一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置及方法 |
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| 申请号 | CN202410249343.5 | 申请日 | 2024-03-05 | 公开(公告)号 | CN117960314A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 北京科技大学; | 发明人 | 徐宏达; 寇珏; 刘伟; 温孝进; 孙体昌; 孙春宝; 张君; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种强 磁性 矿石 或还原产物干磨干选装置及方法，属于选矿技术领域。该装置包括两端直径不等的卧式筒体，筒体外为传动装置和 支撑 装置，筒体小直径一侧开有精矿排矿口，精矿排矿口的运输皮带下和磨选筒体下有交变磁系；磨选筒体内壁镶嵌 衬板 ，磨选筒体内为两端直径不等的棒状磨矿介质，筒体小直径侧内部为给矿溜槽，大直径侧内部为筛板，磨选筒体、衬板、棒状磨矿介质、筛板等均为非磁性材料。物料经给料溜槽进入筒体内部，干磨的同时也在 磁场 的作用下进行磨选。该装置实现了较细粒度强磁性矿石或还原产物干磨干选的同时进行，且可将精矿及时排出，解决了磨矿 磁选 过程中因 单体 未解离、过磨、磁团聚等致使精矿品位或回收率低等问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置，其特征在于，包括磨选筒体、托辊、给料溜槽、套筒、精矿运输皮带、精矿交变强磁系、磨选交变磁系、主动齿轮、从动齿轮、支撑底座、尾矿运输皮带和棒状磨矿介质； |
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| 说明书全文 | 一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及选矿技术领域，尤其涉及一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置及方法。 背景技术[0002] 强磁性矿石是指磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、半假象赤铁矿等，这类矿石的磨矿磁选过程多以水为介质才能完成选别。目前磨矿磁选工艺存在两个明显的不足，一是对于缺水干旱地区来说，很多矿产资源由于水资源的限制而无法开发利用；二是尽管浓缩脱水可以实现水资源的循环利用，但尾矿处理成本高，同时也存在使用设备多、投资大、生产成本高等问题。 [0003] 强磁性还原产物是指还原产物中含金属铁、钛铁合金、镍铁合金等强磁性物质，这类还原产物也主要是通过湿式磨矿磁选过程完成选别，强磁性还原产物在生产过程中不仅存在上述问题，在磨矿过程中还存在以下问题：与强磁性矿石相比，这类还原产物中的强磁性物质具有金属的延展性，因此在磨矿过程中将已经单体解离的精矿及时排出尤为重要，否则会因为过磨导致具有延展性的强磁性物质包裹脉石，致使精矿品位降低，影响精矿质量。同时由于湿式磨矿磁选过程的精矿会接触到水和空气，通过磨矿磁选后的精矿如果不及时过滤烘干，极易造成精矿被氧化，同样也会影响精矿质量。 [0004] 目前干磨干选磁选工艺主要用于粗磨粗选，目的是为了预选抛废，即减少后续生产的入磨量，提高后续入选原矿品位，进而达到降低能耗效果。限制目前干磨干选不能作为精选的主要原因有两方面：一方面是由于干式碎磨不能达到有用矿物与脉石矿物单体解离，目前干式碎磨的粒度下限为‑3mm(高压辊磨机的排矿粒度)，而强磁性矿石或还原产物的单体解离粒度一般均在0.15mm以下；另一方面，干式磁选极易使非磁性矿物夹杂在磁性矿物中，造成矿物选别过程不充分，导致干式磁选的品位很难提高，或回收率较低。 [0005] 尽管干磨干选存在上述的不足，但干磨干选有湿式磨矿磁选无法比拟的优势，如磁选无需脱水，避免污染地下水；节省配套设备同时降低了尾矿处置成本；针对干旱缺水地区，可以降低选矿成本；针对强磁性还原产物，避免了精矿中的金属铁、钛铁合金、镍铁合金等与水接触，防止精矿在过滤烘干中被氧化。 