現(xiàn)代重、磁、電選工藝與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

1、現(xiàn)代重、磁、電選工藝與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀摘要本文簡要的從作用、成就等方面對現(xiàn)代重、磁、電選工藝與設(shè)備的發(fā)展現(xiàn) 狀作了闡述，并且對當(dāng)前最新的理論工藝與設(shè)備進(jìn)行簡要描述。關(guān)鍵詞重選 磁選 電選 發(fā)展 設(shè)備在現(xiàn)代選礦工業(yè)中，物理選礦是利用礦物之間某些物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分選的 一類選礦方法，它包括重力選礦、磁力選礦、電力選礦等等。而且，重力選礦多用 于選煤，磁力選礦、電力選礦則多用于金屬礦與非金屬礦的分選。隨著我國工業(yè)改革的深入發(fā)展，選礦事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，我們應(yīng)該了解的礦業(yè) 知識面的拓寬顯得越來越重要越緊迫，近年來，重、磁、電選工藝發(fā)展很快，從各 方面的信息表明，現(xiàn)在，重、磁、電選理論工藝的發(fā)展取得了較大

2、的成就。從基礎(chǔ)理論上看，重力選礦與磁、電選礦迥然不同，重力選礦的主要基礎(chǔ)是流 體力學(xué)，而磁、電選礦的基礎(chǔ)理論是電磁學(xué)。1重選的發(fā)展1.1重力選礦方法在工業(yè)礦物領(lǐng)域中起著重要作用?，F(xiàn)代工業(yè)中，毫無疑問，重選處理的最大量是鐵礦石和煤礦工業(yè)，重選在這些 領(lǐng)域保持和仍將保持頭等的重要性。而且，重力選礦作為主要的選礦方法之一，具 有無環(huán)境污染、生產(chǎn)成本低、適用面廣等優(yōu)點。和其他選別工藝如浮選、磁電分選一樣.重選不一定只用于礦物回收。如果這 樣認(rèn)為。那末會忽略大部分潛在的和現(xiàn)實的使用者：在和礦山的現(xiàn)代選礦廠不同的 范圍內(nèi)，重選有著巨大的和不斷發(fā)展的作用。排除廢物前對其進(jìn)行處理以回收副產(chǎn)品有利可圖。自從博芬

3、(Boffin )時代以來，選 礦，包括重選在處理目前堆存的廢物方面起著不斷增長的作用。重選在食品工業(yè)的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大。由于其獨特的性質(zhì)，主要采用十法。風(fēng)力 搖床和相當(dāng)?shù)脑O(shè)備被用于從糧食和嘏椒中排除砂子、金屬屑、術(shù)片和玻璃碴；帶殼 和不帶殼花生的分離；豌豆和玉米的分類等。另外.風(fēng)力搖床已被用于石油工業(yè)煉油廠熱催化裂化裝置以維持催化劑的平衡和括 性水平。在美國，已經(jīng)研究了MGS在頁巖油分離的潛在應(yīng)用。在其他方面，離心作用 產(chǎn)生的高倍“強(qiáng)化重力”和利用專利的流態(tài)化水松散富集床層的有機(jī)結(jié)合促使重力 選礦進(jìn)一步發(fā)展.尼爾森選礦機(jī)就是基于這一機(jī)理研制成功的一種高效離心選礦設(shè) 備。該機(jī)在生產(chǎn)運行時。富集錐

4、內(nèi)的離心力可達(dá)礦物重力的60倍(60G)或更高。在高 倍的強(qiáng)化重力場內(nèi).相對密度大和相對密度小的礦物之間的重力差別被極大地放大。 使得輕重礦物之問的分離更加容易；另一方面，專利的流態(tài)化水松散床層，使床層 內(nèi)不斷吐輕納重，有利于富集比的提高。目前，尼爾森選礦機(jī)已在世界上70多個國 家應(yīng)用.累計安裝2 700多臺套.均取得了好的選礦指標(biāo)。1.2重力分選技術(shù)在當(dāng)代工業(yè)中的主要成就重力分選是利用礦物間比重差異進(jìn)行分選的方法，生產(chǎn)成本低，故重選研究尤 其是重選設(shè)備的開發(fā)是礦物工程技術(shù)領(lǐng)域中較為活躍的分支。我國鎢錫資源豐富，適于重選，為提高粗、細(xì)粒重礦物的回收率，開發(fā)研制了 一系列重介質(zhì)預(yù)選設(shè)備、高效跳汰

