人工磁铁矿和天然磁铁矿磁性及磁选行为研究

采用振动样品磁强计和磁选管对还原焙烧人工磁铁矿和天然磁铁矿的磁性及磁选行为进行了研究,结果表明:人工磁铁矿和天然磁铁矿的磁化强度和质量磁化率随外磁场强度增大具有相似的变化规律,但前者的磁化强度和质量磁化率明显比后者小,而剩磁和矫顽力比后者大。粒度较粗时,人工磁铁矿和天然磁铁矿的磁性差异较大,而随着颗粒粒度减小,二者的磁性差异缩小。与相同粒级的天然磁铁矿相比,人工磁铁矿颗粒的磁性较不均匀,分布相对分散。粒级相同的条件下,人工磁铁矿和天然磁铁矿磁分离质效率相近,但要获得相同的分选效率,前者所需的磁场强度比后者高。通过X射线衍射分析、颗粒形貌分析和微区能谱分析探讨了人工磁铁矿与天然磁铁矿磁性及磁选差异的机理。     

悬浮状态下小粒物料的干式磁选法的研究

新研究的高效分选小颗粒磁选法为在悬浮状态下进行磁选,以提高颗粒分选的选择性.研究了颗粒在磁场中受力情况,导出了计算颗粒在磁场中被抬起所需要的比磁力、颗粒在电磁场中运动的可能速度和颗粒抬高到磁系上所需要的时间的公式.颗粒运动动力学研究结果表明,在悬浮状态下磁选颗粒会多次被磁系吸引和脱离磁系,从而提高精矿品位.对粒度为12～0 mm的磁铁矿矿石进行了悬浮层干式磁选,获得的效果很好,与常规筒式磁选机分选结果相比,其磁性产品的铁品位提高幅度要高一倍,而且,非磁性产品的产率提高6.65%.     

干式强磁分选参数对低品位粉矿分选的影响

通过对会东满银沟、冶炼厂综合粉矿的性质进行研究,提出了分选综合粉矿的方案,对+0.28mm各粗粒级粉矿进行干式强磁分选,对-0.28mm拟采用湿式强磁选。本文对影响干式强磁分选的主要因素磁场强度和极距进行了试验研究。研究结果表明,随着粒度组成的变化,磁选时所需要的最佳场强是不同的,随着粒度增大,所需的磁场强度增大;随着粒度组成的变化,磁选时所需要的最佳极距是不同的;随着粒度增大,磁选时所需的极距也增大。     

温度对煤岩磁性影响的实验研究

为了研究燃烧后火区中煤与围岩的磁性变化规律,为磁法探测煤田火区提供依据,选取黄陵矿区的岩石、煤矸石和弱黏煤,开展将样品从常温分梯度加热至600℃,待其降温至常温时,分别测定样品在不同磁场强度下的比磁化率的实验。结果表明:温度越高,煤岩比磁化率越大;与岩石和煤矸石相比,煤的比磁化率受温度的影响更加明显,温度25～200℃时煤显逆磁性,受外加磁场强度的影响不大;当升温至200～400℃时煤的磁化率迅速升高,500℃后增长趋势渐缓;再者经高温处理后煤的比磁化率同岩石、煤矸石一样随磁场强度的增大而减小。     

永磁筒式磁选机开放式磁路的仿真分析

开放式磁路广泛应用于永磁筒式磁选机磁系中,对该磁路的研究对了解磁选设备分选空间内磁场分布特性至关重要。借助ANSYS Maxwell软件,采用有限元方法对不同参数的磁极宽与极间隙宽的磁路和4组不同结构的开放式磁路进行仿真。结果显示:在相同磁极配比条件下,主磁极面越宽,磁系的磁场作用深度就越大,径向磁场梯度越小;添加辅助磁极可提高磁极间隙处的磁场强度;随着主磁面宽与极间隙宽比值的增大,磁系表面周向磁场梯度逐渐变小;磁极间隙处添加高导磁材料软铁,可使磁系表面周向磁场梯度变大,然而其磁场作用深度却减小。试验结果可以为永磁筒式磁选机磁路的设计及优化提供指导。     

永磁闭合磁路磁场特性仿真优化

为了开发永磁磁路强磁选机,针对永磁闭合磁路工作空间的磁场特性进行了深入研究,建立了永磁闭合磁路的磁场强度参数化模型,仿真分析了磁路结构参数对于工作空间磁场强度及漏磁的影响,发现工作空间磁场强度与永磁体形状、工作空间磁极距和工作宽度有关。根据仿真分析结果得出：永磁体截面积与高的比越大、磁极距越小、工作宽度越小,工作空间磁场强度越高。根据优化后的磁路模型制作了试验样机,通过磁场实测验证了仿真模型的正确性。     

