技术领域
[0001] 本
发明涉及电磁振荡处理技术领域。具体为一种电磁振荡处理装置及方法，其适用于
钢铁工业中的球团工业，金矿选矿工业、以及
磁性矿
破碎工业。
[0002]
背景技术
[0003] 铁矿球团是20世纪早期开发出的一种细粒铁精矿的造
块方法，它是富矿资源日益枯竭、贫矿资源大量开发利用的结果。随着现代
高炉炼铁对精矿几近苛刻的要求，以及钢铁
冶炼短流程的兴起，球团矿在钢铁工业中的作用愈加重要，已成为一种不可或缺的优质
冶金炉料。但蓬勃发展球团工业的同时也面临着困难，球团在长途运输以及投炉过程中会造成部分球团损坏或粉化，直接影响冶炼效果。为此如何提高球团的抗压强度是球团工业中一个重要课题。
[0004] 我国的金矿分布广泛，但多为脉金矿，常用的选矿工艺有重选，浮选，混汞，氰化等。但是由于大部分金矿中的金呈高度游离态，为次显微金或超显微金，品位甚低，无论用何种物理方法都难以获得金的独立矿物，只能采用化学
浸出法才能有效地提取金。其中
氰化浸出法由于浸出指标好，投资少，成本低，见效快等优点为大多数金矿采用。此类方法是- - -利用
矿石中的Au，Ag等金属与
碱性溶液中的CN
接触，生成Au(CN),Ag(CN) 配离子，再加入还原剂，置换出单质Au，浸出时间为大约40-60小时，金的浸出率可达50-70%，但是仍有
20-30%的金由于反应不充分存留于
尾矿中，分析原因，部分金矿颗粒与脉石之间包裹过于紧密，未能与溶液接触，发生反应。
[0005] 我国的铁矿石品位一般较低，以华北地区（内蒙古、河北、山西、河北）为例，多数的矿区铁矿石的品位在15%左右。由于铁矿石品位太低，国内铁矿石选矿企业需要加工大量的铁矿石原矿，才能分离出具有经济价值的铁精粉，这致使铁矿石
破碎机蓬勃发展。但是破碎机的耗能极大，以一个年处理200万吨磁性矿石的工厂为例，需要配备160KW的粗粒度（40 mm-80 mm）破碎机1台，200KW中等粒度（3-40mm）破碎机1台，200KW细粒度（3mm以下）破碎机2台。400KW的一段
球磨机5台,400KW的二段球磨机5台。可以粗略估计下，破碎机每天工作8小时，球磨机每天工作24小时，以每年工作300天计算，每年电费就达3000万，这是一笔不小的
费用。
[0006] 目前，如何大幅提高球团抗压强度以及降低选矿成本一直是亟需解决的。
[0007]
发明内容
[0008] 为了解决上述问题，本
发明人经过长期试验和研究，提出一种电磁振荡处理装置及方法，依据本发明的第一方面，提供一种电磁振荡处理装置，其由电磁振荡
机体1-1、
接线盒1-3、传送带1-4构成，在传送带1-4上散布有球团1-2；传送带1-4居中穿过电磁振荡机体
1-1，电磁振荡机体1-1内部缠绕有励磁线圈，电磁振荡机体1-1的壳体
焊接在传送带1-4下方的槽钢架上，接线盒1-3焊接于电磁振荡机体1-1上表面，接线盒1-3为外接电源装置。
[0009] 其中，传送带1-4速度一般为0.55m/s。
[0010] 依据本发明的第二方面，提供使用上述电磁振荡处理装置的方法，其具体步骤为：第一步：配料，铁矿球团的的原料一般包括铁精粉、添加剂、粘结剂构成，配料前需要排除铁精粉内部一定量的
水分，防止湿度过大导致造球困难，因此利用干燥手段对铁精粉进行除去水分；添加剂主要是为
脱硫和脱磷做准备，粘结剂主要起到粘结、
吸附的作用。
[0011] 第二步：混合，又叫润磨，一般通过润磨机或者高压
辊磨机反复
研磨配料后的铁矿球团。
[0012] 第三步：成球（造球），一般通过圆盘造球机或者圆筒造球机造球。
[0013] 第四步：筛分，造球机出来的生球团颗粒度不一，一般小于6mm的生球要重新返回进行成球处理。
[0014] 第五步：布料，利用电磁振荡处理装置对筛分出的生球团通过几路输送至
竖炉进行
焙烧。
