选煤厂磁选基础知识

复旦大学神火集团授课教师：梁华薛湖选煤厂薛湖选煤厂2019年8月15日21.磁选基本原理2.常见弱磁选设备简介3.永磁筒式磁选机工作原理及基本构造4.设备点检与维护5.危险辨识及预防措施6.应急处理主要内容薛湖选煤厂2019年8月15日3一、磁选基本原理1.磁选的定义磁选(也称为磁场分选)是基于被分离物料中不同组分的磁性差异，采用不同类型的磁选机将物料中不同磁性组分分离的技术。磁铁的磁力所作用的周围空间称为磁场。表示磁场强弱的物理量称为磁场强度，常用符号H表示，单位是Oe或A/m薛湖选煤厂2019年8月15日4磁系•磁系：磁选机中产生磁场的磁源叫做磁系。根据磁系中磁极的配置方式，可将磁系分成开放磁系和闭合磁系。•开放磁系：指磁极在同一侧作相邻配置且磁极之间无感应磁介质的磁系。按磁极的排列方式分为曲面磁系和平面磁系两种。•闭合磁系:磁极作相对配置的磁系,分选空间及磁极间的空气隙。开放磁系1.磁极2.底板3.磁轭闭合磁系1-极头；2-铁芯；3-线圈；4-轭铁；5-工作圆盘薛湖选煤厂2019年8月15日5矿物的磁性就磁性来讲，物质可分为三类：1、顺磁性物质：在磁化场中呈现微弱的磁性，磁化后产生的附加磁场与磁化场方向相同。Na、K、Cr、Mn及许多稀有金属、铁族元素的盐类等。2、逆磁性物质：在磁化场中呈现微弱的磁性，磁化后产生的附加磁场与磁化场的方向相反。Gu、Zn、Ag、Sb等，非金属Si、P、S等，惰性气体及许多有机化合物等。3、铁磁性物质：磁化后在磁化场中能产生很强的而且与磁化场方向相同的附加磁场，呈现很强的磁性。磁性可看成是物质内带电粒子运动的结果，是物质的基本属性之一。磁选中矿物按比磁化率大小可分：1、强磁性矿物：如磁铁矿、磁赤铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿和锌铁尖晶矿等。2、弱磁性矿物：如大多数的铁锰矿物、一些含钛、铬、钨的矿物，大部分造岩矿物等。3、非磁性矿物：如部分金属矿物、大部分非金属矿物、大部分造岩矿物等。强磁性矿物用弱磁场磁选机回收，弱磁性矿物利用强磁场磁选机回收。薛湖选煤厂2019年8月15日6磁性材料的发展逐鹿之战薛湖选煤厂2019年8月15日7逐鹿之战炎帝：生于宝鸡姜水，建都于陈蚩尤：九黎族部落酋长。武战神黄帝：生于新郑，建都有熊（河南新郑市）活动范围：山东、河北一带指南车：Fe3O4古称：慈石薛湖选煤厂2019年8月15日8磁性材料历史发展铁器时代：金属磁性材料开始出现十八世纪之前：金属磁性材料的生产与应用阶段二十世纪以来：磁性材料的飞跃发展期，先后经历了磁性氧化物材料—稀土-3d过渡族化合物材料—稀土材料—纳米微晶材料——自旋电子材料阶段。二十世纪后期至今，磁性材料进入了前所未有的兴旺发达时期，并融入到信息行业，成为信息时代重要的基础材料之一。薛湖选煤厂2019年8月15日9磁性材料分类：•物理性质分类方式：可根据静磁特征、交叉耦合效应、反常霍尔效应、与自旋相关的输运性质等分类。•按化学组成：金属（合金）、无机（氧化物）、有机化合物及其复合磁性材料；•按维度分类：纳米（零维、一维、二维）、颗粒膜、非晶、纳米微晶、块体磁性材料；•按磁有序结构分类：铁磁、亚铁磁、反铁磁、超顺磁材料；•按应用分类：永磁、软磁、磁记录、旋磁、磁致收缩、磁传感器、隐身、磁制冷等材料。•按市场产值：磁记录材料、软磁材料、永磁材料三种。薛湖选煤厂2019年8月15日10永磁材料•主要材料为AlNiCo、铁氧体、稀土永磁三大系列•永磁铁氧体：钡铁氧体、锶铁氧体•稀土永磁材料：烧结銣铁硼、粘结銣铁硼是产量最大的稀土永磁材料。软磁材料•软磁铁氧体：MnZn、NiZn、MgZn平面六角铁氧体等•非晶与纳米微晶金属软磁铁氧体：铁基非晶态合金Fe80B20、TbFeCo等•纳米结构的高频软磁材料：Fe-Cr-Ta-N纳米微晶软磁合金薄膜磁记录材料•以磁性氧化物微粒录磁介质为主薛湖选煤厂2019年8月15日11磁制冷材料•磁致冷是利用自旋系统磁熵变的致冷方式，与通常的压缩气体制冷方式相比，它具有效率高、功耗低、噪音小、体积小、无污染等优点“磁致冷发展的总趋势是由低温向高温发展。