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矿山除鐵器应用现状及探讨

發布日期:2020-11-18

在矿山破碎工艺中,为防止金属进入设备对其产生损坏,都会使用除鐵器将金属物除去。对目前的矿山除铁方式及存在的问题进行了探讨,并对未来除鐵器的发展方向进行了展望。目前非磁性矿山主要通过除鐵器除铁,后续金屬探測儀探测,如有金属未除去,停机人工捡出。磁性矿主要通过金屬探測儀探测,凯发彩票官网注册适时励磁除铁,此种方式在除铁要求较高的矿山应用存在诸多问题,目前部分磁性矿山对此进行了改进,采用金屬探測儀+电动三通阀的除铁方式,以上除铁方式虽在矿山普遍采用,但存在各种弊端。未来要开发新型智能化的高差异化除铁设备、新原理除铁设备,能满足各种复杂条件下的除铁。



随着矿我国矿业技术的不断发展,多种类的碎磨工艺在我国矿山得到应用。3段破碎/球磨(3C Ball)、1段破碎/半自磨/球磨(SAB)、1段破碎/半自磨/球磨/顽石破碎(SABC)与2/3段破碎/高压辊磨/球磨(2C/3C HPGR Ball)等前6种工艺在国内矿山碎磨工艺应用中占据绝对优势地位。6种工艺中都使用破碎机或高压辊磨机破碎工艺,因破碎机与高压辊磨机的破碎原理,如果进入2种设备的矿石中存在过大尺寸金属物,会导致破碎机腔体及高压辊磨机辊面局部压力过大,超过2种结构的抗压强度,使破碎机腔体和高压辊磨机的辊面或柱钉遭到破坏,影响工艺生产。


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非磁性礦山除鐵工藝

1.1除鐵方式

非磁性矿山因矿石与铁磁性金属磁性差异较大,使用凯发彩票官网注册和永磁除鐵器都可以较易的将铁磁性金属物除去。


1.2 非磁性矿山除铁存在的问题

虽然相对于磁性矿山,非磁性矿山除铁较易,但由于除鐵器的磁性工作原理,非磁性矿山除铁仍然存在以下问题:

(1)在非磁性矿山输送皮带中,皮带机料层中混入的铁磁性金属较易被除鐵器除去,但是混入其中的高锰钢、不锈钢、铝合金及在皮带机下部的大块弱磁性金属,除鐵器难以除去。

(2)对于非铁磁性金属,利用传统的电磁及永磁除鐵器都难以将其除去,此时必须在除鐵器后设置金屬探測儀,金屬探測儀探测到金属信号后通过控制系统连锁,报警、停机,人工检出金属物后重新开启皮带,此过程需要一定时间,影响整个工艺的作业能力。


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磁性礦山除鐵工藝

2.1 除铁方式

磁性矿除铁相较于非磁性矿较难,因矿石与铁磁性金属磁性质相近,除鐵器吸起金属物的同时会吸起磁性矿石。目前国内除鐵器生产厂家研制了针对磁性矿专用的除鐵器,除鐵器与金屬探測儀连锁除铁,除铁过程如下:

(1)当金屬探測儀检测到皮带机上混入金属后,控制系统根据除鐵器与金属物的距离与带速,适时启动凯发彩票官网注册励磁,当铁磁性金属到达除鐵器下方时将金属与磁性矿石一同吸起。

(2)铁磁性金属吸起后,除鐵器转到保持励磁状态,不再继续吸起物料,以使吸起的物料达到最少,从而减少带出物料的量。

(3)被吸起的金屬連同礦石通過除鐵系統皮帶的帶動向後運動,進行首次磁力分離,在首次分離中,大塊的礦石重新落回輸送皮帶,而金屬和剩余礦石繼續隨皮帶運行到具有特殊磁場排布的磁力分選區域;

(4)經過分選區的多次分選,大部分礦石落回輸送皮帶;

(5)剩下的少量物料和金屬物被帶到無磁分料平台上,物料可以通過分料平台落回到輸料皮帶上進行再次分離,而大塊金屬物則被擋在分料平台上面,從而達到分離除鐵的目的;

(6)金屬物被吸出後,除鐵系統停機進入待機狀態,等待下一次來鐵信號。


2.2磁性礦山除鐵存在的問題

磁性礦山因礦石與鐵磁性金屬物鐵磁性相近,故除鐵過程中存在以下諸多問題:

(1)吸起磁性金屬物的同時吸起大量的礦石,大量礦石需人工返回皮帶機,工作量大。

(2)不锈钢、高锰钢、铝合金、等非铁磁性金属和弱磁性金属,除鐵器难以吸起。

(3)皮帶機料層中下部及下部弱磁性金屬物難以吸起,皮帶機料層下部大塊金屬物難以吸起。

(4)如果除鐵器用在高压辊磨机给料皮带除铁,对除铁要求较高,金屬探測儀需要调至较灵敏状态,导致金屬探測儀频繁发送来铁信号,凯发彩票官网注册频繁启动,造成除鐵器过热、过载,除鐵器经常烧坏。


