磁選是利用礦物之間的磁性差異,在不均勻磁場中分離不同礦物的壹種選礦方法。它主要用於黑色金屬礦石的分離以及有色金屬和稀有金屬礦石的選擇。非金屬礦物磁選是將非金屬礦物原料中的鐵等磁性雜質除去,從而達到提純非金屬礦物的目的。
礦石進入磁選設備的分選區域後,礦物顆粒受到磁力和機械力(包括重力、離心力、流體動力等)的共同作用。),磁性不同的礦物顆粒受到的磁力也不同。磁性強的礦物顆粒在不均勻磁場的作用下被磁化。由於作用在每個礦物顆粒上的磁力和機械力的合力不同,實現了強磁性礦物和弱磁性礦物(非磁性礦物)之間的磁選。
礦物的磁性是礦物的基本性質,是磁選的基礎。自然界中各種礦物的磁性可分為順磁性、抗磁性和鐵磁性(亞鐵磁性和反鐵磁性)三大類。順磁性礦物在磁場中呈弱磁性,代表礦物有金紅石、黑鎢礦、閃石、綠泥石、橄欖石、石榴石、輝石等。反磁性礦物在磁場中也呈弱磁性,代表礦物有方鉛礦、金剛石、石膏、螢石、剛玉、高嶺土、煤、應時、長石等。鐵磁礦物在磁場中具有強磁性,代表礦物有磁鐵礦、磁赤鐵礦、赤鐵礦、鈦磁鐵礦和磁黃鐵礦。
礦物的磁場多以其比磁化系數表示,可分為三類,如表2-8所示。
表2-8礦物磁性和分類
二、磁選設備
磁選設備的結構多種多樣,分類方法也多種多樣。比如根據磁感應強度有弱磁場和強磁場;按磁源可分為永磁和電磁;按運行方式分為幹式和濕式;根據分離器的形狀,有帶式、筒式、滾筒式、環式等。根據給料粒度,分為粗、細磁選設備。
在選擇磁選設備的過程中,要根據礦物磁性和給料粒度進行選擇,金屬礦石本身的磁選也要考慮磁性物質的含量。非金屬礦物本身多為非磁性礦物,但往往含有某些磁性礦物或弱磁性礦物成分。因此,高梯度磁選機被廣泛使用。
(1)弱磁場磁選機
弱磁場磁選機主要用於強磁性鐵礦石的分選。與非金屬礦分選有關的有磁輥和永磁筒式磁選機。前者用於大塊粗粒礦石的幹選,後者用於細粒礦石的濕選。
1.磁性滾筒(磁性滑輪)
其結構如圖2-23所示。它是由不銹鋼、銅、鋁等非磁性材料制成的滾筒。它配備了壹個圓周磁系統。磁極的極性沿軸向N和S交替,沿圓周方向保持不變。磁性系統固定在軸上。它的磁系統是通過嵌入永磁塊形成的。其結構簡單,可直接安裝在帶式輸送機頭部,也可配置為單獨的幹式磁選機。
礦石被均勻地輸送到傳送帶上。當礦石通過磁輥時,非磁性或弱磁性塊礦在離心力和重力作用下離開皮帶表面,被拋入非磁性礦石中。強磁性塊礦被磁力吸引到皮帶上,隨皮帶運動,直到滾筒下部的皮帶離開滾筒並拉直,由於磁場強度的降低而落入磁性產品槽中。磁性分離過程見圖2-23 (b)。
圖2-23永磁磁輥結構示意圖(a)和磁選流程示意圖(b)
磁輥多用於塊礦磁選,給料粒度75 ~ 10 mm,散料磁輥給料粒度可達300 mm,是壹種初步富集設備,可獲得粗精礦和需要進壹步處理的最終尾礦,也可用於除鐵。
2.永磁圓筒磁選機
