3.2.5　磁選設備

磁選設備的結(jié)構(gòu)多種多樣，其分類方法也比較多。如按磁感應強度可分為弱磁場和強磁場；按磁源可分為永磁和電磁；按作業(yè)方式分為干式和濕式；按分選機形狀有帶式、筒式、輥式、環(huán)式等；按給料粒度分為粗粒和細粒磁選設備。非金屬礦選礦中按磁場強度和梯度及作業(yè)方式將磁選設備分為以下幾種，見表3-3。

在磁選設備中，要依據(jù)礦物磁性及給料粒度進行選擇。非金屬礦物的磁選還要考慮磁性物的含量等。非金屬礦物多為非磁性礦物或無磁性礦物，但常含有一定的磁性礦物或弱磁性礦物組分。非金屬礦物的磁選，主要用于非金屬礦物的提純（除去其中的磁性或弱磁性雜質(zhì)組分）和回收有價非金屬礦物組分，所以強磁選機和高梯度磁選機應用較多。

3.2.5.1　弱磁性磁選機

弱磁場磁選機主要用于強磁性鐵礦石的分選。在此只介紹與非金屬礦石分選有關的兩種規(guī)格類型弱磁場磁選機：磁輥筒和永磁圓筒式磁選機。前者用于干式分選大塊和粗粒礦石，后者用于濕式分選細粒礦石。

（1）磁輥筒（磁滑輪）　如圖3-17所示為CT型永磁磁輥筒結(jié)構(gòu)，它是由不銹鋼或銅、鋁等不導磁材料制成，里面裝配有圓周磁系，磁極極性沿軸向進行N、S交替，沿圓周方向不變。磁系固定在軸上，隨軸與輥筒一起轉(zhuǎn)動，其磁系由永磁磁塊摞合而成。其結(jié)構(gòu)簡單，可直接安裝在皮帶運輸機的頭部，也可以配置成單獨的干式磁選機。

①工作原理及過程　礦石均勻地給到膠帶上，當?shù)V石經(jīng)過磁輥筒時，非磁性或磁性很弱的塊礦在離心力和重力作用下脫離膠帶面，拋入非磁性礦中，磁性強的礦粒受磁力作用被吸在膠帶上，隨膠帶一起運動，至輥筒下部膠帶離開輥筒伸直時由于磁場強度減小而掉入磁性產(chǎn)品槽中。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　磁輥筒多用于塊礦磁選，給礦粒度為75～100mm，大塊磁力輥筒給礦粒度可達300mm，它是初步富集設備，可獲得尚需進一步處理的粗精礦和最終尾礦。在非金屬礦的選礦中主要用于脫除破碎及粗磨中混入其中的機械鐵。

（2）永磁圓筒式磁選機　永磁圓筒式磁選機是一種應用較廣泛的濕式弱磁場磁性設備。主要由磁系、圓筒、分選槽、傳動裝置以及給料、排料和溢流裝置組成。該磁選機有三種槽體結(jié)構(gòu)形式，即順流式（S）、逆流式（N）和半逆流式（B）。半逆流式應用較多。如圖3-18所示為半逆流式永磁筒式磁選機結(jié)構(gòu)示意圖。其磁系由3～5個由鍶鐵氧體磁塊和導磁板組成的磁極構(gòu)成，固定在圓筒軸上，工作時不旋轉(zhuǎn)。磁極極性沿圓周方向交替變換，沿軸向不變，磁系包角為106°～107°。磁系偏向精礦排礦端，磁系偏角（磁系中線與垂直直線的夾角）為15°～20°。半逆流式（CTB）是指礦漿從槽體的下方給到圓筒的下部，非磁性產(chǎn)品移動方向和圓筒旋轉(zhuǎn)方向相同。順流式（CTS）是指給礦方向和圓筒的旋轉(zhuǎn)方向或磁性產(chǎn)品的移動方向一致。逆流式（CTN）是指給礦方向和圓筒旋轉(zhuǎn)方向或磁性產(chǎn)品的移動方向相反。