[0015] 第六步：
烧结（焙烧），生球团在竖炉中进行烧结，最高
温度范围一般为1250-1300℃。
[0016] 第七步：对焙烧后的球团进行筛分，直径大于或等于5mm（毫米）且小于8mm(毫米)的球团为成品；第八步：对直径小于5mm（毫米）的球团重新进行细磨后进行配料；对直径处于8-15mm之间的球团进行重新布料。
[0017] 依据本发明的第三方面，提供一种电磁振荡处理装置，其为用于金的氰化浸出电磁振荡装置，所述电磁振荡处理装置由励磁线圈3-1、油箱3-2、油管3-3、矿浆管道3-4、
散热系统3-5构成；其中励磁线圈3-1缠绕在矿浆管道3-4外表面上，用于在矿浆管道内部形成
磁场；励磁线圈3-1要经过
真空浸渍处理，油管3-3与油箱3-2及散热系统3-5之间均为焊接；散热系统3-5位于该金的氰化浸出电磁振荡装置的下部，即处于励磁线圈3-1、油箱3-2、油管3-3、矿浆管道3-4下部；矿浆管道3-4水平穿过长方体的卡槽，油箱3-2焊接在油管3-3顶部，油管3-3垂直穿过长方体卡槽连接于散热系统3-5。油箱3-2主要起到油受热体积增大，为油提供缓冲空间的作用，它并不参与油的循环，散热系统3-5内部为油
风换热系统。
[0018] 依据本发明的第四方面，提供使用金的氰化浸出电磁振荡装置的方法，其具体步骤为：第一步：原矿（金矿）物料准备，一般粒度为30-50mm。
[0019] 第二步：研磨，研磨后粒度要求小于等于200目。
[0020] 第三步：调浆，加入CaO调浆，控制矿浆的PH的值大于12，为了抑制HCN的
水解，反应方程式为NaCN+H2O = NaOH +HCN。
[0021] 第四步：通过电磁振荡处理，进一步将矿粒变得疏松。利于下一步NaCN与Au之间进行更充分的反应。
[0022] 第五步：氰化浸出，加入NaCN，反应方程式为2Au +NaCN +H2O2 = 2NaAu（CN）2 +2NaOH，分离置换，加入Zn后，可置换出金第六步：过滤处理，对第五部处理的
浆液进行过滤处理，分离得到贵液和尾矿。
[0023] 依据本发明的第五方面，提供一种电磁振荡处理装置，其由第二电磁振荡机体5-4、第二接线盒5-2、第二传送带5-3构成，在第二传送带5-3上散布有第二球团5-1；第二传送带5-3居中穿过第二电磁振荡机体5-4，第二电磁振荡机体5-4内部缠绕有励磁线圈，第二电磁振荡机体5-4的壳体焊接在第二传送带5-3下方的槽钢架上，第二接线盒5-2焊接于第二电磁振荡机体5-4上表面，第二接线盒5-2为外接电源装置。
[0024] 其中，第二传送带5-3速度不超过4.5m/s。铁矿石5-1粗碎粒度控制在200mm以下依据本发明的第六方面，提供使用用于铁矿石的电磁振荡处理装置的方法，其具体步骤为：
第一、铁矿石的破碎，这包括粗碎、中碎、细碎，细碎后粒度为5mm以上；
第二、球磨，这包括球磨一段和球磨二段，进入选矿前粒度一般为0.074-5mm；
其中，在细碎、球磨一段、球磨二段之后均设置筛分；此外，在粗碎和中碎之间设置电磁振荡处理，以及在细碎的筛分后设置电磁振荡处理，还有在球磨一段的筛分后设置电磁振荡处理。
[0025] 本发明技术方案的有益效果为：第一，在原有工艺不改变的情况下，引进本技术，破碎机的处理量平均可以提高15%-20%，球磨机的处理量平均可以提高23%-35%，第二，如果处理量不改变，以开头举例年处理200万吨原矿的选厂来说，可以降低破碎机15%-20%的功耗，并能节省2台球磨机。尤其明显的是：该工艺应用电磁振荡处理技术，提高了球团的抗压强度，提高了金矿的氰化浸出率，磁性矿的破碎、
磨碎效率。
[0027] 图1为电磁振荡处理生球团现场；图2为电磁振荡处理生球团工艺流程；
图3为氰化浸出电磁振荡装置；
图4为电磁振荡处理金矿的氰化浸出工艺过程；