永磁筒式磁選機是壹種應用廣泛的濕式弱磁場磁選設備。主要由磁力系統、氣缸、分選罐、傳動裝置和進料、出料、溢流裝置組成。磁選機有三種槽結構:順流(S)、逆流(N)和半逆流。半逆流應用較多。其磁系由鐵氧體磁鐵和磁板組成的3 ~ 5個磁極組成,固定在圓筒軸上,工作時不旋轉。磁極極性沿周向交替變化,沿軸向保持不變,磁系包角為106 ~ 117。磁系偏向精礦排礦端,磁系偏角(磁系中線與垂直線的夾角)為15 ~ 20。半逆流式(CTB,如圖2-24所示)是指礦漿從罐體下部向圓筒下部輸送,非磁性產品的運動方向與圓筒的旋轉方向相同。CTS是指進料方向與圓筒的旋轉方向或磁性產品的移動方向壹致。逆流(CTN)是指進料方向與圓筒的旋轉方向或磁性產品的移動方向相反。
工作原理和過程:礦漿進入分離區時,在吹水的作用下處於松散的懸浮狀態。由於礦物的比磁化系數不同,在磁場力的作用下,強磁性礦物吸附在圓柱體表面,隨圓柱體旋轉。在旋轉過程中,由於磁極極性的交替,產生磁力攪拌,使混在磁團或磁鏈中的脈石被洗出,提高了磁性產品的品位,磁性礦石顆粒隨圓筒被轉移出磁系。非磁性(弱磁性)礦物在箱內礦漿流的作用下,從底板上的尾礦孔流入尾礦管,實現分離。
應用特點:半逆流磁選機,由於礦漿是懸浮的,自下而上進入分選空間,磁性顆粒容易吸附在圓筒表面,回收率高。尾礦的流向與圓筒的旋轉方向相反,磁性礦物有更多的機會被吸引。同時,混在精礦中的非磁性礦物也容易被沖走,磁性產品品位高,適用於0 . 0的細粒強磁性礦物的粗選和精選。15 ~1.0毫米0.0毫米..
在順流磁選機中,磁性顆粒被吸引到圓筒中並通過整個磁系的弧長,磁力攪拌次數較多,磁性產品品位較高,但礦漿流速較高,會帶走少量磁性顆粒,因此回收率較低。適用於6 ~ 10 mm強磁性礦石的精選和粗選。
在逆流磁選機中,磁性礦粒的出料端靠近給礦處,磁力攪拌作用不強,所以磁性產品品位低。而非磁性產品的卸料口距離給礦地點較遠,由於礦石顆粒經過較長的分選區域,磁性產品回收率較高。適用於粗選或掃選粒度為0。6 ~ 1.0毫米..不適合處理粗粒礦石,因為容易堵塞分選空間。
圖2-24 CTB半逆流永磁筒式磁選機結構
(2)強磁選機
強磁選機廣泛應用於非金屬礦物的選礦和提純。
1.幹盤式強磁選機
目前國內生產並應用於生產實踐的產品多為單盤(?ф885mm)和雙盤(ф?580毫米)幹式高強度磁選機。其結構如圖2-25所示。該結構主要由磁系、感應盤、振動槽、送料氣缸和傳動裝置組成。其磁系呈山形,通過振動槽(或帶)與圓盤形成閉合磁路。分離過程在槽表面和盤尖邊緣之間的間隙中進行,並且間隙間距可以調節。為了防止強磁性物料幹擾磁選過程,在給料端有壹個弱磁場磁選機,可以預選強磁性物料。分選工作開始後,初步分選出來的礦物進入進料鬥,磁性物質被弱磁場滾筒分選出來,其余的以薄層形式均勻落在運行的傳送帶上。當礦物被送到磁盤下面時,磁盤吸出弱磁性礦物,並隨著旋轉的磁盤被帶到非磁場中,於是弱磁性礦物在重力和離心作用下離開磁盤落入精礦鬥,未被吸出的礦物繼續隨著皮帶運行落入尾礦鬥,從而達到分選目的。
應用特點:磁選機適用於分選比磁化系數大於5的弱磁性礦石。0× 10-7m3/kg,粒度小於2 mm,由於屬於給吸式,選擇性強,能得到較純的精礦。而且可以獲得多種不同磁性的產品,工作穩定可靠。它通常用於選擇礦物,如鐵、鈦、鋯石、金紅石和獨居石。