磁致伸缩材料•磁致伸缩是指材料的尺寸或形状随磁化状态变化而改变的现象。巨磁致伸缩材料在声纳、传感器、超声发生器、微距器等方面有着广泛的应用薛湖选煤厂2019年8月15日12•磁性是物质的基本属性，磁性材料是古老而年轻的功能材料，磁性材料的应用已渗透到国民经济、国防各个领域中’磁性材料发展的总趋势将由3d过渡族合金、化合物向3d-（4f，4d，5d，5f……）多元合金、化合物方向发展；由三维向低维方向发展，纳米磁性材料将成为重要的磁性功能材料。薛湖选煤厂2019年8月15日13二、常见的弱磁选设备•2.1干式弱磁场磁选机•2.2湿式弱磁场磁选机薛湖选煤厂2019年8月15日142.1干式弱磁场磁选机•除铁器除铁器主要用来从料流中除去夹杂的铁块或铁屑，有电磁和永磁两种。按照安装方式可分为固定悬挂式除铁器和带式悬挂式除铁器两种。薛湖选煤厂2019年8月15日15固定悬挂式除铁器•固定悬挂式除铁器一般悬挂在运料皮带上方，从料流中检出夹杂的铁块或铁屑，但需人工除铁，故一般用在含铁较少的料流中除铁。磁铁的宽度要与料流的宽度或皮带运输机的宽度相适应。薛湖选煤厂2019年8月15日16带式悬挂式除铁器该方式与运料皮带方向一致，杂铁从料流的前端排出。该方式与运料皮带成直角交叉，杂铁从运料端的侧边排出。主要用在煤炭、铁渣和钢渣、工业垃圾等物料的除铁或回收铁的作业。薛湖选煤厂2019年8月15日17磁滑轮磁滑轮又称磁力滚筒，有永磁和电磁两种。其中永磁滑轮结构简单，不耗电，工作可靠，易于维修，应用较广。薛湖选煤厂2019年8月15日18永磁滚筒永磁滚筒主要由锶铁氧体组成磁包角360°的多极磁系，套在磁系外面的由非导磁材料制成的旋转圆筒组成。如图，磁系和圆筒套在一个轴上，作为皮带的首轮。应用：主要用于大块（10-120mm）强磁性矿石的预选，分选出混入矿石中的围岩，降低原矿石的贫化现象。以及选矿厂用于细碎作业和磨矿作业环节，分离部分废气尾矿，即可降低入磨入选矿石量，又提高了入选矿石的品位。薛湖选煤厂2019年8月15日19筒式磁选机•筒式磁选机主要部件：永磁固定磁系、给料机构（上部或下部给料）、排料机构和机架。•磁系由锶铁氧体永磁块组成。磁系包角270°。•应用：用于细粒强磁性矿石的干选，也适用于从粉状物料中剔除磁性杂质和提纯磁性材料。在冶金、机械、化工、电力、建材等方面都获得广泛应用。薛湖选煤厂2019年8月15日202.2湿式弱磁场磁选机永磁筒式磁选机薛湖选煤厂2019年8月15日21磁力脱泥槽•又称磁力脱水槽，由倒置的平底圆锥型槽体、磁系、给矿、排矿和给水装置组成。有电磁和永磁两种，其中永磁应用较多。•磁力脱水槽是一种重力和磁力联合作用的分选设备，广泛用在磁选工艺中，用来脱去矿泥和细粒脉石，也作为过滤前的浓缩设备。磁力脱泥槽具有结构简单、无运转部件、维护方便、操作简单、处理能力大和分选指标较好等优点。薛湖选煤厂2019年8月15日22预磁器•为了提高磁力脱泥槽的分选效果，在入选前将矿粒进行预先磁化，使矿浆经过一段磁化磁场的作用，细粒强磁性物料被磁化凝聚成较大的磁力团粒，这种磁团粒在离开磁场后，由于矿粒具有剩磁和较大的矫顽力，仍能保持下来。矿团粒的沉降速度要比非磁性颗粒快，有利于后续的磁力脱泥等作业。产生此磁场的设备叫做预磁器。薛湖选煤厂2019年8月15日23脱磁器•脱磁器使强磁性团粒分散的设备。•如图当铁磁性团粒通过一个磁场强度由大变小的交变磁场时，磁团粒被多次反复磁化，使磁性颗粒的磁能积一次比一次小，最后失去剩磁。•应用：该设备应用较广，如选煤厂磁选机回收磁铁矿粉时，为了消除磁团粒现象，必须在磁选精矿管道上增加退磁器。薛湖选煤厂2019年8月15日24三、永磁筒式磁选机工作原理及基本构造•3.1湿式弱磁性永磁筒式磁选机分类•3.2原理及结构薛湖选煤厂2019年8月15日25湿式弱磁场永磁筒式磁选机按照槽体结构可分为三种：1.