现代重、磁、电选工艺与设备的发展现状

1、现代重、磁、电选工艺与设备的发展现状摘要本文简要的从作用、成就等方面对现代重、磁、电选工艺与设备的发展现 状作了阐述，并且对当前最新的理论工艺与设备进行简要描述。关键词重选 磁选 电选 发展 设备在现代选矿工业中，物理选矿是利用矿物之间某些物理性质的差异进行分选的 一类选矿方法，它包括重力选矿、磁力选矿、电力选矿等等。而且，重力选矿多用 于选煤，磁力选矿、电力选矿则多用于金属矿与非金属矿的分选。随着我国工业改革的深入发展，选矿事业的进一步发展，我们应该了解的矿业 知识面的拓宽显得越来越重要越紧迫，近年来，重、磁、电选工艺发展很快，从各 方面的信息表明，现在，重、磁、电选理论工艺的发展取得了较大

2、的成就。从基础理论上看，重力选矿与磁、电选矿迥然不同，重力选矿的主要基础是流 体力学，而磁、电选矿的基础理论是电磁学。1重选的发展1.1重力选矿方法在工业矿物领域中起着重要作用。现代工业中，毫无疑问，重选处理的最大量是铁矿石和煤矿工业，重选在这些 领域保持和仍将保持头等的重要性。而且，重力选矿作为主要的选矿方法之一，具 有无环境污染、生产成本低、适用面广等优点。和其他选别工艺如浮选、磁电分选一样.重选不一定只用于矿物回收。如果这 样认为。那末会忽略大部分潜在的和现实的使用者：在和矿山的现代选矿厂不同的 范围内，重选有着巨大的和不断发展的作用。排除废物前对其进行处理以回收副产品有利可图。自从博芬

3、(Boffin )时代以来，选 矿，包括重选在处理目前堆存的废物方面起着不断增长的作用。重选在食品工业的应用也不断扩大。由于其独特的性质，主要采用十法。风力 摇床和相当的设备被用于从粮食和嘏椒中排除砂子、金属屑、术片和玻璃碴；带壳 和不带壳花生的分离；豌豆和玉米的分类等。另外.风力摇床已被用于石油工业炼油厂热催化裂化装置以维持催化剂的平衡和括 性水平。在美国，已经研究了MGS在页岩油分离的潜在应用。在其他方面，离心作用 产生的高倍“强化重力”和利用专利的流态化水松散富集床层的有机结合促使重力 选矿进一步发展.尼尔森选矿机就是基于这一机理研制成功的一种高效离心选矿设 备。该机在生产运行时。富集锥

4、内的离心力可达矿物重力的60倍(60G)或更高。在高 倍的强化重力场内.相对密度大和相对密度小的矿物之间的重力差别被极大地放大。 使得轻重矿物之问的分离更加容易；另一方面，专利的流态化水松散床层，使床层 内不断吐轻纳重，有利于富集比的提高。目前，尼尔森选矿机已在世界上70多个国 家应用.累计安装2 700多台套.均取得了好的选矿指标。1.2重力分选技术在当代工业中的主要成就重力分选是利用矿物间比重差异进行分选的方法，生产成本低，故重选研究尤 其是重选设备的开发是矿物工程技术领域中较为活跃的分支。我国钨锡资源丰富，适于重选，为提高粗、细粒重矿物的回收率，开发研制了 一系列重介质预选设备、高效跳汰

5、设备、各种断面的螺旋选矿机、各种形式的摇床、 皮带漓槽、离心选矿机、圆锥选矿机等。锡矿山南选厂在选别硫化锑矿石中，采用重介质鼓形分选器对进入细碎磨浮前 的矿石进行预选抛废。重介质为硅铁，经脱介质筛及磁选机分离可循环使用，废石 产率为40%。该机特点为矿介比小(1.11.5)、给矿粒度大(1035 mm)、成本低、 作业回收率高(9295%)。云锡公司在矿砂选别系统主要采用三段磨选的全摇床选别流程，所用摇床为云 锡式矿砂摇床。在矿泥选别系统(一0.037 mm)则采用水力旋流器分级脱泥。离心选 矿机粗选、皮带溜槽精选、六层或单层刻槽矿泥摇床扫选的流程。离心选矿机于1965 年我国独立研制成功，8