2.幹式雙輥強磁選機
磁選機可分為永磁式和電磁式。主要由磁性滾筒、感應卸礦滾筒、弱磁給礦筒、給礦鬥和接礦鬥組成。磁輥有兩個,相對布置,形成閉合磁路。每個磁輥由兩組三磁極永磁體組成,磁極極性相同。CGR -54型雙輥磁選機的結構如圖2-26所示。
圖2-25雙盤幹式強磁選機結構示意圖
圖2-26 CGR-54型雙滾筒磁選機
工作過程:被選物料首先從上進料鬥進入弱磁性給料滾筒,強磁性礦石顆粒被選出。然後通過礦石分離罐和可調進料鬥進入兩個磁輥之間的三個強磁場區。非磁性礦物顆粒不受磁力影響,在重力作用下直接落入料鬥D。磁性顆粒被磁力吸引到磁極上,並與磁輥壹起旋轉。隨著磁輥旋轉角度的變化,磁場強度逐漸減弱,磁性不同的礦物相繼落入C、B料鬥,少量磁性較強的礦物被感應卸料輥卸到精礦料鬥A。
應用特點:該磁選機磁路短,磁場強度高,因此生產能力大,分選效果好。適用於粒度在3 mm以下的磁性不同的金屬礦物和非金屬礦物的分離,用於非磁性物質的提純,可獲得較高的純度。但是它不適合處理非常細的材料。
3.CS-1和CS-2強磁選機。
CS-L強磁選機的結構如圖2-27所示。它是壹種強磁場電磁感應滾筒磁選機。主要由進給箱、分選輥、電磁芯和機架組成。磁選機的主要部分是由電磁鐵芯、磁極頭和感應輥組成的磁系統。電磁鐵芯和感應輥對稱平行設置,兩個鐵芯端部連接四個磁極頭,與感應輥形成閉合磁路,兩個感應輥與四個磁極頭之間形成四條分揀帶(分揀間隙)。
圖2-27 CS-1電磁感應滾筒強磁選機
分選過程:選出的礦物進入進料箱,由進料輥從箱體側壁的桃形孔引出。磁性礦物顆粒沿滑板和波紋板進入感應輥與磁極頭之間的分離間隙後,在磁力的作用下被吸引到感應輥的齒上,隨感應輥壹起旋轉。當它們離開磁場時,在重力和離心力的作用下,與牙齒分離,排入精料箱。非磁性礦物顆粒通過梳狀間隙隨礦漿流入尾礦箱,實現分離。
4.SHP濕式雙盤強磁選機
主要由機架、磁分選系統、傳動系統、冷卻系統、電源和信號組成。磁系統由焊接在立柱上的兩個U形磁極、勵磁線圈和安裝在主軸上的轉盤組成。磁極和轉盤由純鐵制成,勵磁線圈通直流電,形成四個對稱的磁極。分選系統由齒板組、活動壓蓋、出礦箱、壓框、擾礦環、接礦槽、清洗噴嘴和給礦噴嘴組成。
圖2-28 SQC-6-2770濕式強磁選機
工作過程:轉盤轉動過程中,分揀箱進入磁場區域,齒板被磁化。此時,給料嘴將礦漿送入分選箱後,弱磁性礦物被吸附在齒板的上齒尖上,非磁性礦物通過齒板之間的間隙逐漸排入分選箱下部的尾礦槽中。當分選箱轉到中沖礦嘴下部時,沖洗水將吸附在齒板上部的礦物沖刷到齒板下部,此時脈石連體和少量礦物排入中礦槽。當分選箱轉到垂直於磁極中心線的位置時,處於中性區,精礦細沖洗噴嘴噴出高壓水,將精礦沖入精礦接收槽,完成礦物分選過程。
特點及應用:該機型噪音低、省電、體積小、安裝調整方便;配有自動報警系統,設備運行安全可靠。它主要用於分離弱磁性鐵礦物,如赤鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦和鈦鐵礦。
