磁選柱的介紹

磁重選礦機自二十世紀六、七十年代出現，一直以來被用作磁鐵礦粗磨產物的粗選和細磨產物精選脫泥設備。早期的磁重選礦機是上磁式的電磁磁力脫水（脫泥）槽。二十世紀六、七十年代鐵氧體磁鐵（鋇鐵氧體和鍶鐵氧體）出現，磁源由電磁勵磁線圈改為磁鐵堆磁源，磁鐵堆磁源有上磁式和下磁式兩種；二十世紀八十年代出現了“磁聚機”，它將下磁式磁鐵堆（磁塔）改進為多圈多層的環形磁鐵堆，槽體也由單一的倒置的錐臺槽體改進為直筒和錐體相結合的復合槽體，給水方式也由下部帶迎水帽的上沖式給水管給水方式改進為下部錐體多管切線給水方式，產生水線上升流體力學，選分性能有了較大的提升，由原來的磁力脫水槽只能分出礦泥及少量的細粒脈石改進為不僅能分出礦泥及少量細粒脈石，變得不僅能分出礦泥而且還能將相當部分細粒脈石分出，原因是磁源分布空間大了而且有了變化，磁團聚分散程度有了提高所致。磁聚機與高頻細篩結合控制粒度，使精礦品位有了較大提高。

二、磁選柱的分類和用途

為適應磁鐵礦分選的需要磁選柱分為脫泥磁選柱、精選磁選柱和濃縮磁選柱。

1. BT脫泥磁選柱

BT脫泥磁選柱用于含泥多的粗磨磁鐵礦和細磨磁鐵礦的脫泥、脫除中、細粒脈石。它主要用于粗磨磁鐵礦的粗選和細磨磁鐵礦的第一道磁選或第二道磁選。

2.BT精選磁選柱

BT精選磁選柱主要作用是提鐵、降雜（Si、P、S）。BT系列精選磁選柱用于細磨磁鐵礦的精選作業。由于其不僅能高效分出礦泥、單體脈石，而且可以高效分出貧連生體。它可以有以下用途：

1）    由易選磁鐵礦生產品位70%~72%的超級磁鐵礦精礦；

2）    由低品位精礦（58%～63%）生產高品位精礦（65%～68%）

3）    結合細篩從粗磨磁鐵礦精礦中提前拿出部分合格精礦；

4）    常規磁選精礦采用精選磁選柱精選，精礦品位高出要求的  品位時，可適當放粗最終磨礦粒度實現增產。

由于精選磁選柱能在較粗磨礦粒度下高效分出連生體，因而當采用磁選柱精選時與常規磁選相比可適當放粗最終磨礦粒度，-200目或-325目的放粗幅度可達5~15個百分點，從而可以通過多磨原礦達到增產最終精礦的目的，增產幅度可達10%~30%。這相當于在不增加磨礦容積的情況下而達到擴容的目的，使精礦成本大幅度降低。

3.BT濃縮磁選柱

當磁選柱少給水或不給水，磁選柱的底流濃度可達60%~75%，因此濃縮磁選柱可以用作過濾前或高濃輸送前磁鐵礦選礦廠最終精礦的濃縮設備。它比磁選機濃縮效果好，比濃密機占地面積小、投資省、經營費用也低。

三、磁選柱的結構分選原理及特點

1.磁選柱的結構

以精選磁選柱為例。它主要由分選筒及套在分選筒外的具有一定間隔的多個直流勵磁線圈、支撐外套、底流濃度傳感器、精礦排放自控電動閥門、中下部旋轉上升供水裝置及智能電控系統構成。

圖1—B中：1—給礦管  2—給礦斗  3—溢流槽  4—分選筒  5—上電磁系

        6—外筒  7—支撐板  8—下電磁系  9—給水裝置  10—接線盒

        11—傳感器  12—電動閥門  13—供電控制系統

2. 磁選柱的分選原理及結構特征

BATA研制的BT-CXZ磁選柱是一種電磁式低弱磁場高效磁重選礦機，因其外形像根柱子，效仿浮選柱，將其命名為磁選柱。

磁選柱由智能電控系統控制向套在分選筒外部的多組直流勵磁線圈供斷電。供電方式為由上而下依次供斷電，循環往復，從而在其分選腔內由上而下產生順序下移的磁場和順序下移的磁場力，磁場時有時無，時大時小。同時在磁選柱的中下部引入高速旋轉上升水流，向上沖帶礦泥、單體脈石和連生體，特別是貧連生體。在磁選柱上部的溢流槽溢出以礦泥、單體脈石為主，連生體為輔的磁選柱尾礦（或中礦），與此同時由斷續下移的磁場以時有時無、時強時弱的形式使磁性礦物顆粒以磁鏈的方式時而聚合、時而分散；在無磁場或磁場弱時，由高速旋轉上升水流打散磁鏈，并將夾雜于其中的礦泥、單體脈石分散出來由上升水流往上沖帶，在上部產出磁選柱的尾礦。這樣的過程經歷多次，每一次磁鏈的形成過程都將部分礦泥、單體脈石、貧連生體擱置在磁鏈間隙由上升水流沖帶向上形成尾礦，使下行的磁性物料經歷一次精選，品位經歷一次提高，最終在磁選柱的底部產出高品位磁鐵礦精礦，甚至超級磁鐵礦精礦。磁選柱品位提高幅度大，根據入選物料的情況品位提高幅度可達2~15個百分點。

