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1、160矿冶工程第28卷第28卷2008年06月矿冶工程MINING AND METALLURGICAL ENGINEERINGVol. 28June 2008160矿冶工程第28卷160矿冶工程第28卷CRIMM稀土永磁辗式强磁选机分选原理分选弱磁性矿物时分离角的计算庞运娟，李小赫,周岳远（长&矿冶研究院.制南长沙410012）摘 :分析了 CRIMM怖土永磁棍式强磁选机工作原理通过计算得出了该磁选机分选弱磁性矿物过程中住不同摩擦系数时对 应的分离角曲线。关鏡词：CR1MM稀土水破18式强磁选机；工作原理；分离角中图分类号：TD457文敵标识码：A文童编号：0253- 6099（2008）07
2、 - 0156 - 02Operation Principle of CRIMM RE Permanent-magnet Roll SeparatorCalculation of Separation Angle when Dressing Feebly Magnetic OrePANG Yun-juantLI Xiao-jing,ZHOU Yue-yuan(Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Changsha 4002, Hunan China)Abstract: OperaUon principle of CRIMM R
3、E permanent-magnet roll separator is analysised, and separation angle in different values of fraction coefficient when processing feebly magnetic ore is calculatedKey words： CRIMM RE permanent -magnet roll separator ； operation principle ； separation angle 0160矿冶工程第28卷160矿冶工程第28卷 收稠日期：2008血22作者简介：庞运
4、WI983 -）t女研究生主要研究方向为微细粒紅铁矿的选矿工艺及非金X矿的氏梯度除铁工艺。CRIMM稀土永磁規式强磁选机是长沙矿冶研究 院研制生产的一种高效强磁选设备。它采用新型高磁 能积稀土水磁材料轴向串极对斥磁系结构因而具有 髙磁场强度、高磁场梯度的特点。与电磁感应辘式强 磁选机相比磁场梯度奇3 4倍，比磁力髙2 3倍。 目前该设备主要用于弱磁性矿物（福铁矿、猛矿等）的 粗颗粒抛尾或精选提纯;非金属矿物（红柱石、硅线 石、蓝晶石、石榴石、长石、石英、金红石、错英石、刚玉、 金刚石等）原料及产品的精制加工（除铁、钛杂质）；去 除各种磨料产品、催化剂及其他物料中的弱磁性有害 杂质。稀土永磁棍式
5、磁选机在生产上已应用了十多年, 国内外学者对其分选原理进行了大量的研究,建立了 永磁挤压磁体的数学模型和磁性矿粒在磁規表面的受 力模型。本文狀该设备分选舸磁性矿物过程中的实际 情况，利用已建立的数学模里计算分选过程中的分离 角。分离角是矿物从进人磁辗到离开磁協所转过的角 度，是圳磁性颗粒与非磁性颗粒磁选分离的重要特征。 因矿粒进入磁馄区分选时，磁性矿粒和非磁性矿粒的 运动路径不同，直接体现在分离角度的不同，也正是这 种差异实现了它们的分离。1 CRIMM稀土永磁棍式磁选机结构及 分选原理CRIMM稀土永磁棍式磁选机主要由分选磁棍、张 紧轮、分选传送胶带、分隔板与给料器等几个基本部分 构成。如图
6、1所示。SI CRIMM稀土永確抵式强破选机结构I分选传送胶瓠4分确板;5给料笳入选物料通过给料器呈单额粒层均匀给入分选带 面。分选胶带匀速传动将物料带人分选磁棍,非磁性 颗粒由于不受磁力作用,在离心力和重力的作用下抛离磁辗进入非磁性产品接料槽中；而磁性颗粒由于受 到较大的磁力吸引吸附在分选磁棍区的带面上，随分 选带的传动在一定的分离角（90。）位置脱离磁辗进 入磁性产品接料槽中，从而实现了磁性颗粒与非磁性 颗粒的分离。CRIMM稀土永磁轮式强磁选机可利用 多規组合成一租一精或一租一扫多种作业程序。也可 根据需要组成三次或四次选别。分选磁規由高性能NdFeB磁性材料和DT4工业 纯铁组成，通过