5.高、中磁場SQC和SZC濕平環磁選機
SQC-6-2770濕式強磁選機的結構如圖2-28所示。它是環形鏈狀閉合磁路,銅管上繞有勵磁線圈,采用低壓大電流勵磁,水冷冷卻。導磁不銹鋼用作聚磁介質。它主要由給礦裝置、分選轉環、磁力系統、精礦和中礦洗選裝置、受礦裝置和傳動機構組成。
分選過程:帶有分選室的分選環在傳動機構的帶動下緩慢旋轉。分離室進入磁場後,齒板介質被磁化,物料從分離點進入分離室。磁性礦石顆粒被磁力吸引到齒板的尖端,並與分離環壹起旋轉。當它們被轉移到中礦的精選位置時,供給少量的精選水以洗去混合在磁性礦石顆粒中的脈石和煤泥,並將其排放到尾礦槽中。當分選室轉到精礦洗滌位置(相鄰兩極之間的磁中性點)時,被壓力水沖入精礦槽,非磁性礦漿在重力和礦漿流的作用下進入尾礦槽。
結構特點及應用特點:磁系由內外同心圓形磁軛和鐵芯組成,形成環狀鏈狀閉合磁路(勵磁線圈用異形銅管繞制,套在帶絕緣層的鐵芯上,靠近磁極頭),磁路短,漏磁小,場強高,功耗低,分選效果好,結構簡單,運行可靠,適用於黑色、有色、非金屬礦物中細粒弱磁性礦物的分選,如赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦。回收顆粒尺寸的下限是20微米米
6.強磁場濕式雙立環磁選機
該機型是我國70年代末研制成功的立環強磁選機。主要由給礦機、分選環、磁力系統、尾礦槽、精礦槽、供水系統和傳動裝置組成。
分選過程:裝有介質的分選環在磁場中緩慢旋轉。粗顆粒和雜質通過細篩從紙漿中去除,然後紙漿沿著圓環被送入磁場中的分選室。在重力作用下,非磁性礦物顆粒隨礦漿通過球形介質之間的間隙流入尾礦池。磁性礦物顆粒被強磁力吸引到球形介質表面,隨分選環旋轉離開磁場區,再經壓力水沖洗流入精礦槽。
結構特點及用途:主要特點是通過分選環的垂直操作,可以很好地疏松球形介質。很好地解決了介質的堵塞;具有退磁作用,便於卸礦;適應性強,分選粒度寬,應用廣泛。它可用於有色金屬和稀有金屬礦物的分離,也可用於非金屬礦物的除鐵和提純。有效回收粒徑的下限為20μm..
(3)高梯度磁選機
高梯度磁選機也是壹種強磁場濕式磁選機,它通過兩種途徑獲得大的磁場梯度。梯度是由於使用了特殊的磁介質鋼絲絨,大大提高了其磁場力,比濕式強磁選機高出許多倍,有效處理粒度下限可降至10 μ m,在非金屬礦物的提純中,高梯度磁選機更為常用。目前可用於高嶺土、滑石、石墨、雲母、長石、應時、方解石、螢石、煤矸石、型砂、非金屬礦及含硫、砷、鉍的原料的分離提純。這對高嶺土的提純尤為重要。高嶺土的提純是目前高梯度磁選機應用的主要對象。
工作時,先接通電流,線圈產生磁場,使鋼絲絨被磁化。然後,進料閥、出料閥和流量控制閥自動打開,漿料進入分選箱。經過磁化的鋼絲絨後,被磁化的物質被鋼絲絨攔截,剩下的未磁化的紙漿通過出料閥。打開沖洗閥,將鋼絲絨上的非磁性漿液沖洗掉,然後關閉電源,鋼絲絨的磁性消失,再用水沖洗磁化的磁性礦物。整個過程按照程序自動控制。
