稀土永磁材料釹鐵硼的發展給筒式磁選機提高技術性能帶來了新的機遇。釹鐵硼永磁材料最大磁能積為263~335kJ/m，剩磁Br≥1.17~1.4T，矯頑力Hc≥1433~1592kA/m。這種高剩磁、高矯頑力、高磁能積的永磁材料在永磁磁路設計上，必然會大大改善永磁設備的磁特性。

 自80年代初以來，國內外就開展了用稀土材料制造磁選機的濃度。包頭新材料應用設計研究所于1990年研制了國內首臺高磁場、高梯度、多級、高性能稀土永磁磁選機，筒體表面場強達750mT。該磁選機采用特殊的磁路設計（磁系已申請專利，專利號：ZL91100572.2）。采用該專利技術已開發出系列產品，場強為100~750mT，極數為8~12極，磁包角為140°~150°，穿透深度及磁場梯度根據所選試料的不同可進行專門設計和制造。采用該系列磁選機分別對包鋼、舞鋼、酒鋼的鐵礦物進行回收，對硫酸渣及高爐瓦斯灰進行回收，均取得較好的成效。

1、新型永磁體磁系

新型永磁體磁系的設計必須遵循下述原則：

（1）磁選機工作區的磁通密度絕對值應盡可能高；

（2）磁力HgradH的徑向分量盡可能高，而切向分量盡可能減小；

（3）保證磁場有足夠的作用深度；

（4）在滿足上述條件情況下，多極可以提高精礦品位。

 Marinescu曾用解析和數值法設計出理想的方向磁化，是不同磁塊的磁化方向與垂直的中軸夾角，按一定方向旋轉相同角度，形成環形磁系。這種磁場在筒體表面即可獲得一個均勻高梯度與高磁通密度的磁場，它具有磁通密度高，切向磁場小，徑向梯度高的特點。

 在實踐中，在磁系包角范圍內的磁化方向連接調節是很難實現的。經過多年探討，在磁路設計上，采用聚磁的辦法，獲得了筒體表面較為均勻的高梯度和高磁通密度的磁系設計，如圖1所示。

 主要技術創新點是磁路設計技術，較大幅度地提高了磁場強度和梯度，也就是提高了磁力因數。與傳統磁選機相比，新型磁選機的磁場強度可達傳統磁選機的5倍，磁場強度（從磁系表面到筒皮表面的梯度）可達傳統磁選機的5.3倍，故磁力因數是傳統磁選機的26倍，而磁極個數是傳統磁選機的2倍以上。

 新型磁選機在高梯度，多磁極的前提下，還能保持一定的磁場作用深度。如規格為φ1050mm×2400mm磁選機，磁極數為10極，筒表場強為H=700mT，距筒表面50mm處H=150mT，設計用4554異型磁體（梯形）進行高度聚磁組合而成。實測結果：筒表場強H=750mT，距筒表50mm處H=200mT。除此之外，在磁系的堅固性方面，本所采用一種特殊的固定密封技術，可保證磁系、磁體10年不脫落。

 圖2為場強180mT、10極、全部鐵氧體的磁選機的筒體表面磁特性曲線。圖3為鐵氧體的磁選機的筒體表面磁特性曲線。圖3為實驗室制作的φ400mm×330mm磁選機磁特性曲線，場強為600mT，極數為6極，采用釹鐵硼材料制作的磁選機。

 從圖1、2中可以看出，無論采用何種永磁材料，均可以使筒體表面獲得均勻高梯度和高磁通密度磁場。其中多極是獲得均勻高梯度的措施之一，極數的多少一般遵循下列規律：

（1）筒皮表面附近磁通密度的平均值隨著極數的增多而增多；

 （2）徑向磁場梯度隨極數的增多而增高，而徑向磁場強度隨極數的增多而迅速減小，這意味著筒皮表面附近的磁力較大，而離開筒皮磁力迅速減小，穿透深度很淺，因而不是極數越多越好，要選擇合適的極數。

2、應用

2.1、處理包頭中貧氧化鐵礦的試驗

 1997年為包鋼研制了2臺φ1050×2400mm新型釹鐵硼磁選機，場強分別為400mT和750mT，目的是探索新型磁選機在包頭中貧氧化礦的選礦工藝中應用的可能性，用于取代現用的CTN-1024永磁（400mT）中的磁機及氧化礦系列中精選用的瓊斯強磁選機（6000~8000mT）的可能性。

