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MS1500高梯度磁选机设计制造及应用

   日期:2014-08-21    
核心提示:梅山矿业公司选矿降磷工艺于1997年建成投产以来,很好地解决了梅山铁精矿原来存在的硫、磷、黏等难题,为梅山可持续发展作出了重大贡献。目前使用的强磁降磷设备是由梅山矿业公司设备制造厂自主研发的MS1500高梯度磁选机。
 梅山矿业公司选矿降磷工艺于1997年建成投产以来,很好地解决了梅山铁精矿原来存在的硫、磷、黏等难题,为梅山可持续发展作出了重大贡献。目前使用的强磁降磷设备是由梅山矿业公司设备制造厂自主研发的MS1500高梯度磁选机。MS1500高梯度磁选机运行平稳,能耗较低,铁精矿回收效果及处理能力均达到国内同等型号产品的平均水平,且在梅山矿选厂重选0.5~0mm粒级以及尾矿再选中都有应用,使用效果较为理想。

1、MS1500高梯度磁选机构造原理

MS1500高梯度磁选机主要由上下磁系、转环及其传动机构、激磁线圈、脉动机构、冲洗卸矿装置、给矿斗、尾矿斗及电气控制柜等构成,设备总重近20t,该机型由于背景场强大、磁场梯度高,所以适合金属矿粗选、扫选和非金属矿提纯等。

高梯度磁选机是利用在多匝激磁线圈内通入直流电流,从而在磁系铁芯内形成磁场,磁场内的介质循环通过磁场区域时被磁化,矿浆流体垂直通过磁系,在脉动机构的作用下,矿物颗粒均匀地通过磁性介质并被矿浆流反复淘洗,从而使得磁性矿物颗粒附着在介质上,并随转环的旋转被带离磁场区域,再由冲洗卸矿装置冲洗进入精矿斗形成精矿,非磁性或极弱磁性矿物颗粒随矿浆进入尾矿斗成为尾矿进入下一道流程。

2、MS1500高梯度磁选机研制中存在的问题及解决措施

MS1500高梯度磁选机在研制过程中遇到了一些难以解决的问题,主要有:①激磁电流稍大时转环抖动步进现象严重,出现类似爬坡的规律性抖动,无法连续平稳运行;②摆线针轮减速机尼龙柱销极易断裂,运转不到半小时尼龙柱销基本全部断裂;③数次出现转环卡死现象,且转环旋转摆动较明显;④试运行中发生数次转环主轴轴承碎裂现象。

针对上述问题采取了如下解决措施:

(1)MS1500高梯度磁选机原传动机构采用卧式摆线针轮减速机,减速机输入端直接配备电机,输出端接弹性柱销联轴器,与转环主轴输入端弹性柱销联轴器相连接,从而传递扭矩。因试运行没有给入矿浆,也没有脉冲阻力,因此转环旋转阻力主要来自克服磁化介质离开强磁场区域时的磁力,实际生产不可能将介质做成布满整个转环的整圈介质,只能做成间断分布的笼式介质盒,介质盒随转环旋转进入上下磁轭间的强磁场区域,介质盒之间的安装支撑必然存在介质缺口,因此介质盒进入和离开磁芯的强磁场区域时所受的磁场吸附力是断续的,磁场越大,吸附力越强,且这种吸附力因此种结构设计而一直存在不可消除,只能借助外力克服,从而减弱和消除。

(2)针对摆线针轮减速机尼龙柱销极易断裂的情况,经过反复研究和试验,改用JZQ系列圆柱齿轮减速机,电机与减速机采用大小皮带轮传动,减速机与主轴采用大小齿轮副传动,皮带轮高速旋转的惯性以及大齿轮旋转的惯性矩有效消除了转环步进抖动现象,也避免了弹性联轴器刚性连接脉冲阻力剪断弹性柱销的问题。

(3)原设计主轴轴承采用深沟球轴承,单从理论上,此处用深沟球轴承问题不大,因为主轴只旋转,不会轴向窜动,深沟球轴承主要承受径向载荷和少量的轴向载荷,旋转精度较高,刚性和调心性较差。在实际生产过程中,介质盒吸附矿物加上磁场对介质向下的强大吸附作用,会导致主轴弯曲变形,从而产生轴向的压缩与剪切,轴承每天24h连班工作极易产生疲劳损坏,实际停产检修更换碎裂轴承现象频繁,停产损失巨大。所以经研究将主轴轴承由深沟球轴承更换成调心辊子轴承,因此轴承刚度和调心性大大提高。因轴承宽度增加,由此引起的相关尺寸进行相应修改,修改后未再发生轴承碎裂现象。