利用磁化率梯度的磁选

介绍了利用磁性超细微粒胶体悬浮液进行磁选的方法。在梯度场中,胶状磁性流体的磁化率不是恒定的,而是随磁场梯度的变化而变化。因为胶状磁性颗粒的浓度分布决定于磁力和热扩散。这种磁化率分布使得可能设计成一种颗粒分选法。此法中,粒子处于由物料和流体磁化率引起的平衡状态。这里所提出的方法使我们有可能仅依据其磁化率进行颗粒分选,而与颗粒的密度、粒度和形状无关。磁性超细微粒的胶体流体可像在磁选系统中使用顺磁性盐溶液的方法那样被用作改变矿浆的磁化率。     

煤比磁化率随煤中灰分变化关系的研究

煤粉高梯度磁选是一种廉价、高效、污染少的脱硫技术,对煤磁性认识是提高磁选效率的基础,应用振动样品磁强计VSM对兖矿、洛阳两种不同密度级煤比磁化率进行测定,研究了煤磁性与煤中所含灰分的关系,研究表明:随着灰分含量的增加,煤比磁化率逐渐增大,煤由逆磁性变为顺磁性,这与煤中成灰矿物及它们的密度、比磁化率有关;煤比磁化率与煤中灰分含量满足一定的函数关系。     

细粒弱磁性矿物的磁絮凝

提出了弱磁性矿物磁絮凝的理论模型。首次推导出磁絮凝磁场强度的界限值,并对颗粒粒度、磁化率和表示矿物悬浮液特性的其他因素的关系进行了试验。由模型计算出的稳定性系数和絮凝速度表明,只要颗粒相互作用总能量为零,就开始磁絮凝,同时,絮凝时间相当短。后一情况下,磁场强度界限值(尤其对大颗粒)增大。但是,对所有研究过的矿物系统(赤铁矿,菱铁矿和针铁矿),絮凝的磁感应强度处于工业上可能的磁场强度(0.1-3T)范围内,对粗而磁性低的颗粒取大值,对细而磁性高的颗粒取小值。提出了在处理铁矿石中磁絮凝的工业运用的概要。     

高温烘烤对纳林庙岩石磁性的影响实验研究

磁异常是煤田火灾重要的地球物理特征,为研究高温烘烤过后岩石的磁性变化规律,对磁法在火区圈定应用的中提供有效指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙3-1煤顶板砂岩的磁化率,分别研究了温度、粒径以及磁场强度对样品磁化率的影响。结果表明:在25～600℃整体范围内烘烤形成的烧变岩的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小。烘烤温度小于400℃时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对岩石成分与结构的影响,表明岩石高温烘烤的过程中,菱铁矿(FeCO_3)被氧化成铁磁性物质磁铁矿(Fe_3O_4),这是烧变岩相对常温岩石磁性增强的主要原因。     

高梯度磁选中单颗粒微粉煤的动力学分析

为了建立气固流态化磁选过程中颗粒群的相互作用模型,优化了高梯度磁选设备工作参数,在单颗粒微粉煤比磁化率一定的条件下,通过对高梯度磁选中单颗粒球形微粉煤的动力学分析,建立了气固流态化分选过程中的单颗粒煤粉运动的动态数学模型;进而探索出聚磁介质当量直径的临界模型,并分析了单颗粒微粉煤被捕集到聚磁介质上时相对气体流速的运动速度。     

干法磁选净化磁铁矿粉的应用研究

干法磁选净化回收加重质是空气重介质选煤工艺系统的重要环节之一,其对调控分选系统自身密度和维持连续性运行起着关键作用,在介绍空气重介质选煤中常用磁铁矿粉加重质流化特性对粒度要求的基础上,采用对比分析法对影响干法磁选磁铁矿粉的磁性质、粒度、密度等物性因素进行了分析;探讨了水分对干法磁选净化磁铁矿粉的不利影响;并指出了需要特别注意外在水分、粒度、磁性物含量、使用环境与湿法磁不同等问题。分析表明磁铁矿粉和煤粉在磁系、粒度、密度的差异显著,这为干法磁选净化磁铁矿粉提供了有利条件;在适当控制水的分前提下,应用干法磁选净化回收磁铁矿粉的技术可行,建议选择适宜或专门设计此方面的磁选机,并针对这些影响因素进一步开展参数优化实验研究。     

锥部外部导磁结构对重介旋流器分选效果的影响

为了调控重介旋流器二段分选密度以改善分选效果,在其锥部附加导磁结构,并施加电磁场,研究了导磁结构在磁场作用下的旋流器的分选效果,通过考察不同磁场强度,进行介质分配试验和粗煤泥(-3mm)分选试验。试验结果表明,当在旋流器锥部的线圈上部附加内导磁结构时,同单独使用线圈相比,在特定的磁场强度下,精煤灰分降低,尾煤灰分升高,提高了分选效率。利用有限元软件ANSYS对磁系进行模拟分析,模拟结果表明,附加导磁结构可人为改变磁场走向,增大对磁场能量的富集,提高磁场力,从而提高分选效果。     