5、設(shè)備、各種斷面的螺旋選礦機(jī)、各種形式的搖床、 皮帶漓槽、離心選礦機(jī)、圓錐選礦機(jī)等。錫礦山南選廠在選別硫化銻礦石中，采用重介質(zhì)鼓形分選器對進(jìn)入細(xì)碎磨浮前 的礦石進(jìn)行預(yù)選拋廢。重介質(zhì)為硅鐵，經(jīng)脫介質(zhì)篩及磁選機(jī)分離可循環(huán)使用，廢石 產(chǎn)率為40%。該機(jī)特點為礦介比小(1.11.5)、給礦粒度大(1035 mm)、成本低、 作業(yè)回收率高(9295%)。云錫公司在礦砂選別系統(tǒng)主要采用三段磨選的全搖床選別流程，所用搖床為云 錫式礦砂搖床。在礦泥選別系統(tǒng)(一0.037 mm)則采用水力旋流器分級脫泥。離心選 礦機(jī)粗選、皮帶溜槽精選、六層或單層刻槽礦泥搖床掃選的流程。離心選礦機(jī)于1965 年我國獨立研制成功，8

6、O年代中曾應(yīng)用中2000 mm大型離心選礦機(jī)，是回收微細(xì)粒錫 石的有效設(shè)備。90年代初期，北京礦冶總院研制了可連續(xù)排礦的射流離心選礦機(jī)， 選別效率進(jìn)一步提高，采用SL-600射流離心機(jī)處理310m含錫0.54 96的礦泥，可 獲得舍Sn4.37%的精礦，回收率為53.29%，其中+5m粒級錫石回收率高達(dá)85.76%。廣西太廠錫礦長坡選廠采用中430mm重介質(zhì)旋流器處理細(xì)脈礦石(一20+ 3mm)，加重劑為自產(chǎn)硫神精礦，可預(yù)選丟棄產(chǎn)率達(dá)40%的廢石，其品位低于重選尾 礦品位，錫、鉛、鋅作業(yè)回收率9293%，使該廠處理量由400t / d擴(kuò)至1000t/d， 在選廠提指標(biāo)、降成本中發(fā)揮重要作用。該

7、廠還于1995年建成SL-1200及SL 600 型微細(xì)物料連續(xù)排礦射流離心選礦機(jī)組，用于集中處理一0.074 mm錫石細(xì)泥，指標(biāo) 良好，可取代錫石細(xì)泥浮選。該廠還試驗了用J200型離心跳汰機(jī)選別尾礦。大廠錫礦巴里選廠原用下動型跳汰機(jī)做粗選，后自行研制了 “工革型”側(cè)動跳 汰機(jī)，錫鉛鋅作業(yè)回收率提高1820%。1997年采用北京礦冶研究總院研制的“T S鋸齒波”跳汰機(jī)，錫回收率較“工革型”高3 %，且節(jié)省75%的篩下補(bǔ)加水。大廠錫礦車河選廠1984年應(yīng)用了廣州有色院研制的中2m圓錐選礦機(jī)，其處理量 大（5060 t/臺時），無運動部件、省水電、占地小、費用低，處理+O.074mm含Sn 0.5