发明内容[0006] 本发明针对现有干磨干选只能用于粗磨粗选，强磁性还原产物在碎磨过程中不能及时排除，导致现有干磨干选后的精矿品位低或回收率低等问题，提供了一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置及方法。本发明在‑3mm粒度下强磁性矿石或还原产物干磨的同时进行干选作业，并且可以将单体解离的精矿及时排除。解决了强磁性矿石或还原产物在磨矿磁选过程中单体未解离、过磨、磁团聚等致使精矿品位低或回收率低等问题，实现了细粒级强磁性矿石或还原产物干式磨矿精选的作业，降低了磨矿磁选过程中的能耗。 [0007] 为解决上述发明目的，本发明提供的技术方案如下： [0009] 所述磨选筒体为两端直径不等的卧式筒状结构，筒体小直径端的筒壁上设置精矿排矿口，筒体大直径端的筒壁上设置尾矿排矿口，所述精矿排矿口下方设置精矿运输皮带，所述尾矿排矿口下方设置尾矿运输皮带； [0010] 所述磨选筒体的筒体大直径端内部设置筛板，所述筛板与精矿排矿口之间填充棒状磨矿介质； [0011] 所述磨选筒体的筒体大直径端和小直径端下部均设置托辊，磨选筒体的两端设置套筒与托辊水平接触，以抵消水平方向的分力，所述托辊安装在支撑底座上；其中，套筒内径略大于筒体外直径，保证套筒与托辊水平接触即可，磨选筒体与套筒倾斜接触。 [0012] 所述磨选筒体的筒体大直径端外部环绕筒体一周为从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，为磨选筒体提供动力，保证磨选筒体旋转； [0013] 所述磨选筒体在筒体小直径端设置给料溜槽，保证物料给入到磨选筒体内部； [0014] 所述精矿排矿口下方设置精矿交变强磁系，所述磨选筒体下方设置磨选交变磁系，所述磨选交变磁系置于支撑底座上。 [0015] 所述磨选筒体两端的小直径端直径与大直径端直径之比为1:3，磨选筒体的小直径端直径与筒体中心线长度之比为1:4～1:12； [0016] 所述磨选筒体内筒壁自筛板至筒体小直径端设置衬板。 [0017] 所述精矿交变强磁系位于精矿运输皮带内部。 [0018] 所述棒状磨矿介质在磨选筒体内运动方式为泄落式或抛落式；所述棒状磨矿介质的长度大于磨选交变磁系两端距离，小于筛板与精矿排矿口之间的距离；所述棒状磨矿介质为两端直径不等的棒状，棒状磨矿介质的最小直径与最大直径之比为2:3。 [0019] 所述磨选筒体内棒状磨矿介质的填充率为30～50％。 [0020] 干磨干选装置转速与筒体直径有关，正常磨机转速为临界转速的76％左右。 [0021] 所述磨选筒体、衬板、棒状磨矿介质、筛板、给料溜槽的材料均为非磁性材料。 [0022] 所述磨选交变磁系包括强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系， [0023] 磨选交变磁系位于精矿运输皮带和尾矿运输皮带之间，磨选筒体下方，呈现半包围状； [0024] 强磁交变磁系靠近尾矿运输皮带，弱磁交变磁系紧邻精矿交变强磁系，中磁交变磁系位于强磁交变磁系和弱磁交变磁系之间，相邻交变磁系之间的距离为0.1～1m，同一交变磁系等间距不等磁场强度或等磁场强度不等间距或磁场强度等间距。 [0025] 所述强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系、精矿交变强磁系均为电磁铁，产生磁场强度在磨选筒体内的范围分别为200～1600kA/m、160～480kA/m、72～200kA/m、72～200kA/m；所述强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系的磁系包角为90～150°。 [0026] 所述精矿交变磁系位于精矿运输皮带内，与精矿运输皮带平行。 [0027] 该干磨干选装置的应用方法，包括步骤如下： [0028] S1、物料经给矿溜槽给入磨选筒体内部且位于中磁交变磁系上方，物料在磨选筒体内进行干式磨矿和干式分选； [0029] S2、未单体解离的颗粒在强磁或中磁交变磁系的作用下吸附在衬板上强化颗粒的冲击和研磨，并且强磁交变磁系上方磨选筒体内部的棒状磨矿介质为粗端，冲击和研磨作用更强，进一步强化有用矿物与脉石矿物的单体解离； [0030] S3、随着物料颗粒上脉石占比逐渐减小，物料在交变磁系的作用下沿着分选筒体向精矿排矿口的方向运动，最终单体解离的精矿在交变强磁系的作用下落到精矿运输皮带上； [0031] S4、随着物料颗粒中精矿占比逐渐减小，物料在重力和水平分力的作用下沿着分选筒体向尾矿排矿口的方向运动，最终在重力的作用下落到尾矿运输皮带上。 [0032] 所述物料为强磁性矿石或还原产物，所述强磁性矿石包括磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、半假象赤铁矿，强磁性还原产物包括还原产物中含金属铁、钛铁合金、镍铁合金的强磁性物质。 [0033] 上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果： [0034] 上述方案，干式磨矿与干式磁选同时进行，未单体解离的颗粒将会在强磁或中磁交变磁系的作用下吸附在衬板上强化颗粒的冲击和研磨，同时物料颗粒中磁性矿物占比较小时，物料会在重力和水平分力的作用下被吸附在交变强磁系范围内，并且在交变强磁系上方的棒状磨矿介质为粗端，进一步强化有用矿物与脉石矿物的单体解离；随着物料颗粒中磁性矿物占比逐渐增大，在交变磁系的作用下，物料逐渐向精矿排矿口方向移动，经交变中磁系移动至交变弱磁系的磁场中，与此同时筒体的转动也增加了物料的翻滚，强化了磁选效果，直至物料中有用矿物与脉石完全单体解离并排出筒体。该过程可以及时将完全单体解离的有用矿物颗粒及时排除，避免有用矿物颗粒过磨，尤其可有效的避免因过磨导致具有延展性的强磁性物质包裹脉石，提高精矿品位或回收率，降低能耗；同时也可避免精矿同时接触到水和空气，防止精矿被氧化，提高精矿质量。附图说明 [0035] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036] 图1为本发明一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置结构示意图； [0037] 图2为本发明强磁性矿石或还原产物干磨干选装置局部剖视的结构示意图； [0038] 图3为本发明装置工作时局部剖视的结构示意图； [0039] 图4为本发明棒状磨矿介质结构示意图。 [0040] 其中附图标记说明如下： [0041] 1‑托辊；2‑给料溜槽；3‑套筒；4‑精矿排矿口；5‑精矿运输皮带；6‑精矿交变强磁系；7‑磨选筒体；8‑衬板；9‑磨选交变磁系；10‑主动齿轮；11‑从动齿轮；12‑支撑底座；13‑筛板；14‑尾矿排矿口；15‑尾矿运输皮带；16‑棒状磨矿介质； [0042] 9‑1：强磁交变磁系一；9‑2：强磁交变磁系二；9‑3：强磁交变磁系三；9‑4：强磁交换磁系四；9‑5中磁交变磁系一；9‑6：中磁交变磁系二；9‑7：中磁交变磁系三；9‑8：中磁交变磁系四；9‑9：弱磁交变磁系一；9‑10：弱磁交变磁系二；9‑11：弱磁交变磁系三；9‑12：弱磁交变磁系四。 具体实施方式[0043] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。 [0044] 除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。 [0045] 需要说明的是，本发明中使用的“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。 [0046] 本发明提供了一种强磁性矿石或还原产物干磨干选装置及方法。 [0047] 如图1、图2和图3所示，该装置包括磨选筒体7、托辊1、给料溜槽2、套筒3、精矿运输皮带5、精矿交变强磁系6、磨选交变磁系9、主动齿轮10、从动齿轮11、支撑底座12、尾矿运输皮带15和棒状磨矿介质16； [0048] 所述磨选筒体7为两端直径不等的卧式筒状结构，筒体小直径端的筒壁上设置精矿排矿口4，筒体大直径端的筒壁上设置尾矿排矿口14，所述精矿排矿口4下方设置精矿运输皮带5，所述尾矿排矿口14下方设置尾矿运输皮带15； [0049] 所述磨选筒体7的筒体大直径端内部设置筛板13，所述筛板13与精矿排矿口4之间填充棒状磨矿介质16； [0050] 所述磨选筒体7的筒体大直径端和小直径端下部均设置托辊1，磨选筒体7的两端设置套筒3与托辊1水平接触，以抵消水平方向的分力，所述托辊1安装在支撑底座12上；其中，套筒内径略大于筒体外直径，保证套筒与托辊水平接触即可，磨选筒体与套筒倾斜接触。 [0051] 所述磨选筒体7的筒体大直径端外部环绕筒体一周为从动齿轮11，从动齿轮11与主动齿轮(电机)10啮合，为磨选筒体7提供动力； [0052] 所述磨选筒体7在筒体小直径端设置给料溜槽2，保证物料给入到磨选筒体内部； [0053] 所述精矿排矿口4下方设置精矿交变强磁系6，所述磨选筒体7下方设置磨选交变磁系9，所述磨选交变磁系9置于支撑底座12上。 [0054] 所述磨选筒体7内筒壁自筛板13至筒体小直径端设置衬板8。磨选筒体两端的小直径端直径与大直径端直径之比为1:3，磨选筒体的小直径端直径与筒体中心线长度之比为1:4～1:12。 [0055] 所述精矿交变强磁系6位于精矿运输皮带5内部。 [0056] 所述棒状磨矿介质16在磨选筒体7内运动方式为泄落式或抛落式。 [0057] 如图4所示，棒状磨矿介质16为一头粗一头细的棒状，棒状磨矿介质的长度大于磨选交变磁系两端距离，小于筛板与精矿排矿口之间的距离；棒状磨矿介质的小直径与大直径之比为2:3。 [0058] 所述磨选筒体7、衬板8、棒状磨矿介质16、筛板13、给料溜槽2的材料均为非磁性材料。 [0059] 所述磨选交变磁系9包括强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系，强磁交变磁系靠近尾矿运输皮带，弱磁交变磁系紧邻精矿交变强磁系，中磁交变磁系位于强磁交变磁系和弱磁交变磁系之间。 [0060] 所述强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系、精矿交变强磁系均为电磁铁，产生磁场强度在磨选筒体内的范围分别为200～1600kA/m、160～480kA/m、72～200kA/m、72～200kA/m；所述强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系的磁系包角为90～150°，相邻交变磁系之间的距离为0.1～1m。 [0061] 实际设计中，强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系、精矿交变磁系磁场强度分别为600kA/m、300kA/m、160kA/m、200kA/m。强磁交变磁系、中磁交变磁系、弱磁交变磁系的磁系包角为120°，相邻交变磁系之间的距离分别为0.2m。如图2，强磁交变磁系分为强磁交变磁系一9‑1、强磁交变磁系二9‑2、强磁交变磁系三9‑3、强磁交变磁系四9‑4，中磁交变磁系分为中磁交变磁系一9‑5、中磁交变磁系二9‑6、中磁交变磁系三9‑7、中磁交变磁系四9‑8，弱磁交变磁系分为弱磁交变磁系一9‑9、弱磁交变磁系二9‑10、弱磁交变磁系三9‑11和弱磁交变磁系四9‑12。 [0062] 具体应用中，干磨干选过程包括步骤如下： [0063] S1、物料经给矿溜槽给入磨选筒体内部且位于中磁交变磁系上方，物料在磨选筒体内进行干式磨矿和干式分选； [0064] S2、未单体解离的颗粒在强磁或中磁交变磁系的作用下吸附在衬板上强化颗粒的冲击和研磨，并且强磁交变磁系上方磨选筒体内部的棒状磨矿介质为粗端，冲击和研磨作用更强，进一步强化有用矿物与脉石矿物的单体解离； [0065] S3、随着物料颗粒上脉石占比逐渐减小，物料在交变磁系的作用下沿着分选筒体向精矿排矿口的方向运动，最终单体解离的精矿在交变强磁系的作用下落到精矿运输皮带上； [0066] S4、随着物料颗粒中精矿占比逐渐减小，物料在重力和水平分力的作用下沿着分选筒体向尾矿排矿口的方向运动，最终在重力的作用下落到尾矿运输皮带上。 [0067] 本发明装置所适用于处理的物料为强磁性矿石或还原产物，所述强磁性矿石包括磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、半假象赤铁矿，强磁性还原产物包括还原产物中含金属铁、钛铁合金、镍铁合金的强磁性物质。 [0068] 交变磁系在磨选筒体内产生的磁场强度以及通电产生磁场的规律见表1，*表示通电产生磁场，空格表示没有磁场。 [0069] 脉石在重力和水平的分力的作用下，沿着分选筒体向尾矿排矿口运动，最终落在尾矿皮带上。 [0070] 表1 [0071] [0072] 有以下几点需要说明： [0073] (1)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。 [0074] (2)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。 |
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