6、O年代中曾应用中2000 mm大型离心选矿机，是回收微细粒锡 石的有效设备。90年代初期，北京矿冶总院研制了可连续排矿的射流离心选矿机， 选别效率进一步提高，采用SL-600射流离心机处理310m含锡0.54 96的矿泥，可 获得舍Sn4.37%的精矿，回收率为53.29%，其中+5m粒级锡石回收率高达85.76%。广西太厂锡矿长坡选厂采用中430mm重介质旋流器处理细脉矿石(一20+ 3mm)，加重剂为自产硫神精矿，可预选丢弃产率达40%的废石，其品位低于重选尾 矿品位，锡、铅、锌作业回收率9293%，使该厂处理量由400t / d扩至1000t/d， 在选厂提指标、降成本中发挥重要作用。该

7、厂还于1995年建成SL-1200及SL 600 型微细物料连续排矿射流离心选矿机组，用于集中处理一0.074 mm锡石细泥，指标 良好，可取代锡石细泥浮选。该厂还试验了用J200型离心跳汰机选别尾矿。大厂锡矿巴里选厂原用下动型跳汰机做粗选，后自行研制了 “工革型”侧动跳 汰机，锡铅锌作业回收率提高1820%。1997年采用北京矿冶研究总院研制的“T S锯齿波”跳汰机，锡回收率较“工革型”高3 %，且节省75%的筛下补加水。大厂锡矿车河选厂1984年应用了广州有色院研制的中2m圆锥选矿机，其处理量 大（5060 t/台时），无运动部件、省水电、占地小、费用低，处理+O.074mm含Sn 0.5

8、%原矿。圆锥粗精矿品位16.2%，作业回收率8890%。其生产应用后取代了 大量的前重作业部分的摇床。此外，该厂还应用北京矿冶研究总院研制的中2m螺旋 溜槽作为圆锥粗精矿的精选和尾矿扫选，该机横断面为立方抛物线、椭圆、直线三 合一的复合曲线，当给矿含锡1.48%时，获含锡4.6%，回收率68%的锡精矿，1 台螺旋溜槽可取代原68台摇床。江西钨业公司所属选厂在选黑钨矿时采用三级跳汰，多级摇床的重选工艺，重 选段钨粗精矿含W3035%，作业回收率一般为8892%钨矿细泥则常用矿泥摇床、 自动溜槽、离心选矿机处理。攀枝花钢铁公司选钛厂对铁磁选尾矿首先用水力分级机分级，0.40.1mm粒级 入螺旋选矿

9、机.0.10.04mm粒级入螺旋溜槽，从中分选出钛铁矿粗精矿，一0.04mm 粒级废弃。广东乐昌铅锌矿对铅锌浮选尾矿中的黄铁矿采用螺旋溜槽一旋流器机组进行重 选回收，获硫精品位37%，硫回收率82%，生产成本低。宜春钽铌矿于1991年采用新疆冶金研究所研制的旋转螺旋溜槽，替换原用摇床 作为原生泥粗选设备，指标有突破性进展，原生泥回收率从45.12%提高到57.46%， 精矿品位从43.44%提高到51.55%，且节水7O%以上。对次生矿泥研究重选一浮选 重选流程，即先用离心选矿机粗选，再用苯乙烯磷酸浮选，浮选精矿再用横流皮 带选矿机重选获最终精矿。新疆可可托海选厂将旋转螺旋溜槽应用于钽铌粗选，

10、简化了生产流程提高了富 集比，钽铌回收率达到较高水平，如钽铌原矿品位为0.02%左右，选矿回收率在65%以上。1.3重选的发展要求与前景重选可以是古老的，但不是停滞的。由于其明显的优点一简单、应用广泛、环 境优越性一其发展应继续下去。重选的作用或潜在的作用实例不仅在选矿而且在其他工业，在选矿和其他处理 及再循环工业中也存在着宽广的技术转换。2磁电选的发展2.1磁电选矿方法在工业矿物领域中起着重要作用磁选在诸多选矿工艺中是一种少污染或无污染工艺。因此，发展节能降耗的高 效磁选设备对我国经济和社会发展具有十分重要的意义。磁选是利用各种矿物磁性的差异，在磁选机的磁场中进行分选的一种选矿方法。 运动电

11、荷周围空间以及电流周围空间。在磁场中最需见的现象是两个带磁性的物体 的相互吸引或相互排斥，所以磁体之间的相互作用是通过磁场来进行的。磁场对于 通电导体也会产生作用，说明磁场具有力的性质，当通电导体在磁场中移动时.磁 场力将对通电导体做功，表示磁场具有能量。这些表现说明磁场的物质性:磁场是由 运动电荷或电流产生的。永磁体产生磁场，也是因为永磁体内部存在着分子电流， 所谓分子电流就是指整个分子中与对外界产生的总磁效应相应的环流电流。若电游 恒定不变，磁场也恒定不变，恒定不变的磁场叫做恒定磁场或静滋场。近年来，我国科研人员开发出了许多新型磁选机，在铁矿选厂得到广泛应用并 取得了良好经济社会效益的有B

