提高磁分離裝置選礦能力的方法
2023-06-15 18:09:16 3
專利名稱：提高磁分離裝置選礦能力的方法
技術領域：
本發明涉及一種磁分離選礦方法，是一種能夠提高磁分離裝置適用顆粒分選範圍 的方法，將原本磁分離裝置不能分離的更小礦粉顆粒分選出來。
背景技術：
自從1937年弗朗茲發明選礦用的磁分離裝置以來，磁分離選礦技術得到了重大 發展。特別是超導磁分離裝置投入礦山業應用30多年來，超導技術與磁分離技術不斷發 展，相互滲透，相互融合和促進。磁性顆粒在磁場變化的空間中受到磁力的作用，磁力的大小可表示為Fm = KVHdH/dx(1)其中K_顆粒的磁化係數V-顆粒的體積H-磁場強度dH/dx-磁場梯度在同一磁場中，不同磁性的物質受力不一樣，取決於顆粒的磁化係數。磁性不同的 物質在磁場梯度一側偏置的距離不一樣，從而達到分離的目的。我國富鐵礦資源少，紅鐵礦和赤鐵礦資源多，約佔總資源60%以上。由於磁分離的 條件不但與磁場強度、磁場梯度有關，還決定於顆粒的磁化係數和體積。而30微米以下的 細顆粒礦石，利用現有的常導磁選機不能分離，一方面大量的資源得不到利用，另一方面造 成很大的環境問題。另外，我國氧化鋁產業年生產能力經近3000萬噸。通常鋁土礦原料中含有較多的 鐵，提取氧化鋁以後留下的殘渣被稱為赤泥(由於含氧化鐵而呈紅色，故稱赤泥)。赤泥中 含鐵通常按重量百分比計達20-30%，有時高達50%左右。由於工藝的需要，鋁土礦一般要 磨的很細，一半以上的顆粒在20微米以下。因此利用常規的磁分離機也無法分離。而超導磁鐵具有更高的磁場強度，一般可以達到3-5T，理論上可分選的鐵顆粒粒 徑為10微米左右磁化係數5X10_2 5X10_6cm7g的小顆粒弱磁性物體。然而，增強磁體的 磁場強度，雖然可以擴大分選範圍，與常磁體磁選機相比可以分離更小的顆粒，但磁選機超 導磁體的成本也遠比常規磁鐵要高的多。另外對於Fe203等弱磁性材料，由於磁化係數低， 因此磁選難度增加。因此，開發低成本的磁選技術以提高磁選機的適用範圍將具有廣闊的市場前景。 特別是能夠在現有磁選裝置不需要做大的改動就能夠使其用於更細小的顆粒的磁選，提高 資源利用率，將有深遠的意義和市場前景。
發明內容
本發明的目的就在於提供一種磁分離選礦方法，以使磁分離機能夠適用於更小直 徑和弱磁性顆粒的分選。
本發明的方法為一種提高磁分離裝置選礦能力的方法，是利用磁選機將礦粉中 導磁性礦粉顆粒分選出來，其特徵在於在礦粉進行磁選之前先向礦粉中添加磁種子；利用 磁種子在磁選機內磁化且吸附礦粉中導磁性礦粉積聚成磁聚團，磁聚團的大小滿足能夠被 所用磁選機分離的要求，使導磁性礦粉與磁種子一起被磁選機從礦粉中分離出來。當磁種子及其被吸附的導磁性礦粉構成的磁聚團被分離出來，並離開磁選機的磁 選區域後，磁種子的磁場消失或減弱，使磁種子與被分離出的礦粉脫開，將磁種子與礦粉分 離，磁種子循環使用。磁種子的選擇有多種方式，一種是磁種子可以為比待分離的導磁性礦粉磁化係數 更高的強磁性材料，例如純鐵或Fe304或其混合物，這種強磁性材料易被磁化，利用被磁化 時的強磁性吸附原本不能被磁選機直接分離出來的礦粉，使其積聚成大的磁團與磁種子一 起被分選出來。磁種子也可以為磁化係數較低的弱磁性材料例如Fe203，特別是選擇與待分選的礦 粉相同的材料，由於磁化係數低因此需要其直徑足夠大滿足被磁選分離出來的要求，一般 磁種子直徑在50 100微米，能夠滿足大多數分選要求，顆粒太大其磁場梯度降低，也不利 於分離。這種通過選用大顆粒的方式與選用強磁性顆粒的方式相比，由於可以選用與被選 導磁性礦粉材料相同的磁種子，由於該磁種子僅僅是直徑比被分選出來的導磁性礦粉大以 滿足構成磁聚團後能夠被分離的要求，這樣磁種子不需要再與被分離出來的導磁性礦粉分 離，簡化了分離過程和設備，可降低分離成本。顆粒在磁場變化的空間中受到的磁力如下式(1)所示Fm = KVHdH/dx(1)顆粒的重力則為Fg = P V g(2)式(2)中P為顆粒密度，V為體積，g為重力加速度。顆粒流動粘性阻力FD = n S v (3)式(3)中n為流體粘度係數，S為顆粒表面積，v為流速。