      磁選柱結構簡單，無運轉部件，維護檢修工作量幾乎為零，操作方便，礦漿水流基本上垂直運動幾無磨損，電耗低，僅為0.1～0.2kwh/t，自動化程度高，可通過濃度傳感器等拾取磁鐵礦濃度信號，系統發出指令由調節電子執行器調節精礦閥門開度，實現高度自動控制，對給礦量小幅波動的適應性強，指標高而穩定。包括電流強度、供電循環周期、底流濃度、閥門開度等均集中顯示在顯示屏上，觀察顯示屏上的參數即可方便地感知磁選柱的運轉狀態。

四、磁選柱的主要技術參數及計算

磁選柱的主要技術參數有6個，分別為磁場強度，磁場變換周期、上升水量（決定上升水速）、精礦排放濃度、給礦濃度及給礦量。

1、磁場強度（H）

磁選柱分選腔內的磁場由套在分選筒外部的勵磁線圈通直流電產生，有限軸向高度的勵磁線圈內的磁場強度沿軸向和徑向各點是不均勻的，軸向線圈高度中點最強，隨離開中點向上和向下隨距離的增加迅速降低；徑向在線圈高度范圍內由軸線向四周輻射隨距離的增加（靠向線圈內壁）磁場變強，線圈內壁處的磁場最強，在線圈上下端兩側往上或往下磁場隨離開的距離增加而降低，線圈半徑之半處的磁場較高。

磁選柱的等磁場線分布情況以BT600磁選柱為例示于圖2。

線圈內軸線上某點的磁場強度由下式求出：

  式中：H—多層螺線管線圈內軸線上某點的磁場強度，奧斯特；

      n—線圈軸向單位長度上的匝數，匝∕cm

      i—線圈所通電流強度，安

      r—線圈內半徑，cm

      R—線圈外半徑，cm

      L1—線圈軸線上某點（測點）到線圈軸線上端的距離，cm

      L2—線圈軸線上某點到線圈下端的距離，cm

線圈軸線上各點的磁場以中點為界上下對稱，只要求出軸線中點往上的十數個磁場數值就可以了解其磁場分布情況了。

2、磁場變換周期（T）

所謂磁場變換周期即為多組線圈自上而下通斷電一個周期所用的時間，以秒計，用T表示。T的高低和磁選柱規格有關，大規格磁選柱周期長，小規格磁選柱周期短。工業應用磁選柱（Φ500～Φ3000mm）周期為5～10秒。

3、上升水速（V）和給水量（W）

磁選柱由中下部給水裝置供水，給入磁選柱的水量分為兩股，一股向上產生上升水速，一股向下隨精礦一起由精礦排放閥門排出。總的供水量為上下兩股之和。

向上的水量由所需的上升水速和磁選柱的過水斷面積確定：

W上=3600VS/106，m3/h

    向下的水量由精礦量和精礦排礦濃度確定：

W下=Qk (1-C)/C ,m3/h    

W= W上+ W下，m3/h

式中：W上—向上形成上升水速的水量；

      W下—精礦帶出的水量；

      W——磁選柱的總耗水量；

      V——平均上升水速，cm/s；

      S——磁選柱的過水斷面積, cm2 ；

      C——精礦排放濃度；

      Qk——精礦排放量，t/h

精礦排放濃度一般粒度粗取高值，粒度細取低值。

磁選柱的過水斷面積和分選筒內腔斷面積一致。

4、磁選柱的給礦量（處理量）

磁選柱的處理量和給礦的粒度和磁性強弱有關，一般磁性強、粒度粗處理量高，粒度細、磁性弱處理量低。應該指出的是當磁選柱中礦須再磨再選時，該處理量還包括中礦返回量。

五、磁選柱的選型及規格

1、磁選柱的選型原則及選型要點

磁選柱選型應根據其用途選，一般粗選和粗精選的物料泥多、單體脈石多，此時選脫泥磁選柱為好；若礦泥少、單體脈石相對也較少的細磨磁選精礦以分出貧連生體為主的時候，選用精選磁選柱合適。粒度粗、磁性強的給礦單位處理量取高值，粒度細（-200目＞90%～95%）選中值，粒度微細（-325目＞70%～95%）q選小值。

處理量按下式計算：

Q處=qs，t/h

式中，Q處——磁選柱的處理量（含中礦返回量），t/h；

      q — 磁選柱的單位面積（cm2）處理量。

    例如：某細磨磁選精礦，磁性中等，但粒度較細，-200目含量≥95%，小試磁選柱尾礦量為10%左右，當新給礦量為30t/h時選用磁選柱的型式和規格臺數。

①由于給礦是細磨磁選精礦，粒度偏細，選用BT型精選磁選柱；

②給礦量為30t/h，考慮有中礦再磨再選返回量，根據小試中礦量為10%左右，則處理量計算如下：

                     Q處=30×1.2 = 36t/h

③規格臺數的選定

由于粒度較細，磁性中等，確定q=0.004t/cm2h，則所需精選磁選柱斷面積為：

S=Q處/q=36/0.004=9000cm2

由所需磁選柱斷面積求磁選柱規格：

S=πR2

S=πR2 ＝9000 c㎡→D=2R→R=53.54cm→D=107.075cm

根據所需磁選柱斷面積，可供選用的磁選柱規格有兩個方案：

甲：選1臺直徑Φ1200mm的BT120磁選柱，其斷面積11304

C㎡為所需的1.256倍。

乙：選兩臺直徑Φ800mm的BT80磁選柱，其斷面積5024×

2=10048 c㎡,為所需的1.12倍。

兩方案均可。

六、BT精選磁選柱規格性能

BT精選磁選柱規格性能見下表

注：①處理量欄中：低值為給礦粒度微細時選用，高值為粒度粗時選用，粒度-200目85%左右時選中間值；

②括號內主機高度為矮化設計高度。