2.3磁性礦山除鐵方式的改進

高压辊磨机对除铁要求较高,金屬探測儀需要调至较灵敏状态后金屬探測儀频繁发送信号,凯发彩票官网注册频繁启动,造成除鐵器过热、过载,除鐵器经常烧坏,部分使用高压辊磨机的矿山因为此问题,已经废弃使用凯发彩票官网注册,改用电动三通式排铁方式。

金屬探測儀调至灵敏状态后,金屬探測儀频繁发送信号,自动三通阀门频繁变动方向,故障率高,并且除掉金属时会一起排掉大量未经辊压的矿石,不利于后续工艺处理。


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頑石破除鐵方式

使用1段破碎/半自磨/球磨/頑石破碎(SABC)和1段破碎/自磨/球磨/頑石破碎(ABC)工藝中,特別是礦石硬度較大的自磨工藝中,會産生大量臨界尺寸的物料,這部分臨界粒度礦石,在自磨/半自磨中不能被大塊礦石或鋼球破碎。並且與磨機的給料與添加的研磨介質相比,這些頑石塊度太小,質量太輕,不能對其他礦石形成有效的破碎研磨作用。這部分頑石如果不及時排除,會在磨機內累積,對磨機的處理能力和磨礦效率産生較大負影響。這部分臨界尺寸的物料稱爲頑石,現場一般通過自磨/半自磨的頑石窗排出磨機,再經振動篩篩分,篩上産品即爲頑石。

因頑石粒度爲臨界尺寸,在磨機內碎磨效率低,影響磨礦效率,所以頑石需經破碎再返回自磨/半自磨機。

目前国内外许多选厂顽石破碎应用效果不佳,最主要的原因是顽石中混入了大量除鐵器难以除去的高锰钢等金属以及皮带机下部大直径钢球,导致破碎机频繁过铁,发生故障,影响现场生产。目前国内外顽石破除铁主要有以下方式:

(1)非磁性矿中一般在自磨/半自磨机排料端加装磁力弧,在第一时间将磨机排料中的碎钢球等金属物除去,并且在给入顽石破碎机的自磨/半自磨机筛上排料皮带中设置悬挂除鐵器,将铁磁性金属除去。

(2)磁性矿中使用半自磨工艺时,由于顽石也同样具有磁性,无法使用磁力弧与悬挂除鐵器,所以磁性矿使用半自磨时,一般不适用顽石破碎,顽石直接返回半自磨机。磁性矿使用自磨工艺时,因为不需要加入钢球,除铁相对容易,其除铁原理与磁性矿除铁原理相同,需要金屬探測儀与除鐵器联合使用。

尽管非磁性矿和磁性矿中使用自磨工艺时可以使用传统除鐵器将铁磁性金属除去,但是由于其中经常混入高锰钢、不锈钢、铝合金等非磁性或弱磁性金属,导致实际应用时,除铁效果不佳,国内外选多选厂顽石破因过铁问题,运行始终存在问题,部分选厂已经废弃使用顽石破,顽石直接返回半自磨机。


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矿山除鐵器发展方向探讨

矿山实际生产中,像高压辊磨机等越来越多的破碎设备得到应用,对除鐵器的要求越来越高,因此,未来除鐵器的发展主要有以下方向:

(1)高差异化除铁。对于磁性矿,金屬探測儀与凯发彩票官网注册联合除铁过程中,在吸起铁磁性金属的同时,会吸起大量矿石,大量矿石的存在一方面影响除鐵器对金属的继续吸引效果,另一方面,吸起的矿石需要人工返回皮带,工作量大。未来除鐵器需要高差异化除铁,根据矿石与金属的磁性差异,能够准确的除去铁磁性金属,而不会吸起矿石。

(2)新原理的除鐵器。目前除鐵器都是基于磁性原理除铁,对于非铁磁性金属,目前的除鐵器因除铁原理,无法将此类金属除去,影响后续生产。未来需要开发非磁性原理除鐵器,能够将所有金属有效除去,而不是仅为铁磁性金属。

(3)智能除鐵。未來的除鐵系統必定爲智能除鐵系統,可以根據皮帶中的金屬物的類型、大小、位置,判斷此金屬物是否對後續工藝存在威脅,如果需要除去,智能判斷,選擇合適的除去方式。


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結論

随着矿山技术的日益发展,越来越多的破碎设备投入使用,对除铁设备的要求越来越高。目前的除鐵器都是基于磁性原理除铁,因矿石中混入的金属物复杂,现场使用过程中不可避免会出现失效的情况,特别是磁性矿、高压辊磨机和顽石破前除铁。未来要开发新型智能化的高差异化除铁设备、新原理除铁设备,能满足各种复杂条件下的除铁。


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引用格式

谭文才,刘俊,田振华,陈冲.矿山除鐵器应用现状及探讨[J].现代矿业,2019(8):151-153.


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