本发明属于冶金选矿机械和选矿工艺方法领域，具体涉及一种铁矿石磁选装置及磁选工艺，特别是超细磁铁矿石磁选提纯工艺技术。
背景技术：
我国铁矿资源较为丰富，从铁矿石的质量来看，主要呈“贫矿多、富矿少、嵌部粒度细、多金属共(伴)生矿石比例高、矿石组分复杂”的特点。在当前技术条件下，具有工业利用价值的铁矿石主要是是磁铁矿(主要成分是四氧化三铁)、赤铁矿(主要成分是三氧化二铁)、褐铁矿(主要成分是Fe2O3*3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)，其中磁铁矿的理论含铁量最高，最适合冶炼，也最适合磁选，因为磁铁矿属于强磁性矿物。在选矿技术领域，一般把自然界矿物相对地分成强磁性矿物、弱磁性矿物和非磁性矿物三大类，磁铁矿属于此类强磁性矿物，磁选是处理铁矿石的主要选矿方法。铁矿石经选矿后，提高了品位，降低了二氧化硅和有害杂质的含量。我国大部分铁矿石含有硫、磷等有害杂质，特别是对于富含硫的磁铁矿、含微细粒磷灰石磁铁矿，磁选时这些矿物形成结实的聚团，夹杂其中，增加了磁选的难度。磁铁矿的细度越细，很多非磁性矿物比如天然泥沙、单质硫等，泥化聚团现象越明显，磁选提纯工艺越困难。当微细粒的泥质矿物含量高时，会造成精矿品位降低和选矿回收率的下降，泥化较为严重，有必要洗矿、脱泥，提高铁精矿品位。根据实践经验，铁精矿品位每提高1％，高炉利用系数可增加2％～3％，焦炭消耗量可降低1.5％，石灰石消耗量可减少2％。
铁矿石选厂普通使用干式永磁筒式磁选机和湿式永磁磁选机，干粉永磁筒式磁选机是一种从干性粉料中连续自动磁选的设备，其内部由高性能永磁王钕铁硼材料作为磁源，磁场强、吸力大，可调整控制进料量，适用于不同粗粒径颗粒的磁选。现有的干式永磁筒式磁选机选矿品味不高，资源浪费严重，尤其不能满足超细磁铁矿石磁选提纯。
湿式永磁磁选机主要由圆筒、辊筒、刷辊、磁系、槽体、传动部分6部分组成。圆筒由2-3mm不锈钢板卷焊成筒，端盖为铸铝件或工件，用不锈钢螺钉和筒相连。电机通过减速机或直接用无极调速电机，带动圆筒、磁辊和刷辊作回转运动。磁系为开放式磁系，装在圆筒内和裸露的全磁。磁块用不锈钢螺栓装在磁轭的底板上，磁轭的轴伸出筒外，轴端固定有拐臂。扳动拐臂可以调整磁系偏角，调整合适后可以用拉杆固定。槽体的工作区域用不锈钢板制造，机架和槽体的其他部分用普通钢材焊接。它适用于选别强磁性矿物。通常现有铁精矿磁选机的类型按照槽体的结构型式不同，磁选机分为顺流式、逆流式、半逆流式三种。三种不同槽体型式的磁选机优选粒度为：顺流槽体≤6mm，逆流槽体≤1.5mm，半逆流槽体≤0.5mm。磁选机的给矿方向与磁性圆筒的旋转方向或磁性产品的移动方向一致为顺流型磁选方法，矿浆由给矿箱直接进人到磁性圆筒的磁系下方，非磁性矿粒和磁性很弱的矿粒由圆筒下方的两板之间的间隙排出。磁 性矿粒被吸在磁性圆筒表面上，随圆筒一起旋转，到磁系边缘的低磁场区排出。顺流型磁选机常用于处理粒级为5mm以下较粗的磁性矿粒的粗选，运转可靠性高，功耗低，但无法获得最大回收率和最佳精矿质量；磁选机的给矿方向与磁性圆筒的旋转方向或磁性产品的移动方向相反为逆流型磁选方法，矿浆由给矿箱直接进人到磁性圆筒的磁系下方，非磁性矿粒和磁性很弱的矿粒经过全部磁力区由磁系边缘下方的底板上的尾矿孔排出，尾矿损失低，回收率高。磁性矿粒逆着给矿方向移动到精矿排出端，排入到精矿槽中，但由于精矿排出端距给矿口很近，精选作用差，精矿品位低。逆流槽适用于矿石粒度为0.6mm左右的强磁性矿物湿式粗选和扫选。半逆流型磁选机可得到较高的精矿质量和金属回收率。因此被广泛及于处理微细粒的强磁性矿石的粗选和精选作业。这种磁选机可多台串联使用，提高精矿品位。由于选矿需要通常借组辅助磁力脱泥槽设备，它是一种重力和磁力联合作用的分选设备，广泛用在磁选工艺中，用来脱去矿泥和细粒脉石，也作为过滤前的浓缩设备。磁力脱泥槽由倒置的平底圆锥型槽体、磁系、给矿、排矿和给水装置组成。永磁脱水槽的选分过程是：矿浆由给矿管沿切线方向给入分选槽，矿浆下旋均匀地撒布在塔形磁极上面。磁性矿粒在磁力和重力联合作用下，克服上升水流阻力，被吸在磁系上，吸的足够多就掉下来，变为沉砂，经排矿口流出。非磁性物中的粒度较小者，受上升水流作用向上运动，由溢流槽排出，而粒度大的非磁性物不易上升，因而也随磁性物排出。永磁脱水槽主要用来脱除细粒矿石和矿泥，而不能脱掉大粒脉石，抛弃粗粒尾矿能力不如磁选机。为了造成上升水流，给水装置要始终给水，耗水量较大。永磁脱水槽精矿品位没有磁选机高，但回收率比磁选机高。