①工作原理及過程　礦漿給入分選區(qū)時，在吹散水的作用下，呈松散懸浮狀態(tài)，由于礦物比磁化系數(shù)不同，在磁力場作用下，強磁性礦物被吸附在圓筒表面上，并隨圓筒旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，由于磁極的極性交變，產(chǎn)生磁攪動作用，使夾雜在磁團或磁鏈中的礦石被清洗出來，而提高磁性產(chǎn)物的品位，磁性礦粒隨圓筒轉(zhuǎn)至磁系外區(qū)后，在沖洗水的沖洗作用下掉入精礦斗中，非磁性（弱磁性）礦物在箱內(nèi)礦漿流的作用下，從底板上的尾礦孔流入尾礦管中，實現(xiàn)分離。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　半逆流式磁選機由于礦漿呈懸浮狀自下而上給入分選空間，磁性礦粒易于吸在圓筒面上，回收率高。尾礦流動方向與圓筒旋轉(zhuǎn)方向相反，磁性礦粒有較多的被吸附機會，同時夾雜于精礦中的非磁性礦粒也容易被沖洗掉，磁性產(chǎn)品品位高，適合于0.15～0mm的細粒、強磁性礦物的粗選和精選作業(yè)。順流式磁選機磁性礦粒被吸附在圓筒上后經(jīng)過全部磁系弧長，磁攪動次數(shù)較多，磁性產(chǎn)品品位較高。但礦漿流速較大，少量磁性礦粒會被帶走，回收率較低。適合于0～6mm的強磁性礦石的精選和粗選作用。

逆流式磁選機磁性礦粒排出端距給礦處較近，磁攪動作用不強，磁性產(chǎn)品品位較低。但非磁性產(chǎn)品的排出口距給礦處遠，礦粒經(jīng)過較長的分選區(qū)，磁性產(chǎn)物的回收率較高，適合于粒度為0～0.6mm的細粒強磁性礦石的粗選或掃選。不適于處理粗粒礦石，因為易發(fā)生分選空間的堵塞。

3.2.5.2　強磁場磁選機

強磁場磁選機在非金屬礦的選礦提純中應用較多，以下就幾種常用的磁選機作一介紹。

（1）干式盤式強磁場磁選機　目前，在生產(chǎn)實踐中應用的多為單盤（ф885mm）和雙盤（ф580mm）干式強磁選機。如圖3-19所示為ф580mm雙盤干式強磁場磁選機結(jié)構(gòu)示意圖。主要由磁系、感應圓盤、振動槽、給料圓筒和傳動裝置等部分組成。其磁系呈“山”字形，通過振動槽（或皮帶）與圓盤構(gòu)成閉合磁路。

①工作原理及過程　分選過程在槽面和盤尖邊之間的空隙進行，空隙間距可以調(diào)節(jié)，為防止強磁性物料干擾磁選過程，在給料端裝有弱磁場磁選機，可預先選出強磁性物料。分選工作開始后，被分選礦物進入給礦斗，由弱磁場輥筒將磁性物分選出來，其余給礦便均勻地呈薄層落在運轉(zhuǎn)的輸送皮帶上。當?shù)V物被送到磁盤下面時，磁盤便將弱磁性礦物吸出，并隨著轉(zhuǎn)動的磁盤被帶到非磁場區(qū)，于是弱磁性礦物在自重和離心作用下離開磁盤落入精礦斗，沒被吸出的礦物繼續(xù)隨皮帶運行并落入尾礦斗，從而實現(xiàn)分選。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　該磁選機適于分選比磁化系數(shù)大于5.0×10^-7m³/kg、粒度小于2mm的弱磁性礦石。由于屬于下給料、吸出式，因此選擇性較強，能得到較純的精礦（磁性物），也可得到多個不同磁性的產(chǎn)品，工作平穩(wěn)可靠。常用于含鐵、鈦礦物以及鋯英石、獨居石等礦物的精選。

（2）干式雙輥強磁性磁選機　該磁選機有永磁和電磁之分。如圖3-20所示為CGT-54型雙輥磁選機結(jié)構(gòu)簡圖。主要由磁輥、感應卸礦輥、弱磁給礦筒、給礦料斗、接礦料斗等部分組成。磁輥有2個，相對配置，構(gòu)成閉合磁路，每個磁輥由3個磁極、2組永磁塊組成，磁極極性相同。