7、无级变速器传动磁規，转速可调;分隔 板左右45。可调。具体操作时可根据矿石中磁性颗 粒的磁性、粒度、比重及对产品的质虽要求调节磁辗 转速、给料层厚度和分隔板位置，使其达到赧佳分选 效果。2分离角的计算本文利用以往学者建立的矿粒在磁規上运动的受 力模型计算弱磁性矿粒的分离角。图2为矿粒在磁辗 上运动时的受力分析图。图2 CRIMM强58选机中弱磁性矿粒受力分析作用在单位质量弱磁性矿粒上的力有:1）磁力：F.=吋 o/gradH（1）式中冷为真空磁导率，血=4” x IO7 H/m;X（为物质 的比磁化率n?/kg；H为颗粒所在位置的磁场强度, A/m；grad为颗粒所在位置的磁场梯度,A/m20
8、2）重力Go3）离心力。矿粒尺寸小时，离心力：抵=i如矿粒直径d与磁棍半径之比超过0.05时，则:p(R +0 5d)fR 丿+o 5d)R+015d= F 2 丿 式中v为磁觇的旋转速度为磁辐半径,m；d为 矿粒直径,m。4）磁性矿粒和分选传送胶带表面间的摩擦力当弱磁性矿粒在分选带表面无滑动时下述关系 式成立（以下只讨论分选小尺寸磁性矿粒的情形）:（尸 + gcosa -务）臥卩 M gsina （4）即: 式中a为分离角w为摩擦角，范阖为35。45。o长沙矿冶研究院研制的稀土永磁棍式磁选机CRIMM01OOX1OOO（磁靛直径100 m叫磁楹长度为 1 000 mm）磁场强度/可达1 x
9、106 A/m磁场梯度可 达1 x IO* A/亦。分选的弱磁性矿物的比磁化率按赤 铁矿比磁化率取t = IxlO-6m5/kgJP么由式（1）计算 得=40 TTo在不同的摩擦系数条件下，调整磁选辘 的转速根据公式即可求岀对应条件下的分离角大小。计算结果如图3所示。S3不同摩擦系數和转速时对应的分离角从图3可以看出，在同一摩擦系数时，随着转速的 逐渐增大，分离角逐渐变小。这是因为当转速增大时, 由式（2）可以看出离心力变大在磁力一定的悄况 下,矿粒脱离磁辐面的趋势增强脱离角越来越小;在 转速相同的情况下,矿粒与分选带面摩擦系数的不同, 造成了分离角的差异。摩擦系数大，分离角大;摩擦系 数小，
10、分离角小。这是因为转速相同时，摩擦系数大的 矿粒与分选带面之间的摩擦力大矿粒脱离磁録面的 趋势小。在实际生产中，欲要保证弱磁性矿物的品位, 则要增加磁棍转速;欲要课证磁性矿物的收率,可适当 将磁編转速调小。CRIMM强磁选机分选弱磁性矿物时最理想的分 离状态是弱磁性矿物在分离角大于90。的位置拋离磁 辗而非磁性颗粒则在小于90的位置抛离。对于本文 计算采用的弱磁性矿物来说，实现最理想分离的临界 磁規转速随摩擦系数的不同而各不相同，摩擦系数越 大,临界磁辘转速越大。（下转第160页） 际选比2.43计算则每年由于多处理入磨原矿可多 产铁精矿为2.58万t,两项合计毎年可多产铁精粉605万I,如按
11、每吨 单价850元/t计算，可增加销售收入5 143万元。4结 语通过不同磁选设备与不同选别工艺选分板石选矿 厂磁铁矿的指标来看，用磁选环柱取代老式的筒式磁 选机与磁力脱水槽选别工艺方法，可得到较好的选别 效果,且能增加原矿处理董，提高金属回收率,多产铁 精粉增加销售收入，为企业创造可观的经济效益。由 于磁选环柱设备还处于试验研究阶段,没有进行工业 性实际应用.如果在生产中应用.各项指标有可能比试 验的结果要低些,且目前对应用磁选环柱进行工艺渝 程改造所需投资无法估算,所以综合效益也无法计算。 但从优化磁选工艺角度来讲，在磁铁矿的粗梢矿选别 过程中，用其取代老式磁选设备在选别指标与增加处 理能
12、力及多回收铁精粉方面，有其独特的优势,有工业 应用的先进性和可行性,是将来优化粗粒级磁铁矿磁 选工艺可选择的高效磁选设备之一。160矿冶工程第28卷160矿冶工程第28卷(上接第157页)3结 语1) CRIMM稀土永磁棍式磁选机具有磁场强度 高、分选效果好、结构简单、操作方便等诸多优点，仅有 的缺点可能就是改变分选条件时，设备参数只能改变 磁根转速C2) 利用以往学者建立的模型计算得出了弱磁性 矿物的分离角曲线。摩擦系数相同时,分离角随转速 的增大逐渐减小;在磁辐转速相同的情况下，摩擦系数 大分离角大，反之则小。3) 目前CRIMM稀土永磁棍式磁选机已广泛用于 弱磁性矿物的粗颗粒拋尾和非金属矿物的除杂，经济 效益显著。参考文献：1 李明穗李 涛王明才.CRIMM 5JW土永85理式逼总选机研制 J.矿冶工程J993(l)：32-342 王倉任.磁电选rM).北京:冶金工业出版社.2005.3 Svoboda J Magnetic mrthock for the trealment of mineraJs M. Am- steniam： tteevier Science Eublishm,l987.