3、磁系的研制

3.1、磁系的结构原理

MS1500高梯度磁选机磁系为组合形式,分为上磁系和下磁系,上下磁系对应的中间部分有数个长方形空槽,便于矿浆流人,上下磁系中间的环形空间即为转环介质通过的选别空间,激磁线圈水平放置在上下磁系间,线圈在水平方向呈层状螺旋分布,因此在上下磁系中间芯部形成垂直方向的磁场。芯部两侧的月牙板用于在芯部形成封闭的矿浆槽。

3.2、磁系研制中的注意事项

研制的磁系应从选材、加工、焊接到组装满足一定的要求,才能使终的磁场满足使用要求,尤其应注意以下事项。

(1)上下磁系间两侧贴合面必须贴合良好,充分接触,否则形成的间隙将使得整个磁回路的磁场强度减弱。磁路的空气磁阻远远大于磁系本身材质杂质含量的影响,因此各组装接合面尤其上下磁系左右贴合面必须贴合良好,保证90%以上的平面接触,且贴合面加工光洁度不得低于Ral.6~3.2。

(2)月牙板上下圆弧与上下磁系相对的月牙槽卡入,圆弧尺寸须一致,月牙板止口与上下磁系月牙卡槽间采用严格的密封措施,不得留有泄漏点,否则交付后此处为矿浆主要泄漏点,将严重影响选矿生产。

4、冲洗卸矿装置的研制

新研制的MS1500高梯度磁选机配置了新设计研发的出口大小可方便调节的扁口式冲洗卸矿装置,该冲洗卸矿装置在高梯度磁选机上的应用,成功解决了原冲洗卸矿装置存在的以下问题。

(1)冲洗水出口可方便调节大小,可快速方便地清理冲洗水杂质和调节出水冲洗压力,克服了因原装置圆形出水口、孔径固定不变,无法调节出水冲洗压力、无法调整冲洗卸矿效果的不足。

(2)喷射式出水口可全部覆盖其下部旋转通过的转换介质,很好地解决了原装置间断式喷水口存在的冲矿不完全、精矿回收率降低的缺陷。

(3)冲洗水出口方便清理,降低了对冲矿用水杂质含量的要求,大大减少了水资源的过度浪费,降低了选矿生产成本。

5、MS1500高梯度磁选机的检验及应用

高梯度磁选机关键的鉴别指标是选矿空间的磁场参数是否符合设计要求,磁场强度的大小直接决定了该设备能否满足弱磁性矿的选别要求。MS1500高梯度磁选机制造完成进行了磁感应强度的测定,测定结果均达到设计要求。

2007年10月,由梅山矿科技管理部、梅山选矿厂及设计单位三方共同对高梯度磁选机在梅山矿浮选降磷工段进行工业试验,选取了1台MS1500高梯度磁选机和同型号其他厂家高梯度磁选机在同等给矿条件、同等电流参数下进行取样分析,分析结果分别见表1、表2。

MS1500高梯度磁选机试验数据
同型号其他厂家高梯度磁选机试验数据

因600A电流为梅山矿浮选降磷强磁常用的生产电流,故取样分析也选取此电流做对比。由表1、表2数据对比可知,MS1500高梯度磁选机关键指标精矿产率及铁回收率均优于同型号其他厂家高梯度磁选机,完全满足梅山矿浮选降磷、重选0.5mm粒级以下矿物及尾矿再选生产要求。

目前梅山矿业公司选矿厂浮选、重选及尾矿再选已使用MS1500高梯度磁选机共计20余台,为矿业公司主体生产创造了巨大的经济效益,尤其尾矿再选项目使用了MS1500高梯度磁选机,有效降低了尾矿品位,减少了排尾量,再选的精矿销售给水泥厂,创造了新的效益。

6、结语

MS1500高梯度磁选机因企业发展方向问题,目前尚未走出更多矿山,但其在梅山矿的多用途使用已说明其研制的初步成功,随着进一步的现场使用和改进,该设备必将日益完善。

我公司常在褐铁矿选矿设备中用到的设备是双立环脉动高梯度磁选机,其中赤铁矿选矿设备中也经常用到,使用该设备能够使选矿工艺简单化,提高精矿品位与回收率。

 
 
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