①工作原理及過程　入選物料由上部的給料斗先給到弱磁給礦筒上，將強磁性礦粒選出，然后通過分礦槽和可調(diào)給礦料斗給到兩磁輥之間的3個高磁場區(qū)。非磁性礦粒不受磁力作用，在重力作用下直接掉入礦斗D。磁性礦粒受磁力作用被吸在磁極上，并隨磁輥一起轉(zhuǎn)動。隨著磁輥轉(zhuǎn)角的改變，磁場強度逐漸減弱，磁性不同的礦粒先后掉入C和D接礦料斗中，少量磁性強的礦粒被感應卸礦輥卸至精礦斗。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　該磁選機磁路短，磁場強度大，故生產(chǎn)能力大，分選效果好。適用于分選粒度在3mm以下的含有多種不同磁性礦物的金屬礦和非金屬礦。用于非磁性物料的提純時，可得到較高的純度，但不適合處理很細的物料。

（3）CS-1型和CS-2型強磁場磁選機　這兩種磁選機的結(jié)構(gòu)基本相同，圖3-21為CS-1型強磁場磁選機的結(jié)構(gòu)簡圖。主要由給礦箱、分選輥、電磁鐵芯和機架等組成。磁選機主體部分為電磁鐵芯、磁極頭與感應輥組成的磁系。電磁鐵芯和感應輥對稱平行配置，4個磁極頭連接在兩個鐵芯的端部，與感應輥組成“口”字形閉合磁路，兩個感應輥與4個磁極頭之間構(gòu)成4個分選帶（分選間隙）。

①工作原理及過程　入選礦粒進入給礦箱，由給料輥將其從箱側(cè)壁桃形孔引出，沿溜板和波形板給入感應輥和磁極頭之間的分選間隙后，磁性礦粒在磁力作用下被吸到感應輥齒上并隨感應輥一起旋轉(zhuǎn)，當離開磁場區(qū)時，在重力和離心力的作用下脫離輥齒卸入精礦箱中；非磁性礦粒隨礦漿通過梳齒狀的缺口流入尾礦箱內(nèi)，從而實現(xiàn)分離。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　該類型磁選機對比磁化率小，粒度粗的貧氧化錳礦石有較好的選別效果，對中粗碳酸錳礦也有較好的選別效果。

（4）SHP型濕式雙盤強磁場磁選機　該機型是我國20世紀70年代末自行研制并生產(chǎn)的，與瓊斯強磁選機相似，其結(jié)構(gòu)及外形尺寸如圖3-22所示。主要由機架（框架）、磁系系統(tǒng)、分選系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電源與信號等幾大部分組成。

磁系系統(tǒng)是由兩個焊在立柱上的U形磁極、激磁線圈和裝在主軸上的轉(zhuǎn)盤組成，磁極和轉(zhuǎn)盤均用電工純鐵制成，激磁線圈通以直流電形成對稱的4個磁極，分選系統(tǒng)由齒板組、活動壓蓋、排礦盒、壓框、擾礦圈、接礦槽、沖洗嘴、給礦嘴組成。

①工作原理及過程　轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)過程中，分選箱進入磁場區(qū)，齒板被磁化，這時給礦嘴將礦漿送入分選箱后，強磁性礦物被吸附在齒板上部的齒尖上，非磁性礦物逐漸通過齒板間隙排入分選箱下部的尾礦槽。分選箱轉(zhuǎn)至中礦沖水嘴下部時，沖洗水將吸附在齒板上部的礦物沖至齒板下部，這時的脈石連生體和少量礦物一起排入中礦槽，當轉(zhuǎn)到與磁極中心線相垂直的位置時，分選箱便處于中性區(qū)，精礦沖洗嘴噴入高壓水，將精礦充入精礦接礦槽而完成礦物的分選過程。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　該機型噪聲低、節(jié)電、體積小、安裝調(diào)整容易；裝有自動報警系統(tǒng)，設備運轉(zhuǎn)安全可靠，主要應用于弱磁性鐵礦物分選，如赤鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦、鈦鐵礦等。

（5）SQC型、SZC型濕式平環(huán)強、中磁場磁選機　該機型是20世紀80年代中期由贛州有色冶金研究所研制的。兩種機型結(jié)構(gòu)基本相同，均為環(huán)式鏈狀閉合磁路，銅管繞制激磁線圈，低壓大電流激磁，水內(nèi)冷卻散熱降溫，導磁不銹鋼為聚磁介質(zhì)。如圖3-23所示為SQC型強磁選機結(jié)構(gòu)示意圖。主要由給礦裝置、分選轉(zhuǎn)環(huán)、磁系、精礦和中礦沖洗裝置、接礦裝置、傳動機構(gòu)等組成。