图5为电磁振荡处理铁矿石现场；
图6为电磁振荡处理铁矿石破碎、磨碎工艺流程。
[0028]
具体实施方式
[0029] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 在附图1－6中，附图标识相应指示如下：1-1为电磁振荡机体，1-2球团，1-3为接线盒，1-4为传送带。3-1为励磁线圈，3-2为油箱，3-3为油管，3-4为矿浆管道，3-5为散热系统。5-1为铁矿石，5-2为接线盒，5-3为传送带，5-4为电磁振荡机体。
[0031] 本发明所公开的电磁振荡装置安装于物料（例如，生球团、铁矿石、添加NaCN后的金矿浆溶液等）运输路径上，通过调频和调节电磁振荡装置的磁场强度来选择一个合理的工作点，以期达到预期的电磁振荡处理效果。具体利用的工作原理分别如下：1）在球团厂，电磁振荡处理技术一般作用于生球筛分工序之后，布料工序之前，该段传送速度较慢，传送带速度0.55 m/s -1m/s，且此阶段，生球具有一定的约为100N-200N的抗压强度，适宜进行磁场处理，电磁振荡装置的调节脉冲
频率为500 Hz -800Hz，背景磁感应强度调节至0.8T -1T，处理完的生球经过布料进入烧结，进行结晶和固相固结，最终成球。
[0032] 2）金矿浮选工艺中，电磁振荡处理技术一般在作用于氰化浸出之前和调浆之后；调浆时，添加药品的参数一般为NaCN（8kg/t（千克/吨）），CaO（6.6kg/t（千克/吨）），矿浆浓度为35%-40%。由于Au（金）的
磁化率较低，对磁场反应不敏感，须采用较高的脉冲频率和较高的背景磁场强度（相比于球团生产），Au与脉石才会形成间隙，此时调节脉冲的频率约为（1000-1400）Hz,背景磁感应强度约为（1-1.2）T,矿浆溶液在高频高磁场的作用下，氰化浸出效果将明显提高。
[0033] 3）电磁振荡处理技术可用于铁矿石破碎和磨碎的多个环节，如：粗碎后，中碎前；细碎后，一段球磨前；球磨一段与球磨二段之间。根据矿石粒度的不同，调节不同的脉冲频率和背景磁感应强度。矿石颗粒越大，频率应越大，背景磁感应强度应越高。处理铁矿石频率约为（1500-1800）Hz，磁感应强度约为（2-2.3）T。
[0034] 具体结合附图描述本发明的技术方案如下：如图1所示，附图1所示的电磁振荡装置处理生球团的现场，其主要为电磁振荡处理装置，该电磁振荡处理装置由电磁振荡机体1-1、接线盒1-3、传送带1-4构成，在传送带1-4上散布有球团1-2；传送带1-4居中穿过电磁振荡机体1-1，电磁振荡机体1-1内部缠绕有励磁线圈，电磁振荡机体1-1的壳体焊接在传送带1-4下方的槽钢架上，接线盒1-3焊接于电磁振荡机体1-1上表面，接线盒1-3为外接电源装置。
[0035] 在电磁振荡装置使用过程中， 通过连接接线盒1-3内的
接线柱的示波器可以检测到所施加的
电流是一个交变的电流，通过交流高斯计可以检测出电磁振荡机体1-1内腔（皮带上方）的磁场为交变磁场，脉冲频率一般为500-800Hz，背景磁感应强度为0.8-1T。
[0036] 如附图2所示，附图2所示为电磁振荡处理生球团工艺流程，其具体步骤为：第一步：配料，铁矿球团的的原料一般包括铁精粉、添加剂、粘结剂构成，配料前需要排除铁精粉内部一定量的水分，防止湿度过大导致造球困难，因此利用干燥手段对铁精粉进行除去水分；添加剂主要是为脱硫和脱磷做准备，粘结剂主要起到粘结、吸附的作用。
[0037] 第二步：混合，又叫润磨，一般通过润磨机或者高压辊磨机反复研磨配料后的铁矿球团。
[0038] 第三步：成球（造球），一般通过圆盘造球机或者圆筒造球机造球。
[0039] 第四步：筛分，造球机出来的生球团颗粒度不一，一般小于6mm的生球要重新返回进行成球处理。
[0040] 第五步：布料，利用电磁振荡处理装置对筛分出的生球团通过几路输送至竖炉进行焙烧。