特點:工藝簡單,成本低,無汙染,效果好,適應性強。通過調整磁選的操作參數可以生產不同品位的產品,生產成本可以根據需求進行控制。
1.連續平環Sala高梯度磁選機
其結構如圖2-29所示。Sala型高梯度磁選機是使用較早、應用較廣的磁選機。由薩拉磁公司制造,性能不斷提高,尤其是鋼絲絨的堵塞。主要由分選環、鞍形螺線管線圈、鎧裝螺線管鐵殼和填充鐵磁介質的分選盒組成。分選環安裝在中心軸上,由電機驅動旋轉。根據分揀需要確定轉數。環體由非磁性材料制成。分選環被分成幾個分選室,分選室內裝有耐腐蝕軟磁介質(金屬壓延網或不銹鋼棉)。分選環的直徑、寬度和高度根據分選需要設計成不同的規格。連續設備的磁鐵保留了周期性設備磁鐵的特性,即鎧裝螺線管磁鐵。這是區別其他濕式強磁選機的主要部分。為了在環形磁選機中產生均勻的磁場,磁體由兩個獨立的馬鞍形線圈組成,使充滿介質的環體可以通過線圈旋轉。壹般馬鞍形螺線管線圈可用空心方形軟銅管繞制,低壓大電流充電,水冷。鐵甲環形框架包圍螺線管電磁體,並充當磁極。磁場方向平行於礦漿流動方向,分離介質的軸向垂直於磁場方向。因此,介質元件上下表面的磁力最大,流體阻力最小,易於在介質元件上下表面收集磁性顆粒。
圖2-29薩拉-HGMS連續高梯度磁選機
分選過程:礦漿流過磁化區分選室內上磁化器的長孔,弱磁性顆粒被截留在磁化的磁性集料介質上,非磁性顆粒隨礦漿流過介質的縫隙流到分選室底部,作為尾礦排出。被截留在磁性聚集體介質上的弱磁性顆粒隨分選環旋轉,被帶到磁化區的清洗段,然後被沖走,再離開磁化區,被截留的弱磁性顆粒在清洗水的作用下排出成為精礦。
結構特點及應用特點:高梯度磁選機為連續作業,處理量大,適用於分選磁性礦物含量高(50%以上)的微細粒物料;磁場方向與礦漿方向平行,礦漿流不直接沖刷介質,磁路結構合理,轉環不是磁路的壹部分,磁體漏磁小,多用於分選弱磁性的鐵、鈦、鎢礦和非金屬礦,降低煤的灰分和硫含量。
2.連續立環Slon脈動高梯度磁選機
主要由轉環、轉環驅動機構、勵磁線圈、鐵軛、脈動機構、進料鬥、尾礦料鬥、精礦料鬥、精礦洗滌裝置、機架等組成。導磁不銹鋼介質(鋼網或鋼絲絨)安裝在垂直環中。其結構和外觀分別如圖2-30 (a)和(b)所示。
工作過程:在選礦過程中,旋轉環順時針方向旋轉,礦漿從進料鬥進入,沿上鐵軛的間隙流過旋轉環,旋轉環中的磁介質在磁場中被磁化,在磁介質表面形成高梯度磁場,礦漿中的磁性顆粒被吸引到磁介質表面。被轉環帶到頂部無磁場區,被反洗水沖入精礦鬥,非磁性顆粒沿下軛間隙流入尾礦鬥並被帶走,反復進行選礦。
結構特點應用特點:旋轉環垂直旋轉,精礦反洗,磁介質不易堵塞(特別是大顆粒礦物),脈動機構可消除機械包裹現象,富集比大,回收率高;運行可靠,對給料粒度、濃度、品位的波動適應性強。該機主要用於分離弱磁性金屬礦物,如赤鐵礦、
褐鐵礦、菱鐵礦和有色鈦選礦等。對於非金屬礦物,用於長石、應時、霞石、紅柱石和高嶺土的除鐵、選礦和提純。分選粒度下限可達65438±00 μm..