①工作原理及過程　帶分選室的分選環(huán)在傳動機構(gòu)驅(qū)動下慢速旋轉(zhuǎn)。分選室進入磁場后，齒板介質(zhì)被磁化，物料由分選點給入分選室內(nèi)，磁性礦粒受磁力作用被吸在齒板的尖端上并隨分選環(huán)轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)到中礦清洗位置時，少量清洗水給入，將磁性礦粒中夾雜的脈石和礦泥沖洗掉并排入尾礦槽中；當分選室轉(zhuǎn)到精礦沖洗位置時（相鄰兩磁極之間的磁中性點），被壓力水（水壓為0.3～0.5MPa）沖入精礦槽，非磁性礦漿則在重力和礦漿流的作用下通過齒板介質(zhì)縫隙進入尾礦槽中。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　磁系由內(nèi)外同心圓環(huán)磁軛及鐵芯構(gòu)成環(huán)式鏈狀閉合磁路（激磁線圈用異形銅管繞制，套在墊有絕緣層的鐵芯上，緊靠磁極頭），磁路短、漏磁少、場強高、電耗低、選別效果好、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠，適用于黑色、有色和非金屬礦中細粒級弱磁性礦物分選，如含赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦等石英、長石、霞石的提純及高嶺土的除鐵（鐵礦物以褐鐵礦為主）。回收粒度下限為20μm。

（6）濕式雙立環(huán)強磁礦磁選機　該機型是20世紀70年代末我國研制成功的立環(huán)式強磁選機，其結(jié)構(gòu)如圖3-24所示。主要由給礦器、分選環(huán)、磁系、尾礦槽、精礦槽、供水系統(tǒng)和傳動裝置等部分組成。

①工作原理及過程　裝有介質(zhì)的分選圓環(huán)在磁場中慢速旋轉(zhuǎn)。礦漿經(jīng)細篩排除粗粒和雜質(zhì)后沿圓環(huán)給入磁場中的分選室中，非磁性礦粒在重力作用下，隨礦漿穿過球介質(zhì)間隙流到尾礦槽中。磁性礦粒被吸在球介質(zhì)磁力很大的部分表面上，并隨分選環(huán)一起轉(zhuǎn)動離開磁場區(qū)，再由壓力水的沖洗流入精礦槽中。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　主要特點為球介質(zhì)隨分選環(huán)的垂直運動可以得到較好的松動，較好地解決介質(zhì)的堵塞；有退磁作用，容易卸礦；適應性強，選別粒度較寬，應用較廣，可用于有色和稀有金屬礦物分選，也可用于高嶺土的除鐵提純，有效回收的粒度下限為20μm。

3.2.5.3　高梯度磁選機

高梯度磁選機也是濕式強磁場磁選機，它通過兩個途徑來獲得大的磁場力：一是磁場強度H；二是磁場梯度。由于采用了特殊的聚磁介質(zhì)——鋼毛，因而大大提高了磁場梯度。這樣其磁場作用力較濕式強磁場磁選機高出許多倍。近些年來，隨著高梯度磁選機性能的改進，有效處理粒度下限可降至15μm，應用領域也逐漸擴大，尤其是在非金屬礦的提純上，高梯度磁選更為常用。可用于高嶺土、滑石、石墨、云母、長石、石英、方解石、螢石、煤矸石、型砂及含S、As、Bi等非金屬礦石和原料的分選及提純。對高嶺土的提純尤為重要。高嶺土的提純是目前高梯度磁選應用的主要對象。

高梯度磁選機分連續(xù)式和周期式兩大類，下面將分別介紹。

（1）連續(xù)平環(huán)式薩拉型高梯度磁選機　薩拉型高梯度磁選機是一種應用較早和較多的磁選機，由薩拉磁力公司制造，性能不斷提高，特別是鋼毛的堵塞問題有了改進。如圖3-25所示為薩拉型高梯度磁選機結(jié)構(gòu)簡圖。主要由旋轉(zhuǎn)分選環(huán)、馬鞍形螺旋管線圈、鎧裝螺線管鐵殼及有磁性介質(zhì)的分選箱等部分組成。