8、%原礦。圓錐粗精礦品位16.2%，作業(yè)回收率8890%。其生產(chǎn)應(yīng)用后取代了 大量的前重作業(yè)部分的搖床。此外，該廠還應(yīng)用北京礦冶研究總院研制的中2m螺旋 溜槽作為圓錐粗精礦的精選和尾礦掃選，該機(jī)橫斷面為立方拋物線、橢圓、直線三 合一的復(fù)合曲線，當(dāng)給礦含錫1.48%時，獲含錫4.6%，回收率68%的錫精礦，1 臺螺旋溜槽可取代原68臺搖床。江西鎢業(yè)公司所屬選廠在選黑鎢礦時采用三級跳汰，多級搖床的重選工藝，重 選段鎢粗精礦含W3035%，作業(yè)回收率一般為8892%鎢礦細(xì)泥則常用礦泥搖床、 自動溜槽、離心選礦機(jī)處理。攀枝花鋼鐵公司選鈦廠對鐵磁選尾礦首先用水力分級機(jī)分級，0.40.1mm粒級 入螺旋選礦

9、機(jī).0.10.04mm粒級入螺旋溜槽，從中分選出鈦鐵礦粗精礦，一0.04mm 粒級廢棄。廣東樂昌鉛鋅礦對鉛鋅浮選尾礦中的黃鐵礦采用螺旋溜槽一旋流器機(jī)組進(jìn)行重 選回收，獲硫精品位37%，硫回收率82%，生產(chǎn)成本低。宜春鉭鈮礦于1991年采用新疆冶金研究所研制的旋轉(zhuǎn)螺旋溜槽，替換原用搖床 作為原生泥粗選設(shè)備，指標(biāo)有突破性進(jìn)展，原生泥回收率從45.12%提高到57.46%， 精礦品位從43.44%提高到51.55%，且節(jié)水7O%以上。對次生礦泥研究重選一浮選 重選流程，即先用離心選礦機(jī)粗選，再用苯乙烯磷酸浮選，浮選精礦再用橫流皮 帶選礦機(jī)重選獲最終精礦。新疆可可托海選廠將旋轉(zhuǎn)螺旋溜槽應(yīng)用于鉭鈮粗選，

10、簡化了生產(chǎn)流程提高了富 集比，鉭鈮回收率達(dá)到較高水平，如鉭鈮原礦品位為0.02%左右，選礦回收率在65%以上。1.3重選的發(fā)展要求與前景重選可以是古老的，但不是停滯的。由于其明顯的優(yōu)點一簡單、應(yīng)用廣泛、環(huán) 境優(yōu)越性一其發(fā)展應(yīng)繼續(xù)下去。重選的作用或潛在的作用實例不僅在選礦而且在其他工業(yè)，在選礦和其他處理 及再循環(huán)工業(yè)中也存在著寬廣的技術(shù)轉(zhuǎn)換。2磁電選的發(fā)展2.1磁電選礦方法在工業(yè)礦物領(lǐng)域中起著重要作用磁選在諸多選礦工藝中是一種少污染或無污染工藝。因此，發(fā)展節(jié)能降耗的高 效磁選設(shè)備對我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有十分重要的意義。磁選是利用各種礦物磁性的差異，在磁選機(jī)的磁場中進(jìn)行分選的一種選礦方法。 運動電

11、荷周圍空間以及電流周圍空間。在磁場中最需見的現(xiàn)象是兩個帶磁性的物體 的相互吸引或相互排斥，所以磁體之間的相互作用是通過磁場來進(jìn)行的。磁場對于 通電導(dǎo)體也會產(chǎn)生作用，說明磁場具有力的性質(zhì)，當(dāng)通電導(dǎo)體在磁場中移動時.磁 場力將對通電導(dǎo)體做功，表示磁場具有能量。這些表現(xiàn)說明磁場的物質(zhì)性:磁場是由 運動電荷或電流產(chǎn)生的。永磁體產(chǎn)生磁場，也是因為永磁體內(nèi)部存在著分子電流， 所謂分子電流就是指整個分子中與對外界產(chǎn)生的總磁效應(yīng)相應(yīng)的環(huán)流電流。若電游 恒定不變，磁場也恒定不變，恒定不變的磁場叫做恒定磁場或靜滋場。近年來，我國科研人員開發(fā)出了許多新型磁選機(jī)，在鐵礦選廠得到廣泛應(yīng)用并 取得了良好經(jīng)濟(jì)社會效益的有B