顺流式磁选机处理能力大，适宜于处理较粗粒度的强磁性物料的粗选和精选。顺流式磁选机当给矿量大时，磁性矿粒容易损失于尾矿，因此很难加强操作及管理，可控制性较低。
逆流式磁选机适宜于细度强磁性矿物的粗选与扫选作业，回收率较高，但精矿品位较低。因为粗粒物料易沉积堵塞选别空间，所以逆流型磁选机不适于处理粗粒物料。
半逆流磁选机可以获得相对高质量的铁精矿，同时也能得到较好的回收率，半逆流磁选机在生产实践中得到广泛的应用，适宜于处理0.5mm以下的矿粒的粗选和精选，还可以多台串联和并联，实现多次的扫选和精选。但是目前现有磁选装置及磁选工艺一般只能使精矿品位达到60-62％
目前现有磁选装置及磁选工艺还不能有效把泥化的含硫的低品位铁精矿变成高品位铁精矿精选要求，使精矿品位从62％提高到66％左右，不能实现冶金工业部提出精矿品位达到65％的要求。
目前现有磁选装置及磁选工艺对于250-325目铁精矿粉磁选提纯得到高品位铁精矿粉还没有很好的磁选技术设备及磁选方法，本发明的磁选装置及磁选工艺克服现有技术工艺的不足，提供了一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺。
技术实现要素：
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺可以把低品位铁精矿变成高品位铁精矿精选使精矿品位从62％提高到72％左右，实现冶金工业部提出精矿品位达到65％的要求。通过本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺对低品位铁精矿进行全方位清洗磁选从而达到高品位精矿品位，使高炉利用系数增加2％以上，焦炭消耗量降低1.5％以下，石灰石消耗量减少2％以上。采用本发明工艺及设备可将工业矿中的铁资源，做到最大限度的利用，回收率99.5％以上，经济效益和社会效益十分明显。
含胶磷硫矿的铁矿石，其铁精矿除杂的难度极大。铁精矿除硫常用的工艺有浮选、焙烧，而焙烧成本高且产生环境污染，因此研究的主攻方向是物理浮选。通过对国内外多个磁铁矿型高硫磁铁矿选矿降硫研究与应用结果证明，本发明的工艺与常规浮选相比，铁精矿含硫量可降低0.5个百分点以上，重要的是铁精矿含磷硫量可以满足后续用户的要求。大量的研究证明，铁精矿除磷采用磁选、物理清洗，其工艺除磷硫效果较好，成本较低，所以物理清洗浸出是发展方向。
本发明公开了一种新型铁矿石磁选机，包括清洗壳体以及设置于清洗壳体内部的磁极筒体，动态磁极筒体与清洗筒体的内表面之间设置有空隙，清洗壳体中心轴与旋转电机轴通过传送带或者齿轮联接，壳体的上部设置有进矿口，斜上方设有精矿收集口，壳体的下部设置有尾矿收集口，可包括高频振动筛选装置，高频振动筛选装置与进矿口相通，精矿收集口消磁装置。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征主要包括动态清洗筒体以及设置于筒体壳体内部的磁极交替排列的动态磁选片组筒体，动态清洗筒体壳体上方设有进料口和斜上方设有铁精粉收集口，动态筒体壳体的下方设有泥水石粉收集口；磁选工作时动态清洗筒体壳体和动态磁极筒体相对旋转，则铁矿石粉体或者浆料均匀分布其表面，没有磁性的泥水石粉则被清洗走，高纯的铁精粉进入收集装置。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征是动态清洗筒体壳体主要由悬臂夹层中空辊筒、清洗海绵层、清洗系统装置、传动系统装置组成。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征是动态清洗悬臂夹层中空辊筒外夹层表面均匀分布孔隙，清洗系统装置的清洗气体或者水从孔隙中溢出。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征是清洗海绵层由不锈钢网体或者高分子纤维组合而成。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征是清洗系统装置主要包括旋转接头、清洗水源或者压缩空气，旋转接头和动态清洗悬臂中空辊筒传动轴连接。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征是动态磁极筒体主要由悬臂中空辊筒、交替排列的磁极、传动系统装置组成，与动态清洗筒体的间隙约为2-5毫米。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，其特征是磁选片组主要包括磁极的极性沿动态中空辊筒旋转方向成同心圆交替排列，磁感应强度约1200GS-20000GS。