顺流型――矿浆给入方向与筒转向相同，精矿在另一侧排出，尾矿直接在底部排出，一般应用于6－0mm强磁性矿物粗、精选，回收率、品位高（因磁翻作用强）但不宜处理细粒（因筒与矿浆相对运动速度较低，清洗作用差）2.逆流型――矿浆给入方向与筒转向相反，精矿在给矿一侧排出，尾矿与另一侧排出。一般应用于0.6－0mm强磁性矿石粗、扫选，回收率高（因尾矿排出点处离给矿口远，选别充分）但品位低（因磁翻作用差）。3.半逆流型――矿浆给入方向与筒转向一半相同，一半相反，与顺流型不同之处是矿浆在槽内转了个圈。因为矿浆被冲散水冲成松散状，可防止夹杂，并且矿浆运动方向与磁力方向一致，有利于回收由于0.5－0mm强磁性矿石粗、精、扫选回收率、品位都高，矿浆面平稳，因而选别稳定。故应用较广泛。•3.1湿式弱磁性永磁筒式磁选机分类薛湖选煤厂2019年8月15日26CTS顺流型磁选机结构顺流型（0~6mm，处理量大、不堵矿，槽体磨损严重，跑尾较严重，多用于结晶颗粒较大的磨前粗选，以及尾矿回收）薛湖选煤厂2019年8月15日27CTN逆流型磁选机结构逆流型（0~0.6mm，用于细粒物料的选别，选别带长、回收率高，但精矿品味不高，多用于重介质回收）薛湖选煤厂2019年8月15日28CTB半逆流型磁选机结构半逆流型（0~1mm，可用于粗选精选扫选应用较为广泛）精矿尾矿薛湖选煤厂2019年8月15日29NCTN浓缩磁选机结构浓缩磁选机槽体形式为逆流型，除作选别设备外还可作为过滤前的浓缩设备。可取代磁力脱水槽。浓缩磁选机采用刮板卸料，同时压辊装置可有效压榨精矿水分，使精矿浓度达到60~70%。薛湖选煤厂2019年8月15日30•3.2原理及结构卸矿水管永磁滚筒精矿槽给矿管底水管传动部件机架薛湖选煤厂2019年8月15日31传动部圆筒磁系槽体机架给矿管底水管精矿槽薛湖选煤厂2019年8月15日32矿浆经给矿箱进入槽体后，在底箱水的作用下，使矿粒呈悬浮状态进入粗选区，磁性矿粒在磁系所产生的磁场力作用下，被吸在圆筒的表面，随着圆筒一起向上移动。在移动的过程中，由于磁系的极性沿径向交替，使成链的磁性矿粒进行翻动（或叫磁搅拌）在翻动过程中，夹在磁性矿粒中的部分脉石被清洗出来，这有利于提高磁性产品的质量。磁性矿粒随着圆筒转动离开磁系时，磁力大大降低，在冲洗水的作用下进入精矿槽中。非磁性矿粒和磁性较弱的矿粒在槽体内矿浆流的作用下，从底板的尾矿孔流进尾矿管中，由于尾矿流过的磁选机具有较强磁场的扫选区，可以使一些在粗选区来不及吸到筒体上的磁性矿粒，再一次被回收而提高了金属回收率。由于矿浆不断给入，精矿和尾矿不断排出形成一个连续的选分过程。工作原理薛湖选煤厂2019年8月15日33筒体•圆筒由不锈钢板卷焊而成。圆筒的端盖为铸铝件，用不锈钢螺钉和筒相连接。•用不锈钢（铜）或铝做筒体，是因为这些材料都是非导磁材料，具有交好的透磁能力，这样可以使磁力线不致和筒体形成磁短路。•圆筒表面还包一层耐磨橡胶或绕一层细铜线作保护层，使筒面不受磨损。同时有利于磁性矿粒在筒面上的附着，加强筒体对磁性矿粒的携带作用，圆筒由电动机带动旋转。薛湖选煤厂2019年8月15日34磁系•磁系是组成磁选机的主要部分，影响磁选机性能的主要因素有：磁系材料、磁场特性、磁系结构。•弱磁场磁选机一般设计为开放磁系，由永磁磁块粘结叠合而成的磁极1、底板2、磁轭3组成。磁系包角为α，相邻磁极的距离为L。由图可见，磁力线自N极出发要通过较大的空气隙到达S极，由于空气的磁阻较大，所以形成的磁场属于弱磁场，故适于选别强磁性的矿物。图开放磁系1-磁极；2-底板；3-磁轭薛湖选煤厂2019年8月15日35磁系的调整•磁系的位置由一个刻印在轴端上的箭头表示，也可以通过一个铁钉或其他小的铁质物件沿转筒表面非常容易地感觉到。总的来说，磁系最适宜的位置应该是排精矿端磁极的中心线略高于精矿排出堰或磁系向排矿口方向旋转15°。薛湖选煤厂2019年8月15日36HMDS系列磁选机型号及意义设备