圖2-30 SLON磁選機的結構圖(A)和外觀照片(B)
3.CAD高梯度磁選機
這種磁選機周期性工作,多用於過濾含有磁性顆粒的懸浮液,也稱為高梯度磁過濾器。它也適用於非金屬礦物如高嶺土的提純。
該機主要由磁極、水冷勵磁線圈、介質箱和磁介質(鋼絲絨等)組成。)填在箱子裏。分選過程:磁場開啟後,待分離的顆粒穿過分離介質箱中的磁介質,磁性顆粒被吸引並捕獲在鋼絲上。懸浮液凈化後,從分離裝置中排出。當介質達到飽和吸附容量時,停止給礦,關閉磁場,用沖洗水沖洗掉吸附的顆粒,實現磁性顆粒與水的分離。
圖2-31鼓式超導磁選機的主要結構
(4)超導磁分離法
它適用於處理微米或亞微米級的幾種極弱順磁性礦物。由超導磁體(鈮鈦絲或鈮錫絲制成)、超低溫冷卻系統(液氦用於制冷,鈮鈦或鈮錫的超導磁體在4時達到磁體無DC的超導狀態。2K)、分選管或分選裝置(使礦漿在超導磁場中分離磁性礦物和非磁性礦物)等部分。主要結構見圖2-31。
特點:可以長時間運行。與常規磁選機相比,電耗降低80% ~ 90%,占地面積為原面積的34%,重量為同等生產能力的高梯度磁選機的47%。具有快速勵磁和退磁的能力,可以減少設備分選、退磁和洗滌雜質所需的時間,從而提高選礦能力。
比如美國貝爾電話實驗室造了壹個654.38+百萬高斯的電磁鐵,耗電654.38+0.600千瓦時,需要用4冷卻。每分鐘5t水。1976年,日本制造出175000高斯的超導磁體,是世界上最強的超導磁體,總功耗僅為15 kW。超導體作為導線,每平方厘米的截面積可以流過幾十萬安培,產生幾十萬高斯的強磁場,而普通電磁鐵只能產生高達2萬高斯的強磁場。
三、電氣分離的基本原理
電選是利用各種礦物的電性差異,在高壓電場中實現礦物分離的壹種礦物分離方法。廣泛應用於有色金屬、黑色金屬和非金屬礦物的分離。
1.礦物的電學性質
礦物的電性有電導率、介電常數、比電導率等。
礦物的電導率表示礦物導電的能力,即電子在礦物物體晶格中運動的難易程度。電導率越大,礦物的導電性越強。根據電導率值,礦物可分為三類:
1)導體礦物,如自然銅、石墨等礦物。
2)半導體礦物,如硫化物礦物和金屬氧化物。
3)非導體礦物,如矽酸鹽和碳酸鹽礦物。
礦物的電導率與溫度、晶體結構和礦物的表面狀態有關。
礦物的介電常數:表示物體隔離電荷間相互作用的能力。介電常數越大,隔離電荷間相互作用的能力越強。
礦物的比電導率:礦物顆粒的電性(即是否導電)與顆粒和電極之間的界面電阻有關,界面電阻與高壓電場的電位差有關。當電場的電壓足夠大時,界面電阻降低,導電性差的礦物也能起到導體的作用。即所有礦物從非導體到導體都有電位差。當石墨表現為導體時,每種礦物與石墨之間所需的電勢差之比稱為比電導率。兩種礦物之間的電導率差異越大,就越容易將它們分開。
2.礦物的充電方式
靜電分選中礦物的主要荷電方式有直接傳導荷電、感應荷電、電暈荷電和摩擦荷電。
導電充電:當礦物顆粒與電極直接接觸時,導電性好的礦物顆粒可以直接從電極獲得同極性電荷,即直接導電充電。當礦物帶電時,會被電極極化產生束縛電荷,靠近電極的壹端會產生與電極相反的電荷,被電極吸引,具有不同的導電性,因此在電極上的表現行為也會不同。
感應充電:礦石顆粒不與帶電體或電極接觸,而是在電場中感應。導電性好的礦石顆粒在靠近電極的壹端被電極感應,另壹端產生相同的電荷,礦石顆粒上的電荷可以被去除,從而使礦石顆粒帶電。導電性差的礦物只能被電極極化,其電荷不被去除,從而產生不同的電行為。
電暈充電:如果在兩個曲率半徑不同的電極上施加足夠的電壓,細電極附近的電場強度會大大超過另壹個電極。細電極附近的空氣會碰撞電離,產生大量的電子和正負離子。
移動到符號相反的電極,形成電暈電流。這種現象被稱為電暈放電。在電暈電場中,不同的礦物顆粒吸附空氣離子獲得同號但不同量的電荷,表現出不同的電效應,從而實現分離。