12、K系列和CT系列筒式弱磁选机、CCXGY细碎磁铁矿十式 预选机、磁选柱、磁场筛选机、SLon型强磁选机等。2.2磁电分选技术在当代工业中的主要成就CCXG Y细碎磁铁铁十式预选机原矿进入磨矿作业以前进行干式预选，可以起到增加选厂处理量和降低磨矿成 本的作用。块状构造的矿石破碎后采用传统的磁滑轮和CTDG型永磁大块矿石干选机 均可以获得较好的预选效果。传统设备对产于超基性岩中的风化严重的低品位磁铁 矿或者破碎产品中的细粒部分无能为力oCCSGY细碎磁铁矿干式预选机很好地解决了 这一问题。该机利用特殊的分选原理，通过独特的设备结构，使给入的细碎矿石中 的粗细粒强磁性矿物，在分选筒表面既受到高磁力吸

13、引作用，同时还产生强烈的翻 转、跳动、搅动作用。这样，强磁性矿物既可被高的磁场力充分吸附回收，同时又 可使其中夹杂的各种脉石矿物和低贫连生体被抛出到尾矿中，从而使得强磁性矿物 得到高效率分离。特别适用于：干旱缺水、高寒或取水困难地区的磁铁矿入磨前的预选；开采条件好、开采成本低的低品位磁铁矿的十式预选； 从钢渣等废弃物中分选回收流失的铁。该系列产品的入选粒度为一25 mm， 最大处理能力80150 t/h，装机功率22 kW，机器重量4.8 t。BK系列专用筒式磁选机目前磁铁矿选厂普遍使用的CTB型简式磁选机，由于本身分选原理的限制，以及 设计时考虑其通用性.在实际应用中分选效率并不高。磁铁矿选

14、别过程中不同分选 段(预选、粗选、精选、尾矿再选)的工艺条件和分选要求各不相同，因此，就有必 要根据这些特点来选用磁选机。BK系列专用筒式磁选机(BKY、BKC,BKJ,BKW)在设计 时充分考虑了这些因素，采用了诸如较高矿浆液面、大分选室、大包角磁系、顺流 槽体、漂洗水装置和多尾流通道等技术措施，因而使得该机具有比CTB型筒式磁选机 更高的分选效率。SLon立环脉动高梯度强磁选机SLon立环脉动高梯度强磁选机是一种新型高效的强磁选设备，是国内外第一代 成功应用于大规模工业生产的连续式高梯度磁选机。该机成功地解决了平环磁选机 和平环高梯度磁选机磁介质易于堵塞的问题，具有选别效率高、适应性强、设

15、备作 业率高、运行费用低和维护工作量小等优点。额定背景磁感应强度1.0 T。目前，该 系列产品在弱磁性矿物选矿和非金属矿物除铁提纯等领域已经获得了广泛应用。2.3磁电分选技术主要成就利用矿物问的磁性、电性差异进行分选，是矿物工程技术领域中的又一种重要 分选方法。我国研制开发了一系列高效率的弱磁、强磁选设备，脉动高梯度磁选设 备、电选设备。磁铁矿常采用弱磁选，赤铁矿常用强磁选。在有色金属矿选矿厂中。 磁电选常作为精选作业和综合回收伴生铁矿。云锡公司采用选冶联合方法提高锡回收率，70年代烟化法冶炼处理锡富中矿（锡 品位3 5%）在生产上应用，80年代高温氯化法冶炼处理锡贫中矿（锡品位1. 5%）

16、科技攻关获得成功，这些处理低锡物料冶炼方法的出现，促进了云锡多种选矿方法 联合工艺的研究与应用。原云锡各选厂均以重选为主，8O年代黄茅山选厂采用重一 磁一浮联合选矿工艺处理含氧化铅较高的砂锡矿，产出锡精矿、锡贫中矿、铅精矿 三种产品，提高锡回收率8%以上。所用磁选机为中1000 mm平环湿式强磁选机和中 1500mm立环湿式强磁选机。大厂锡矿在处理91号富矿和100号富矿时采用磁一浮一重流程矿石人磨后首先 用磁选分选出磁黄铁矿，然后混浮硫化矿，重选锡石。江西钨业公司所属各选厂在精选黑钨粗精矿时，黑钨矿与锡石、白鹌的分离大 都采用强磁选。近来对钨细泥矿也有研究采用脉动高梯度磁选机回收的。江西有色

