分選比磁化係數為(wéi)1×10(-6)cm3/g微米級的弱磁性物料(liào)。與同類周期式(shì)高梯度磁選機相比,電耗降低為其1/10,處理量為其10倍(bèi)。為了擴大磁選的應(yīng)用領域,使那些目(mù)前尚認為是(shì)“非磁性的物料”變為磁性(xìng)物料(在高場強下磁化,磁性(xìng)可大(dà)大增加),超導磁選則是一種關鍵的(de)技術,應是重要的研(yán)究方向。
由於這些磁選機都(dōu)存在(zài)磁介質機械夾雜、易堵、磁性產品質量難以提高的(de)問題。為了克服這一問題,國內又研製了振動高梯度磁選機、脈動高梯度磁選機、振(zhèn)動-脈動高梯度磁選機。
4、高梯度(dù)磁選機的主要應(yīng)用範圍
高梯度磁選機主(zhǔ)要(yào)用(yòng)於:①純(chún)度要求高的玻璃或陶瓷工業(yè)產品提純。如高嶺土、砂石、霞石正長岩的提純;②用(yòng)於熱力或火力發電站的粉狀硫化煤的提純;③工業水(選礦和冶金)、城市水、以及電力、熱力和核電站的冷卻水的淨化,罐表麵的處理流量大約為500m3/h;④揀選化工合成(chéng)過程和動(dòng)力工程給入(rù)的或熱電站給入的蒸汽(qì)流體(tǐ)中的顆(kē)粒;⑤鐵、鉬、鎢、鈦和稀土超細粒礦物(wù)的選別,金屬渣的分選回收再利用;⑥環境或再循環中不同工業(yè)流體的淨化(表麵處理工業,水冶和(hé)石油工業);⑦廢(fèi)催(cuī)化劑的處理;⑧食品生物化學及生(shēng)物學(xué)(等離子生產)領域。
5、結語
(1)高梯度磁選(xuǎn)機對於處理細粒的(de)順磁性(xìng)礦物,特別是分選細粒的弱磁(cí)性鐵礦石,效(xiào)果是明顯的,其優越性(xìng)是強磁選機無法(fǎ)比擬的。
(2)現代高梯度磁(cí)選機及分離技術雖然已經有30多年的發展(zhǎn)曆(lì)史,但仍然存在著設備價格高和電耗大的問題。經濟效(xiào)益是(shì)一切生(shēng)產企業的中(zhōng)心和關鍵(jiàn)。固然,高梯度磁選設備的直接(jiē)投資和生產費用與其它方法相比沒有節省,但是分(fèn)選效率高、處(chù)理能力大(dà)、選別指標好等又是高(gāo)梯度磁選機的*大(dà)特點。因此,高梯度磁選機是占有一定的(de)經濟優(yōu)勢(shì)。
(3)有我金屬硫化礦或氧化礦的回收與分(fèn)離,高梯度(dù)磁選的潛在可能越來越明顯,並在一定程度(dù)上有(yǒu)仰臥起坐(zuò)浮選(xuǎn)的可能。但(dàn)這(zhè)種回收與分離,目前尚處(chù)於試(shì)驗研究階段,直接應用於生產還有(yǒu)較大的距離。因此研究超導(dǎo)高場強(qiáng)高梯度勢(shì)在(zài)必行。
相關設備:雙立環脈動高梯(tī)度磁選機、磁選機、永磁筒式磁選機。