[0041] 第六步：烧结（焙烧），生球团在竖炉中进行烧结，最高温度范围一般为1250-1300℃。
[0042] 第七步：对焙烧后的球团进行筛分，直径大于或等于5mm（毫米）且小于8mm(毫米)的球团为成品；第八步：对直径小于5mm（毫米）的球团重新进行细磨后进行配料；对直径处于8-15mm之间的球团进行重新布料。
[0043] 电磁振荡装置安装在布料工序的前端，主要原因是在该阶段球团强度不太低也不高，一般为200N左右，处理成本适中，处理效果较好。
[0044] 如附图3所示，附图3为金的氰化浸出电磁振荡装置，该装置由励磁线圈3-1、油箱3-2、油管3-3、矿浆管道3-4、散热系统3-5构成；其中励磁线圈3-1缠绕在矿浆管道3-4外表面上，用于在矿浆管道内部形成磁场；励磁线圈3-1要经过
真空浸渍处理，油管3-3与油箱3-2及散热系统3-5之间均为焊接；散热系统3-5位于该金的氰化浸出电磁振荡装置的下部，即处于励磁线圈3-1、油箱3-2、油管3-3、矿浆管道3-4下部；矿浆管道3-4水平穿过长方体的卡槽，油箱3-2焊接在油管3-3顶部，油管3-3垂直穿过长方体卡槽连接于散热系统3-5。油箱3-2主要起到油受热体积增大，为油提供缓冲空间的作用，它并不参与油的循环，散热系统3-5内部为油风换热系统。励磁线圈3-1能提供多大的热态磁场与散热系统
3-5的散热效果息息相关，散热效果不好，会降低矿浆管道3-4内部的磁场。
[0045] 如图4所示，附图4为电磁振荡处理金矿的氰化浸出工艺过程，其具体步骤为：第一步：原矿（金矿）物料准备，一般粒度为30-50mm。
[0046] 第二步：研磨，研磨后粒度要求小于等于200目。
[0047] 第三步：调浆，加入CaO调浆，控制矿浆的PH的值大于12，为了抑制HCN的水解，反应方程式为NaCN+H2O = NaOH +HCN。
[0048] 第四步：通过电磁振荡处理，进一步将矿粒变得疏松。利于下一步NaCN与Au之间进行更充分的反应。
[0049] 第五步：氰化浸出，加入NaCN，反应方程式为2Au +NaCN +H2O2 = 2NaAu（CN）2 +2NaOH，分离置换，加入Zn后，可置换出金第六步：过滤处理，对第五部处理的浆液进行过滤处理，分离得到贵液和尾矿。
[0050] 如图5所示，附图5为电磁振荡装置处理铁矿石的现场，电磁振荡装置由第二电磁振荡机体5-4、第二接线盒5-2、第二传送带5-3构成，在第二传送带5-3上散布有第二球团5-1；第二传送带5-3居中穿过第二电磁振荡机体5-4，第二电磁振荡机体5-4内部缠绕有励磁线圈，第二电磁振荡机体5-4的壳体焊接在第二传送带5-3下方的槽钢架上，第二接线盒5-2焊接于第二电磁振荡机体5-4上表面，第二接线盒5-2为外接电源装置。在该装置中，铁矿石5-1粗碎粒度控制在200mm以下，效果更好。接线盒为外接电源装置5-2，第二传送带5-3速度不宜超过4.5m/s，
图5中所示处理铁矿石电磁振荡装置5-4和图1中所示的处理生球团的电磁振荡装置
1-1设备外形基本类似，不同在于处理铁矿石的电磁振荡设备5-4要比处理生球团的电磁振荡装置1-1更大，要缠绕更多的电磁线，这样可以通入更大的电流，获得更大的
能量，处理生球团需要的磁场为（0.8-1）T，而处理铁矿石的磁场为2-2.3T，因为生球团和铁矿石的粒度以及输送皮带的速度均不同。原料粒度大，皮带速度快，那么需要的能量一定要大。同时由于多绕线了，壳体面积也增大了，也满足了高的散热要求。
[0051] 附图6为电磁振荡处理铁矿石破碎、磨碎工艺流程。该工艺的具体步骤为：第一、铁矿石的破碎，这包括粗碎、中碎、细碎，细碎后粒度为5mm以上；
第二、球磨，这包括球磨一段和球磨二段，进入选矿前粒度一般为0.074-5mm；