12、K系列和CT系列筒式弱磁選機(jī)、CCXGY細(xì)碎磁鐵礦十式 預(yù)選機(jī)、磁選柱、磁場篩選機(jī)、SLon型強(qiáng)磁選機(jī)等。2.2磁電分選技術(shù)在當(dāng)代工業(yè)中的主要成就CCXG Y細(xì)碎磁鐵鐵十式預(yù)選機(jī)原礦進(jìn)入磨礦作業(yè)以前進(jìn)行干式預(yù)選，可以起到增加選廠處理量和降低磨礦成 本的作用。塊狀構(gòu)造的礦石破碎后采用傳統(tǒng)的磁滑輪和CTDG型永磁大塊礦石干選機(jī) 均可以獲得較好的預(yù)選效果。傳統(tǒng)設(shè)備對產(chǎn)于超基性巖中的風(fēng)化嚴(yán)重的低品位磁鐵 礦或者破碎產(chǎn)品中的細(xì)粒部分無能為力oCCSGY細(xì)碎磁鐵礦干式預(yù)選機(jī)很好地解決了 這一問題。該機(jī)利用特殊的分選原理，通過獨特的設(shè)備結(jié)構(gòu)，使給入的細(xì)碎礦石中 的粗細(xì)粒強(qiáng)磁性礦物，在分選筒表面既受到高磁力吸

13、引作用，同時還產(chǎn)生強(qiáng)烈的翻 轉(zhuǎn)、跳動、攪動作用。這樣，強(qiáng)磁性礦物既可被高的磁場力充分吸附回收，同時又 可使其中夾雜的各種脈石礦物和低貧連生體被拋出到尾礦中，從而使得強(qiáng)磁性礦物 得到高效率分離。特別適用于：干旱缺水、高寒或取水困難地區(qū)的磁鐵礦入磨前的預(yù)選；開采條件好、開采成本低的低品位磁鐵礦的十式預(yù)選； 從鋼渣等廢棄物中分選回收流失的鐵。該系列產(chǎn)品的入選粒度為一25 mm， 最大處理能力80150 t/h，裝機(jī)功率22 kW，機(jī)器重量4.8 t。BK系列專用筒式磁選機(jī)目前磁鐵礦選廠普遍使用的CTB型簡式磁選機(jī)，由于本身分選原理的限制，以及 設(shè)計時考慮其通用性.在實際應(yīng)用中分選效率并不高。磁鐵礦選

14、別過程中不同分選 段(預(yù)選、粗選、精選、尾礦再選)的工藝條件和分選要求各不相同，因此，就有必 要根據(jù)這些特點來選用磁選機(jī)。BK系列專用筒式磁選機(jī)(BKY、BKC,BKJ,BKW)在設(shè)計 時充分考慮了這些因素，采用了諸如較高礦漿液面、大分選室、大包角磁系、順流 槽體、漂洗水裝置和多尾流通道等技術(shù)措施，因而使得該機(jī)具有比CTB型筒式磁選機(jī) 更高的分選效率。SLon立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)SLon立環(huán)脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)是一種新型高效的強(qiáng)磁選設(shè)備，是國內(nèi)外第一代 成功應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)式高梯度磁選機(jī)。該機(jī)成功地解決了平環(huán)磁選機(jī) 和平環(huán)高梯度磁選機(jī)磁介質(zhì)易于堵塞的問題，具有選別效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)