設顆粒近似為球形，d為顆粒直徑，則顆粒的體積為V = Ji d3/6(4)顆粒的表面積為S = 31 d2(5)在過濾式磁分離裝置中，磁性顆粒被捕獲的基本條件是Fm > Fg+FD(6)則將式(1) (5)代入式(6)，可以得出顆粒被捕獲的直徑條件應該滿足下式 (7) 本發明通過向礦粉中人為添加磁種子，且磁種子的直徑和磁化係數滿足能夠被磁 選機分離的要求，當磁種子與含導磁性礦粉的礦粉一起進入磁選機時，磁種子被磁化產生 磁場和磁場梯度，將周圍細小的不能夠被磁選機直接分離的細小鐵礦粉等導磁性礦粉吸附 在磁種子表面，積聚成較大的鐵礦團，連同磁種子一起被從礦粉中分離，使本來不能被所用 磁選機直接分離的細小鐵礦粉被分離出來，達到擴大磁選機的磁選範圍，提高鐵礦粉的回收率和礦粉的分離純化率。而由於不需要對磁選機進行更換，因此這種方式成本低，不但能 夠用於新建磁選場合，更適合於已建磁選裝置，可用於鐵礦的磁選利用，以及非金屬礦產的 提純上，例如高嶺土、鉀長石、鈉長石的提純。
圖1是本發明的磁分離選礦方法流程示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明作進一步詳細描述，以助於理解本實用新型的內容。根據磁選設備的磁場強度和梯度以及選用磁種子的磁化係數，計算向礦粉中加入 的磁種子的直徑，計算公式如下式 如圖1所示，將磁種子與礦粉一起利用攪拌機械摻混均勻，然後向磁選機進料，在 磁選機內磁種子被磁化，礦粉中的弱磁性鐵礦顆粒被吸附在磁種子上聚集成「磁聚團」，吸 附成團的磁聚團利用磁選機被從礦粉中分離出來。分離出來的磁聚團在磁性消失後，磁種 子對礦粉的吸附作用消失，分散開來。如果磁種子與被分選出來的礦粉材料相同，可以不需 要將磁種子分離。為了重複利用磁種子，還可以通過篩分將磁種子與鐵礦粉分離，磁種子循 環使用。通過磁種子在磁選區對細微的鐵礦粉的吸附作用，實現將原本磁選機不能直接分 離的細微鐵礦粉分選出來。一種方式是選用磁化係數比待分選的礦粉更高的強磁性材料，選使其吸附本來不 能被分選的礦粉成較大的磁聚團被分離出來，這種方式由於磁種子與待分離的礦粉不同， 為避免對被分離出的礦粉進行進一步加工時成為雜質，根據需要在分選完後還需要將磁種 子與分離出的礦粉再進行分離，磁種子循環使用。另一種方式是採用與待分離出來的礦粉相同的材料，只是選用的磁種子顆粒直徑 較大，使其在被磁化吸附礦粉中的細小鐵礦粉後形成的磁聚團滿足磁選機分離的顆粒大小 要求。
權利要求
一種提高磁分離裝置選礦能力的方法，是利用磁選機將礦粉中導磁性礦粉顆粒分選出來，其特徵在於在礦粉進行磁選之前先向礦粉中添加磁種子；利用磁種子在磁選機內磁化且吸附礦粉中導磁性礦粉積聚成磁聚團，磁聚團的大小滿足能夠被所用磁選機分離的要求，使導磁性礦粉與磁種子一起被磁選機從礦粉中分離出來。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於當磁種子及其被吸附的導磁性礦粉構成的磁 聚團被分離出來後，並在磁選區外使磁種子與導磁性礦粉脫開，還將磁種子和導磁性礦粉 進行分離，磁種子循環使用。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述磁種子為比待分離的導磁性礦粉 磁化係數更高的導磁性材料。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於磁種子的直徑在50 100微米。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述磁種子為與待分選的導磁性礦粉相同 的材料，其直徑大於待分離的導磁性礦粉。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於所述磁種子的直徑在50 100微米。
全文摘要
本發明公開了一種提高磁分離裝置選礦能力的方法，是利用磁選機將礦粉中導磁性礦粉顆粒分選出來，其特徵在於在礦粉進行磁選之前先向礦粉中添加磁種子；利用磁種子在磁選機內磁化且吸附礦粉中導磁性礦粉積聚成磁聚團，磁聚團的大小滿足能夠被所用磁選機分離的要求，使導磁性礦粉與磁種子一起被磁選機從礦粉中分離出來。這種方法不需要提高磁選機的背景磁場強度，即可以實現分選更細微的礦粉。
文檔編號B03C1/01GK101850298SQ20101019455
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月2日 優先權日2010年6月2日
發明者易鋼, 欒兆坤, 王軍, 陳文華, 馬仲英 申請人:江蘇旌凱中科超導高技術有限公司