摩擦帶電:不同性質的礦物顆粒相互摩擦或與給料設備表面摩擦,使不同性質的礦物顆粒帶相反的符號和足夠的電荷,從而使礦物帶電。
在電選過程中,傳導充電和電暈充電經常結合在壹起。
3.礦物靜電分離過程
電選在電選機的電場中進行。礦物顆粒被饋入電場後,由於電導率不同,礦物顆粒以某種方式帶不同性質或不同量的電荷。從而受到不同的電場力實現分離。
四、電氣分離設備
有許多類型的電分離器。
按電場特性可分為靜電選礦機、電暈靜電分選機和電暈-靜電復合電場靜電分選機;不同電極結構的粒子運動軌跡見圖2-32。
根據結構特點,可分為:滾筒式、板式和帶式靜電分選機。
根據礦石顆粒的荷電方式,可分為接觸荷電靜電分選機、摩擦荷電靜電分選機和電暈荷電靜電分選機。
1.YD高壓輥式靜電分離器
這是我國自行研制的壹種靜電分離設備,主要由主機、加熱器和高壓DC電源組成。主機部分由旋轉滾筒、電暈電極、靜電電極、刷子和礦石分離器組成。主機結構如圖2-33所示。
圖2-33 YD-3A高壓靜電分離器
圖2-32不同電極結構下粒子運動軌跡示意圖
分選工藝:本機采用電暈電極和靜電極(極化電極)相結合的復合電場。高壓直流電通過電暈電極和靜電極後,由於電暈電極直徑小,大量電子向滾筒釋放,這些電子電離空氣分子,正離子飛向負極,負電子飛向滾筒(接地正極)。滾筒附近的空間帶負電,靜電電極只產生高壓靜電場而不放電。當礦物顆粒隨著旋轉的滾筒進入電場後,導體和非導體都帶相同的電荷。由於礦石顆粒的電性不同,運動和下落的軌跡也不同。導體粒子在接受負電荷後,可以通過旋轉的滾筒快速轉移,同時受到極化產生的靜電場的感應。靠近極化的壹端感應出正電荷,遠離極化的另壹端感應出負電荷,負電荷迅速轉移離開滾筒,只留下正電荷。由於正負相的吸引,導體顆粒被極化吸引到負電極(靜電電極),顆粒本身受到離心力和重力的切向分量,導致導體顆粒從輥上轉移。對於非導體礦物,雖然也獲得負電荷,但由於其導電性差,所獲得的電荷難以通過滾筒轉移,從而電荷被滾筒表面感應並緊緊地吸附在滾筒5表面上。電壓越高(電場強度越大),吸引力越大,用滾筒帶到滾筒後面,用壓板刷強行刷下來,就是尾礦(非導體)。導體和非導體之間的中煤落入相應的中煤桶。
圖2-34單輥靜電分離器
2.金剛石選礦用單輥靜電分選機
它主要由接地電極、電暈電極、偏壓電極、給礦裝置、電刷、產品分離器和傳動裝置組成。接地電極是直徑為200毫米、長度為400毫米的黃銅輥,電暈電極是直徑為0。15 mm,長度400 mm,偏轉電極為直徑40 mm的黃銅管,單輥靜電分離器結構見圖2-34。
電暈電極和偏壓電極與電壓為15 ~ 20kV的電源相連。通過改變電暈電極和偏轉電極的空間位置,可以調節電極之間的距離。
金剛石選礦用單輥靜電分選機也是根據復合電場作用下礦物電導率的差異進行分選的。
3.美國Capco高壓靜電分離器
電選機也是滾筒式復合電場電選機,主要由給礦鬥、滾筒電極、分礦隔板和受礦鬥組成,如圖2-35和圖2-36所示。
圖2-35 Capco靜電分離器的電極結構
圖2-36 Capco工業靜電分離器
特點:高壓電源達到40 kV,分離效果顯著提高;采用直徑200mm、250mm、300mm、350 mm的大輥,可更換,適應性強;處理能力大,每厘米輥長可達每小時18 kg,但中煤循環量大,約20% ~ 40%。
靜電分選機廣泛應用於非金屬礦物的提純和分離,特別是金剛石、海濱砂礦、石墨和石棉的選礦。壹些常見的氧化物礦物和矽酸鹽礦物的電選系統簡述如下:
重晶石-矽酸鹽、石墨-應時、石灰石-應時、石榴石-鈦鐵礦、高嶺土-鐵礦物、獨居石-錫石、藍晶石-金紅石和鐵礦物、獨居石-鈦鐵礦、長石-雲母、金紅石-獨居石、金紅石-海濱砂、金紅石-鋯石。