15、備作 業(yè)率高、運行費用低和維護(hù)工作量小等優(yōu)點。額定背景磁感應(yīng)強(qiáng)度1.0 T。目前，該 系列產(chǎn)品在弱磁性礦物選礦和非金屬礦物除鐵提純等領(lǐng)域已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。2.3磁電分選技術(shù)主要成就利用礦物問的磁性、電性差異進(jìn)行分選，是礦物工程技術(shù)領(lǐng)域中的又一種重要 分選方法。我國研制開發(fā)了一系列高效率的弱磁、強(qiáng)磁選設(shè)備，脈動高梯度磁選設(shè) 備、電選設(shè)備。磁鐵礦常采用弱磁選，赤鐵礦常用強(qiáng)磁選。在有色金屬礦選礦廠中。 磁電選常作為精選作業(yè)和綜合回收伴生鐵礦。云錫公司采用選冶聯(lián)合方法提高錫回收率，70年代煙化法冶煉處理錫富中礦（錫 品位3 5%）在生產(chǎn)上應(yīng)用，80年代高溫氯化法冶煉處理錫貧中礦（錫品位1. 5%）

16、科技攻關(guān)獲得成功，這些處理低錫物料冶煉方法的出現(xiàn)，促進(jìn)了云錫多種選礦方法 聯(lián)合工藝的研究與應(yīng)用。原云錫各選廠均以重選為主，8O年代黃茅山選廠采用重一 磁一浮聯(lián)合選礦工藝處理含氧化鉛較高的砂錫礦，產(chǎn)出錫精礦、錫貧中礦、鉛精礦 三種產(chǎn)品，提高錫回收率8%以上。所用磁選機(jī)為中1000 mm平環(huán)濕式強(qiáng)磁選機(jī)和中 1500mm立環(huán)濕式強(qiáng)磁選機(jī)。大廠錫礦在處理91號富礦和100號富礦時采用磁一浮一重流程礦石人磨后首先 用磁選分選出磁黃鐵礦，然后混浮硫化礦，重選錫石。江西鎢業(yè)公司所屬各選廠在精選黑鎢粗精礦時，黑鎢礦與錫石、白鵪的分離大 都采用強(qiáng)磁選。近來對鎢細(xì)泥礦也有研究采用脈動高梯度磁選機(jī)回收的。江西有色

17、冶金研究所試驗采用Slon高梯度磁選機(jī)選別攀鋼選釷廠礦石，提出采 用磁選一重選一電選一浮選新流程，較現(xiàn)生產(chǎn)流程TiO2，回收率提高20%以上。目 前該試驗結(jié)果正擬在現(xiàn)廠推廣應(yīng)用。長沙礦冶研究院研制的YD3120023型高壓電選機(jī)是針對攀鋼選鈦廠重選粗精 礦中釷鐵礦與輝石等脈石礦物分離而設(shè)計開發(fā)的，工作電壓可達(dá)6萬V，分選粒度一 1+0.04mm。生產(chǎn)試驗表明，用該設(shè)備選別含Ti 29.02%的粗精礦，可獲得含 TiO 47.58%、作業(yè)回收率84.15%的鈦精礦。此外，該院還研制有永磁中磁選機(jī)， 2筒面場強(qiáng)可達(dá)0. 8T，可用于鈦、鎢、錳礦的分選。包頭鋼鐵公司選礦廠采用弱、強(qiáng)磁選分選出鐵精礦，

18、同時稀土礦物在強(qiáng)磁中礦 中富集，再浮選回收。此外，銅綠山銅礦用濕式強(qiáng)礁選機(jī)從選銅尾礦中分選出赤鐵精礦、金堆城鉬礦用 弱磁選機(jī)從選鉬尾礦中分選出磁鐵精礦，提高了礦產(chǎn)資源綜合利用率。2.4磁選工藝的未來發(fā)展弱磁選進(jìn)展的特點是，利用高性能釹鐵硼永磁體制造場強(qiáng)更高的筒式磁選機(jī).筒式磁選機(jī)大型化和預(yù)選大塊磁鐵礦石，發(fā)展有利于提高精礦品位的弱磁選機(jī)。強(qiáng)磁選設(shè)備的研制主要限于永磁和電磁輥式或帶式強(qiáng)磁選機(jī)。分選原理是， 利用非磁性導(dǎo)電顆粒在旋轉(zhuǎn)磁輥產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場中受交變電動力作用與非導(dǎo)電顆粒 分離。 高梯度磁選在磁選領(lǐng)域，對高梯度磁選的研究仍占有重要位置，并取得了顯 著進(jìn)展。關(guān)于高梯度磁選理論，自1973年W

