外磁筒式永磁强磁选机内复合力场协同强化弱磁铁矿预选的机理研究

The preconcentration on low intensity magnetic iron ore is an important energy saving and cost-reducing process for iron ore processing. The wet separation on coarse fraction (-12mm) have not been realized by preconcentration discarding process on low intensity magnetic iron ore, this project use the independently developed new drum separator of outer permanent magnetic(here in after called DSOPM), numerical simulation and direct measurement/experimentation to analyze special restrained magnetic structure and sorting surface magnetic field distribution, illustrate the intrinsic relationship between stress state and movement behavior of low intensity magnetic/non-magnetic mineral particles within compound field of separation areas, and reveal theoretical mechanism of reinforced low intensity magnetic iron ore by compound force field in DSOPM. The project research will lay the theoretical foundation for separation condition optimization, popularization and application of DSOPM in large-scale industry, and will have important academic value and scientific significance in promoting the technical development of wet magnetic pre-separation on coarse size low intensity magnetic iron ore, energy saving and cost-reducing of domestic iron mine.

弱磁性铁矿石强磁预选是我国铁矿选矿节能降耗的重要措施。针对目前弱磁铁矿预选抛尾无法实现粗粒级（-12mm）湿式分选的问题，本项目拟以自主开发的新型外磁筒式永磁强磁选机为对象，采用数值模拟和直接测量/实验法，解析特殊内敛式挤压磁系的结构及分选场域磁场分布特征，阐明分选场域内复合力场作用下弱磁/非磁性矿物颗粒的运动行为与受力状态的内在关系，揭示外磁筒式永磁强磁选机内复合力场协同强化弱磁铁矿分选的理论机理，从而为外磁筒式永磁强磁选矿机结构优化和大型化工业推广应用提供理论支持，这对于粗粒级弱磁性铁矿石湿式强磁预选技术的发展、促进我国铁矿山节能降耗具有重要的学术价值和科学意义。

我国铁矿石98%以上属于贫铁矿石，需选别才能够经济利用，其中开采利用量最大的是贫磁铁矿石。磁选预选是我国铁矿选矿节能降耗的重要措施，磁、重分选是回收这类资源主要技术。本课题以自主开发的新型外磁筒式永磁强磁选机为研究对象，通过磁场的3-D ANSYS仿真、分选性能试验研究，获得了特殊内敛式挤压磁系的结构、分选场域磁场和分选腔的流场分布特征分析了分选场域内复合力场作用下弱磁/非磁性矿物颗粒的运动行为与受力状态的内在关系，构建了弱磁矿物分选效率模型，揭示外磁筒式永磁强磁选机内复合力场协同强化弱磁铁矿分选的理论机理。主要取得了以下研究成果：. （1）利用了有限元软件ANSYS的3-D电磁场仿真和空间测量技术，研究了构建内敛式挤压磁系永磁材料参数与磁场特性之间的关系，获得了内敛式挤压永磁场3-D可视化表征。. （2）开展了分选腔流场数值仿真研究，研究了给入初速度、转动参数对分选腔内流场分布的影响，构建了分选腔转动参数与离心力学特性参数之间的关联性。. （3）开展了分选区颗粒的受力行为研究，分析了颗粒重力、离心力、磁力等协同作用的变化规律，揭示了弱磁/非磁性矿物颗粒的分选机理。. （4）根据基于不同粒径的赤铁矿和石英纯矿物分选行为试验研究结果，分析了矿物颗粒直径、分选腔转速参数对回收率的影响，构建了弱磁矿物分选效率模型。对含昆钢大红山、梅山铁矿含赤铁矿的实际矿石进行了试验研究，验证了离心场和磁场的强度与精矿中赤铁矿的回收率和品位的关系。. 本项目已发表论文5篇，其中SCI论文1篇，申请国家发明专利7项 ，其中授权专利4项。研究成果为外磁筒式永磁强磁选矿机结构优化和大型化工业推广应用提供理论支持，这对于发展粗粒弱磁铁矿湿式磁选预选技术的发展提供了理论基础。