旋轉(zhuǎn)分選環(huán)裝在一個中心軸上，由電機帶動而旋轉(zhuǎn)。鎧裝螺線管鐵殼構(gòu)成了磁閉路系統(tǒng)，由兩個馬鞍形線圈組成，以使裝有介質(zhì)的環(huán)體通過線圈轉(zhuǎn)動。介質(zhì)是鋼網(wǎng)或不銹鋼毛，以獲得強磁力。

①工作原理及過程　礦漿由上導磁體的長孔中流到處在磁化區(qū)的分選室中，弱磁性顆粒被捕集到磁化的聚磁介質(zhì)上，非磁性顆粒隨分選環(huán)轉(zhuǎn)動，被帶到磁化區(qū)域的清洗段，進一步清洗非磁性顆粒，然后離開磁化區(qū)域，被捕集的弱磁性顆粒在清洗水的作用下排出，成為精礦。

②結(jié)構(gòu)特點與應用　薩拉型高梯度磁選機屬于連續(xù)式工作，處理量大，適合分選磁性礦物含量高（大于50％）的細粒和微細粒物料；磁場的方向和礦漿的方向平行，礦漿流不直接沖刷介質(zhì)，磁路結(jié)構(gòu)合理，轉(zhuǎn)環(huán)不是磁路的組成部分，磁體漏磁少，多用于分選弱磁性鐵、鈦、鎢礦及非金屬礦的提純及降低煤的灰分和硫含量等。

（2）連續(xù)立環(huán)式Slon型脈動高梯度磁選機　Slon高梯度磁選機是20世紀80年代末由贛州有色冶金研究所研制的。如圖3-26所示為Slon-1500型高梯度磁選機的結(jié)構(gòu)。主要由轉(zhuǎn)環(huán)、轉(zhuǎn)環(huán)驅(qū)動機構(gòu)、激磁線圈、鐵軛、脈動機構(gòu)、給礦斗、尾礦斗、精礦斗、精礦沖洗裝置、機架等部分組成。立環(huán)內(nèi)裝有導磁不銹鋼介質(zhì)（鋼網(wǎng)或鋼毛）。

①工作原理及過程　在礦物分選過程中，轉(zhuǎn)環(huán)順時針旋轉(zhuǎn)，礦漿從給礦斗進入，沿上鐵軛縫隙流經(jīng)轉(zhuǎn)環(huán)，轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)的磁介質(zhì)在磁場中磁化，磁介質(zhì)表面形成高梯度磁場，礦漿中磁性礦粒被吸著在磁介質(zhì)表面。被轉(zhuǎn)環(huán)帶到頂部無磁場區(qū)，被反向沖洗水沖入精礦斗，非磁性顆粒沿下鐵軛縫隙流入尾礦斗被帶走，周而復始地進行礦物分選。

②結(jié)構(gòu)特點及應用　轉(zhuǎn)環(huán)立式旋轉(zhuǎn)，反向沖洗精礦，磁介質(zhì)不容易堵塞（尤其對大顆粒礦物），配有脈動機構(gòu)，可消除機械夾雜現(xiàn)象，富集比大，回收率高；工作運行可靠，對給礦粒度、濃度和品位的波動適應性強。該機型多用于弱磁性金屬礦物的分選，如赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦及有色選鈦等。在非金屬礦方面則用于長石、石英、霞石、紅柱石、高嶺土的除鐵及選礦提純。分選粒度下限可達10μm。

（3）CAD型高梯度磁選機　該類型磁選機為周期式工作，多用于過濾含有磁性顆粒的懸浮液，又稱為高梯度磁過濾器。也應用于高嶺土等非金屬礦的提純。該機主要由磁極、水內(nèi)冷卻激磁線圈、介質(zhì)箱及箱內(nèi)充填磁介質(zhì)（鋼毛等）等組成。分選過程：磁場接通后，待分離的顆粒懸浮液通過分離介質(zhì)箱的聚磁介質(zhì)，磁性顆粒被吸引并被捕獲在鋼絲上，懸浮液被凈化后排出分離裝置，介質(zhì)達到飽和吸附能力時，給礦停止，斷開磁場，用沖洗劑（水）將吸附顆粒洗下，達到磁性粒子與水的分離。長沙礦冶研究院生產(chǎn)的高梯度磁選機的主要技術參數(shù)為：最高背景磁感應強度1.4T，分選腔直徑200～2000mm，分選腔高度150～500mm。