磁浮選柱磁系設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、鐵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中最重要的金屬材料，是當(dāng)今世界第一的消費(fèi)金屬。我國(guó)鐵礦資源豐富，但是優(yōu)質(zhì)鐵礦資源匱乏。隨著資源不斷開采，“貧、細(xì)、雜”化鐵礦逐漸顯著，從而需要選別的鐵礦物更加復(fù)雜化。在鐵礦資源行情不景氣的環(huán)境下，開發(fā)一種既可處理細(xì)粒級(jí)鐵礦物又可提高鐵精礦質(zhì)量的選礦設(shè)備，不僅能夠節(jié)約資源，而且能降低生產(chǎn)成本。
　　磁浮選柱是在長(zhǎng)沙礦冶研究院已有的CFC或CPT浮選柱基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新型選礦設(shè)備。磁浮選柱是在浮選柱外加勵(lì)磁磁系，利用其

2、電能產(chǎn)生的背景磁場(chǎng)，使其對(duì)目的礦物和非目的礦物有效分離。因此，磁浮選柱研究的重點(diǎn)是勵(lì)磁磁系，其磁場(chǎng)特征決定了分選效果的優(yōu)劣。
　　本文采用有限元軟件ANSYS設(shè)計(jì)磁系結(jié)構(gòu)，得出如下結(jié)論：
　　對(duì)單組不同截面形狀磁系仿真分析發(fā)現(xiàn)，磁系截面形狀與產(chǎn)生的磁場(chǎng)特性密切相關(guān)，在相同激磁電流下，每種形狀截面面積相等，產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度截面形狀為正方形；線圈磁系在不同激磁電流下，磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)梯度變化規(guī)律與激磁電流變化規(guī)律相同，而磁力增加

3、倍數(shù)是激磁電流增加倍數(shù)的兩倍；相同匝數(shù)的兩組線圈磁場(chǎng)特性變化規(guī)律是兩組單組線圈磁系磁場(chǎng)特性的疊加；隨著兩組線圈間距增加，磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)梯度和磁力從疊加狀態(tài)變成兩個(gè)獨(dú)立線圈磁系的磁場(chǎng)特性。
　　通過對(duì)三組線圈匝數(shù)變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，相鄰線圈組(上下組)之間匝數(shù)比不大于0.5倍，才能形成磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)梯度以及磁力沿軸向明顯逐漸增大的趨勢(shì)；不導(dǎo)磁材料作為筒壁，絕大部分磁力線在空氣中是閉合的，且分選氣隙中磁力線密度高于外側(cè)；導(dǎo)磁材料作為筒壁在分

4、選腔中幾乎沒有磁力線分布，在筒壁外部的磁力線密度高于不導(dǎo)磁材料作為筒壁時(shí)外部的磁力線密度，由于導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率高于空氣的磁導(dǎo)率，磁場(chǎng)徑直通過導(dǎo)磁材料，繞過了分選氣隙，因此約束了磁力線在分選空間的分布。對(duì)于射流下導(dǎo)管研究結(jié)論相同。
　　針對(duì)磁浮選柱磁系段礦物顆粒進(jìn)行了綜合受力分析，對(duì)不同粒級(jí)磁鐵礦與不同連生體在磁系段受力分析以及在復(fù)合力場(chǎng)下的運(yùn)動(dòng)理論預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，磁系能夠有效分選-0.075+0.025mm磁性顆粒；運(yùn)用DLVO理論分析

5、了磁鐵礦和石英在不同pH條件下磁團(tuán)聚-分散情況發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH=7時(shí)，磁鐵礦與石英處于輕微團(tuán)聚狀態(tài)，而磁鐵礦之間存在強(qiáng)大的磁作用力；當(dāng)pH=11時(shí)，磁鐵礦與石英處于分散狀態(tài)，而磁鐵礦之間仍然存在強(qiáng)大的磁作用能。
　　通過實(shí)驗(yàn)室磁浮選柱進(jìn)行了人工混合礦試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)論如下：
　?。?）CPT-磁浮選柱在不同激磁電流下浮選試驗(yàn)表明：尾礦TFe品位從常規(guī)不加磁場(chǎng)浮選9.36％降低到1.9A磁浮選2.85%，回收率提高了接近10%；無外加

6、磁場(chǎng)浮選精礦-38μm占84.71%，而外加1.9A勵(lì)磁浮選精礦經(jīng)過脫磁后所測(cè)粒度分布-38μm占89.05%。
　　（2）CFC-磁浮選柱試驗(yàn)表明：在淀粉用量1000g/t條件下，激磁強(qiáng)度從0A增加到1.9A時(shí)，仍然能使尾礦品位從2.40%降低到1.07%，說明引入磁場(chǎng)力能夠通過“磁吸效應(yīng)”起到抑制劑的作用；在1.9A激磁電流下，隨著淀粉用量從1000g/t降低到0g/t時(shí)，尾礦品位先從1.07%降低到0.78%后增加為3.02