 1998年1月至9月，在包鋼選礦廠的選礦車間，由包鋼選礦廠，包鋼綜合企業公司、包頭新材料設計研究所共同組成了試驗組，分別作了新型釹鐵硼磁選機處理弱磁選尾礦、一粗一精代替中磁場磁選機及處理強磁選的粗精礦代替瓊斯強磁選機的工業試驗。

 新型釹鐵硼磁選機處理磁選尾礦工業試驗，3月至4月進行了穩定試驗，共取樣74批，新型送給選機選別結果大大優于現生產應用的中磁機，鐵粗精礦品位和回收率分別提高2.77和5.67個百分點，其對比結果見表1。

 經試驗組測算：若年處理368萬t弱磁尾礦，將現有的中磁機改造成新型釹鐵硼磁選機，新增成本為600萬元，由于鐵精礦的品位和回收率提高，鐵精礦新增產值為1738.39萬元/a，年純增經濟效益為1138.39萬元。

 新型釹鐵硼磁選機處理強磁粗精礦工業試驗，在9月1日至20日的穩定試驗中，給礦量為30t/臺時，共取樣85批，新型磁選機選別結果強于現有強磁精選用的瓊斯強磁選機，使精礦品位和回收率分別提高4.32和9.86個百分點，穩定試驗指標與現場生產流程指標對比見下表2。

 經試驗組測算：若年處理491萬t強磁粗精礦，將現有的瓊斯強磁選機改造成新型釹鐵硼磁選機，新增成本1171.66萬元。由于鐵精礦品位和回收率的提高，新增產值為2885.85萬元，年純增經濟效益為1714.19萬元。

 上述兩項試驗，除有直接經濟效益外，特別是鐵精礦的雜質含量（主要指K2O、Na2O）將大幅度降低，而且從設備維護、維修及操作上也簡單易行，對新建廠、設備一次性投資將大大降低。因為新型釹鐵硼磁選機的價格，是仿瓊斯強磁選機的1/3~1/4。

2.2、硫酸渣中鐵礦物的回收

 1998年對寶雞劑山硫酸渣采用新型釹鐵硼磁選機進行了選礦試驗。齊山硫酸渣鐵品位為51.80%，含磁性鐵25%，其余為弱磁性赤鐵礦，磨礦細度為-200目65.87%，經過一次選別，可獲得鐵精礦品位為60%，回收率為60%~70%的結果。經過我們對寶雞硫酸渣回收鐵礦物的選礦試驗，寶雞已定購2臺φ750mm/1200mm新型釹鐵硼磁選機并已投產，獲得了明顯的經濟效益。

 全國每年產生硫酸廢渣近700萬t，其中主要成分為再造的Fe2O3和Fe2O3，一般硫酸渣鐵品位在50%，但硫酸渣全國的利用率只占20%左右，還有數百萬噸硫酸渣就地堆放，產生酸性廢水和粉塵造成污染。由于硫酸渣浸染粒度細及赤鐵礦回收的困難，國內多采用重選及浮選的方法，其精礦的品位和回收率都不盡如人意，而且成本也特別高。

2.3、對包鋼鋼廠含鐵塵泥的回收

 包鋼每年有15萬t塵泥（瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰、高爐灰、轉爐泥等），既占用場地又污染環境。為使二次資源得到回收利用，我們采用新型釹鐵硼磁選機作了選礦流程試驗，對原礦鐵品位29.63%的瓦斯灰，一次磨礦細度-200目85%時，采用600mT半逆流筒式永磁磁選機，粗選可以獲得品位為55.68%的粗精礦，回收率為73.76%；粗精礦再磨至-320目80%時，采用400mT磁選機可獲得鐵品位62.65%的精礦，回收率為69.23%。

3、結語

 （1）我所開發研制的新型釹鐵硼磁選機，經過周密、完善的磁路設計（已獲得專利），已形成不同參數的系列產品，特別是近幾年的選礦工藝試驗及選礦工業實踐，更加證明了這種新型釹鐵硼磁選機，具有強大的生命力。

 （2）鑒于我國鐵礦資源有相當一部分是屬于弱磁性鐵礦物，國內選礦工藝中，急需400~750mT的磁選機。對于原生的磁鐵礦的回收，也要求高性能磁選機。經過對包鋼、舞鋼、酒鋼、四川滬活鐵礦及內蒙附近礦點的選礦試驗，這種新型釹鐵硼磁選機均已取得了滿意的指標。

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