17、冶金研究所试验采用Slon高梯度磁选机选别攀钢选钍厂矿石，提出采 用磁选一重选一电选一浮选新流程，较现生产流程TiO2，回收率提高20%以上。目 前该试验结果正拟在现厂推广应用。长沙矿冶研究院研制的YD3120023型高压电选机是针对攀钢选钛厂重选粗精 矿中钍铁矿与辉石等脉石矿物分离而设计开发的，工作电压可达6万V，分选粒度一 1+0.04mm。生产试验表明，用该设备选别含Ti 29.02%的粗精矿，可获得含 TiO 47.58%、作业回收率84.15%的钛精矿。此外，该院还研制有永磁中磁选机， 2筒面场强可达0. 8T，可用于钛、钨、锰矿的分选。包头钢铁公司选矿厂采用弱、强磁选分选出铁精矿，

18、同时稀土矿物在强磁中矿 中富集，再浮选回收。此外，铜绿山铜矿用湿式强礁选机从选铜尾矿中分选出赤铁精矿、金堆城钼矿用 弱磁选机从选钼尾矿中分选出磁铁精矿，提高了矿产资源综合利用率。2.4磁选工艺的未来发展弱磁选进展的特点是，利用高性能钕铁硼永磁体制造场强更高的筒式磁选机.筒式磁选机大型化和预选大块磁铁矿石，发展有利于提高精矿品位的弱磁选机。强磁选设备的研制主要限于永磁和电磁辊式或带式强磁选机。分选原理是， 利用非磁性导电颗粒在旋转磁辊产生的旋转磁场中受交变电动力作用与非导电颗粒 分离。 高梯度磁选在磁选领域，对高梯度磁选的研究仍占有重要位置，并取得了显 著进展。关于高梯度磁选理论，自1973年W

19、atson提出磁捕收颗粒数概念以来，已建立了 相当完整的磁捕收理论。最近，Svoboda等人根据能量观点，探讨了高梯度磁捕收新 理论。他认为，顺磁性颗粒在高梯度磁场中与铁磁性捕集丝相碰撞时，具有的总作 用能为范德华一伦敦作用能、双电层作用能、平均磁能和剪切应力对颗粒作功之和， 并由此导出被介质丝捕收的颗粒半径（限定颗粒粒度）与颗粒磁化系散、磁场强度、 介质丝磁化强度和半径、流体速度和密度及粘性系数等的关系式。 超导磁选超导磁选已进人大型化工业应用时期。 电选 在当代理论研究中，Kelly和Spottiswood用三篇论文全面评述了电选 理论。第一篇评述了基础原理，包括静电学；颗粒特性，即颗粒导

20、电率（Band理论、 电子捕获和其它形式的导电），半导体的表面电子学性质颗粒或金属接触的等效回 储，流体中的颗粒运动；第二篇评述了颗粒电性的测量和颗粒荷电的机理。电性测 量包括电场测量，荷电量测量，接触荷电量累计测量和导电率测量。颗粒荷电机理 包括电晕荷电，感应荷电，摩擦荷电，荷电速率，Coehn法则；第三篇评述了静电选 矿实践，包括静电选矿机的理论分析（受力分析），静电选矿机的经验分析，设备参 数，分选回路。而且，A. L.沙洛姆等人探讨了将非均匀交流电场分离技术用于液 体和气体介质条件下的分选机理，建立了电场强度、荷电量和库仑力与惯性力之比 的表达式。3.磁一重选矿工艺的综合应用由于弱磁选

21、机在分选过程中存在着脉石矿物的夹杂现象，到一定程度以后，即 使进行多次精选对精矿品位的提高也无济于事。为了提高精矿质量，越来越多的铁 选厂在精选阶段采用了磁聚机、磁选柱和磁场筛选机等磁一重选矿设备，精矿品位 得到了普遍提高，取得了良好的经济效益。根据矿石性质不同特点，各个矿山企业 越来越倾向于采用联合选矿工艺，特别是“磁选一反浮选”核心工艺的应用。这些 联合工艺可以区分为三种基本的原则流程：“连续磨矿、弱磁 强磁一阴离子反浮选” 流程、“阶段磨矿、粗细分选、磁选一重选一阴离子反浮选”流程和“阶段磨矿、 粗细分选、重选一磁选一阴离子反浮选”流程。目前，采用第一种工艺的只有鞍钢齐大山铁矿选矿分厂一家企业，采用第二种 工艺的有鞍钢齐大山选矿厂、鞍钢东鞍山烧结厂、唐钢正在建设的司家营铁矿选矿 厂，安钢集团舞阳矿业公司红铁矿选矿厂采用第三种原则工艺。4.结语我国选矿设备和工艺已经发生了质的变化，新型磁选设备、磁一重复合力场选 矿设备以及重选一磁选