其中，在细碎、球磨一段、球磨二段之后均设置筛分；此外，在粗碎和中碎之间设置电磁振荡处理，以及在细碎的筛分后设置电磁振荡处理，还有在球磨一段的筛分后设置电磁振荡处理。
[0052] 由于铁矿石的粒度较大，输送带的速度也较快，在破碎和磨碎流程上要多设置几个电磁振荡装置才可以得到理想的
粉碎效果，粗碎阶段一般磁场控制在2-2.3T，磨碎阶段可以略微降低磁场到1.8T。
[0053] 对本发明电磁振荡处理工艺进一步阐述如下：本发明的技术应用领域广阔，能够有效提高球团抗压强度，金在浮选工艺中的浸出率以及铁矿石破碎、磨碎的效率。理论
基础为w 正比于f×B,其中w为破坏能，表征能量大小。f为作用频率，表征作用次数多少。B为背景磁感应强度，表征颗粒受到作用
力的大小。
[0054] f×B乘积小，物质内部会产生
缺陷（缺陷在高温情况下会明显移动），f×B乘积大，物体产生裂痕，甚至破碎。本文主要论述调整B和f的大小以期应用于不同领域的要求。下面将针对本发明所涉及的三方面应用分别进行阐述。
[0055] 1） 在处理生球团方面，一般在生球传送带上安装一个电磁振荡装置（如图1所示）。
[0056] 第一， 由于生球团的抗压强度普遍较低，不宜采用很高的背景磁场，通过调整电流，一般发生作用的背景磁感应强度为（0.8-1）T。
[0057] 第二， 实验证明对于铁矿球团，作用频率一般为（500-800）Hz效果明显，不宜继续增大频率，否则会使球团出现破裂。
[0058] 第三，球团在合理的（频率、磁场）交变磁场作用下，内部缺陷（空位）增多，从固体物理学
角度分析，缺陷（空位）是会发生位移的，随着温度的升高，空位迁移更加明显，这极大的促进了球团烧结过程中，球团各组分间的相互扩散，固相固结。从而提高球团抗压强度。
[0059] 实验效果：第一，原有工艺不变情况下，采用电磁振荡技术处理后，球团平均抗压强度提高20%-30%，如：用于直接投炉的球团一般平均抗压强度为2000N，经过本技术处理后平均抗压强度可达到（2400N-2600）N，这几乎达到了要进行长途运输的球团抗压强度标准2500N。第二，可以降低入炉铁精矿品位的3%-5%，最高烧
结温度降低（160-200）℃，依旧可以烧结出同样抗压强度的球团。
[0060] 2）在金矿氰化浸出方面，在矿浆流通路径上，安装电磁振荡装置（如图2所示）。
[0061] 第一，因为金是
顺磁性物质，要想获得较大的磁场力，需要提高背景磁感应强度的大小，同时，还需要加大作用次数。通常频率设定（1000-1400）Hz，背景磁感应强度为（1-1.2）T。
[0062] 第二，施加的高频交变磁场会使金粒与脉石之间产生缝隙，这样金粒就能充分与NaCN溶液接触，更加充分的反应，浸出率得到大幅提高。经过本技术处理后，金的氰化浸出率可提高12%-23%。
[0063] 3）在磁性矿破碎、磨碎方面，一般在矿石运输路径上安装一个电磁振荡装置（如图3所示）。
[0064] 第一，由于铁矿石的个体较大，若想获得大的破坏能w，作用频率和背景磁感应强度参数需大大增加，对磁性矿石施加的交变磁场的频率一般为（1500-1800）HZ，磁感应强度达（2-2.3）T。
[0065] 第二，强大的交变磁场作用于铁矿石上，会令铁矿石整体产生裂纹，如果在破碎、磨碎工序引进本技术，会大大提高破碎机和球磨机的处理量。
[0066]
工业实用性：第一，在原有工艺不改变的情况下，引进本技术，破碎机的处理量平均可以提高15%-20%，球磨机的处理量平均可以提高23%-35%，第二，如果处理量不改变，以开头举例年处理200万吨原矿的选厂来说，可以降低破碎机15%-20%的功耗，并能节省2台球磨机。
[0067] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