19、atson提出磁捕收顆粒數(shù)概念以來，已建立了 相當(dāng)完整的磁捕收理論。最近，Svoboda等人根據(jù)能量觀點，探討了高梯度磁捕收新 理論。他認(rèn)為，順磁性顆粒在高梯度磁場中與鐵磁性捕集絲相碰撞時，具有的總作 用能為范德華一倫敦作用能、雙電層作用能、平均磁能和剪切應(yīng)力對顆粒作功之和， 并由此導(dǎo)出被介質(zhì)絲捕收的顆粒半徑（限定顆粒粒度）與顆粒磁化系散、磁場強(qiáng)度、 介質(zhì)絲磁化強(qiáng)度和半徑、流體速度和密度及粘性系數(shù)等的關(guān)系式。 超導(dǎo)磁選超導(dǎo)磁選已進(jìn)人大型化工業(yè)應(yīng)用時期。 電選 在當(dāng)代理論研究中，Kelly和Spottiswood用三篇論文全面評述了電選 理論。第一篇評述了基礎(chǔ)原理，包括靜電學(xué)；顆粒特性，即顆粒導(dǎo)

20、電率（Band理論、 電子捕獲和其它形式的導(dǎo)電），半導(dǎo)體的表面電子學(xué)性質(zhì)顆粒或金屬接觸的等效回 儲，流體中的顆粒運動；第二篇評述了顆粒電性的測量和顆粒荷電的機(jī)理。電性測 量包括電場測量，荷電量測量，接觸荷電量累計測量和導(dǎo)電率測量。顆粒荷電機(jī)理 包括電暈荷電，感應(yīng)荷電，摩擦荷電，荷電速率，Coehn法則；第三篇評述了靜電選 礦實踐，包括靜電選礦機(jī)的理論分析（受力分析），靜電選礦機(jī)的經(jīng)驗分析，設(shè)備參 數(shù)，分選回路。而且，A. L.沙洛姆等人探討了將非均勻交流電場分離技術(shù)用于液 體和氣體介質(zhì)條件下的分選機(jī)理，建立了電場強(qiáng)度、荷電量和庫侖力與慣性力之比 的表達(dá)式。3.磁一重選礦工藝的綜合應(yīng)用由于弱磁選

21、機(jī)在分選過程中存在著脈石礦物的夾雜現(xiàn)象，到一定程度以后，即 使進(jìn)行多次精選對精礦品位的提高也無濟(jì)于事。為了提高精礦質(zhì)量，越來越多的鐵 選廠在精選階段采用了磁聚機(jī)、磁選柱和磁場篩選機(jī)等磁一重選礦設(shè)備，精礦品位 得到了普遍提高，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)礦石性質(zhì)不同特點，各個礦山企業(yè) 越來越傾向于采用聯(lián)合選礦工藝，特別是“磁選一反浮選”核心工藝的應(yīng)用。這些 聯(lián)合工藝可以區(qū)分為三種基本的原則流程：“連續(xù)磨礦、弱磁 強(qiáng)磁一陰離子反浮選” 流程、“階段磨礦、粗細(xì)分選、磁選一重選一陰離子反浮選”流程和“階段磨礦、 粗細(xì)分選、重選一磁選一陰離子反浮選”流程。目前，采用第一種工藝的只有鞍鋼齊大山鐵礦選礦分廠一家企業(yè)，采用第二種 工藝的有鞍鋼齊大山選礦廠、鞍鋼東鞍山燒結(jié)廠、唐鋼正在建設(shè)的司家營鐵礦選礦 廠，安鋼集團(tuán)舞陽礦業(yè)公司紅鐵礦選礦廠采用第三種原則工藝。4.結(jié)語我國選礦設(shè)備和工藝已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化，新型磁選設(shè)備、磁一重復(fù)合力場選 礦設(shè)備以及重選一磁選