本发明的一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺由于磁极的极性沿圆筒旋转方向是交替排列的，并且在工作时反方向运转转动，“磁团”或“磁链”在随圆筒旋转时，由于磁极交替而产生磁搅拌现象，被夹杂在“磁团”或“磁链”中的石英等非磁性矿物在翻动中被清洗脱落下来，最终被吸在圆筒表面的“磁团”或“磁链”即是精矿。精矿随圆筒转到清洗筒体壳体斜上方通过刮板或者消磁系统将磁力降至最弱，在刮板和或卸矿冲洗水冲卸到精矿槽中。非磁性或弱磁性的有害矿物被清洗留在尾矿矿浆收集口排出槽外。
本发明公开了一种新型的铁矿石磁选装置及磁选工艺，主要包括动态清洗筒体以及设置于清洗筒体壳体内部的磁极交替排列的磁选片组动态磁极筒体，动态清洗筒体壳体上方设有进料口，斜上方设有铁精粉收集口，动态清洗筒体壳体的下方设有没有磁性的泥水石粉尾矿出口。磁选工作时动态清洗筒体壳体和动态磁极筒体反方向旋转，则铁矿石粉或者浆料均匀分布其表面，由于壳体内部的磁选片磁极交替而产生磁搅拌现象，没有磁性的泥水石粉则被清洗空气水从内部和外部清洗走，清洗过的高纯铁矿石铁精粉进入收集口。回收率高达99.5％以上。
具体实例
例1
本发明的铁矿石磁选装置：包括直径900毫米长度1800毫米磁选片组，磁感应强度约8000GS，磁极交替排列的磁选片组筒体，磁极筒体传动电机2.2kw，转速30r/m。外径970毫米内径920毫米动态清洗筒体其表面覆盖325目的不锈钢网布，传动电机3kw，转速20r/m。动态清洗筒体壳体上方设有宽度80毫米长度1800毫米进料口，斜上方设有铁精粉收集口宽度250毫米长度2000毫米。动态清洗筒体壳体的下方设有尾矿泥水石粉收集口宽度250毫米长度2000毫米。磁选工作时动态清洗筒体壳体和动态磁极筒体反向旋转，磨好的250目铁矿石粉均匀分布其表面，由于壳体内部的磁选片磁极交替排列而产生磁搅拌，没有磁性的泥石粉则被压缩空气清洗吹走并进入收集口，清洗过的高纯铁矿石铁精粉进入被刮进收集口。本实例可以根据工艺需要可以对磁感应强度和筒体旋转速度进行调整，以适应不同的选矿要求。
本发明的磁选机适用于干式选别细颗粒的强磁性矿物，或者除去非磁性矿物中混杂的强磁性矿物。干式磁选机可以连续给矿和排矿，磁场深度大，工作效率高，具有较高的处理能力。干式磁选机工作原理是当矿粉进入磁场区时，其中强磁性矿物被吸附在圆筒表面并进行振动搅拌，弱磁性和非磁性矿物被压缩空气清洗吹走排出，而吸附在圆筒表面上的强磁性矿物随圆筒旋转，被带至消磁区，刮料区，用刮板刮入收集口。
例2
本发明的铁矿石磁选装置：包括直径900毫米长度1800毫米磁选片组，磁感应强度约7000GS，磁极交替排列的磁选片组筒体，磁极筒体传动电机2.2kw，转速30r/m。外径970毫米内径920毫米长度1900毫米动态清洗筒体其表面覆盖400目的不锈钢网布，传动电机3kw，转速20r/m。动态清洗筒体壳体上方设有宽度20毫米长度1800毫米进料口，斜上方设有铁精粉收集口宽度250毫米长度2000毫米。动态清洗筒体壳体的下方设有没有磁性的泥水石粉出口宽度250毫米长度2000毫米。磁选工作时动态清洗筒体壳体和动态磁极筒体反向旋转，磨好的325目铁矿石浆料均匀分布其表面，由于壳体内部的磁选片磁极交替而产生磁搅拌，没有磁性的泥石粉则被清洗水从内部和外部清洗走并进入收集口，清洗过的高纯铁矿石铁精粉进入收集口。本实例可以根据工艺需要可以对磁感应强度和旋转筒体速度进行调整。采用本发明工艺可将工业尾矿中的铁资源，做到最大限度的利用，回收率99.6％，经济效益和社会效益十分明显。
本发明的磁选机适用于湿式选别细颗粒的强磁性矿物，或者除去非磁性矿物中混杂的强磁性矿物。湿式磁选机可以连续给矿和排矿，磁场深度大，工作效率高，具有较高的处理能力。湿式磁选机工作原理是当矿浆进入磁场区时，其中强磁性矿物被吸附在圆筒表面并被搅拌，弱磁性和非磁性矿物被冲洗水冲甩掉排出，而吸附在圆筒表面上的强磁性矿物随圆筒旋转收集口，被刮板刮出磁场区，用冲洗水冲入精矿槽中，完成分选作业。