磁场强度对煤泥重介旋流器分选效果影响研究

基于前期磁场强度对煤泥重介旋流器分选效果的影响规律,为了进一步研究高磁场强度对旋流器分选效果的影响,本文采用提出假设、试验验证与理论计算相结合的方法,在试验假设的前提下,通过对旋流器柱段安装空心圆环定性表征旋流器磁场作用区形成的磁铁矿粉“堆积层”,以空心圆环厚度表征不同磁场强度下形成的“堆积层”厚度,随着空心圆环厚度的增加,可获得精煤灰分逐渐降低,尾煤灰分基本不变,即分选精度提高的结论。试验结论与假设相反,反向验证了在旋流器内流场的高速剪切作用下,磁场作用区域内并未形成具有稳定厚度的磁铁矿粉“堆积层”。充分考虑影响磁团聚体形成与破坏的受力因素,通过公式推导得到磁场作用下磁团聚体粒度与磁场强度、介质悬浮液密度等参数的对应关系。结果表明,磁场强度超过一定值,磁团聚体粒度显著增大,导致介质悬浮液稳定性和流变性变差,进而造成旋流器分选效果变差。以上研究结果对于完善复合力场分选理论,指导煤泥重介旋流器磁调控策略具有意义。     

挡板倾斜角度对热高压分离器内颗粒漂移影响的数值模拟

以煤直接液化工艺过程中热高压分离器(简称"热高分")内的颗粒漂移为研究对象,建立带静态分离挡板的热高分物理模型,并采用VOF(Volume of Fluid)模型和DPM(Discrete Phase Model)模型,数值分析静态分离挡板5种倾斜角度下热高分罐内部速度场、不同液位高度颗粒平均浓度及气相出口煤粉漂移率的分布规律。研究结果表明:静态分离挡板的倾斜角度对速度场的影响明显,在挡板附近区域形成小回流涡旋效应,产生对颗粒随气流夹带提升的抑制作用;颗粒平均浓度在气-液交界面区域最高,随着热高分罐内高度的增加而逐渐降低;与其余倾斜角度相比,α=45°时气相出口的颗粒漂移率达到最小,较未设置分离挡板时,颗粒漂移率降低50%以上。研究有望为热高压分离压力容器的设计和运行优化提供参考。     

入料特性对干法磁选净化加重质中煤粉的影响研究※

干法磁选净化加重质中煤粉对维持流态化连续分选的床层密度稳定及控制介质损失有着重要影响,而给料物性直接影响影响干法磁净化煤粉的效果,为此本文在实验室着重考察了煤粉粒度、煤粉含量、加重质水分与磁铁矿粉粒度等主要物性因素对干法磁选净化煤粉效果的影响规律。结果表明当磁铁矿粉中煤粉含量在4%至20%之间变化时,煤粉净化率、磁铁矿粉回收率和磁选效率随煤粉含量增大而逐渐变小。磁铁矿粉回收率随磁铁矿粉中水分逐渐变大而变小;磁选效率和煤粉净化率随磁铁矿粉中水分逐渐变大呈现先变大而后变小的趋势。当磁铁矿粉粒度和煤粉粒度逐渐变大时,煤粉净化率、磁铁矿粉回收率和磁选效率均呈现先变大而后基本不变的趋势。     

锥角对水力旋流器流场及分离性能影响的数值试验研究

为了考察锥角对水力旋流器内部流场和分离性能的影响，针对实验室[?]50 mm水力旋流器，采用Fluent软件中RSM湍流模型、VOF和Mixture多相流模型进行了系统的数值试验研究。流场模拟结果表明，在相同操作条件下，增大锥角，空气柱直径增大，湍流强度增加，压强和压强梯度均明显增加，从而导致整体能耗增加；切向速度随锥角增大明显升高，轴向速度变化不大，但LZVV逐渐向器壁移动，分流比逐渐降低。颗粒分离模拟结果表明，增大锥角会导致分离粒度增加，各粒级分离效率降低；小锥角容易造成“底流夹细”现象，大锥角容易引起“溢流跑粗”现象。研究结果为水力旋流器锥体的结构选择和设计提供了参考。     

酒钢-1mm镜铁矿粉矿微波磁化焙烧—弱磁选试验

鉴于酒钢-1 mm镜铁矿粉矿采用常规选矿方法难以获得好的分选指标,进行常规磁化焙烧—弱磁选又需解决球团问题,以哈密烟煤为还原剂,对该粉矿开展了微波磁化焙烧—弱磁选研究,考察了煤粉用量、微波功率、焙烧温度、焙烧时间、焙烧产品磨矿细度和弱磁选磁场强度对所获铁精矿指标的影响。试验结果表明,在煤粉与矿石的质量比为5%、微波功率为1 k W、焙烧温度为550℃条件下将该粉矿微波磁化焙烧15 min,然后将焙烧矿磨细至-0.074 mm占85.65%,在92.16 k A/m磁场强度下进行1次磁选管选别,可获得铁精矿铁品位为55.10%、铁回收率为86.65%的较好指标,从而为该-1 mm镜铁矿粉矿中铁矿物的高效回收提供了一种新思路。     

周期式高梯度磁选机线圈的计算机模拟分析

周期式高梯度磁选机所用磁介质激磁线圈长度与分选空间高度的关系对分选空间磁场强度的分布影响很大,合适的激磁线圈长度与分选空间高度的比例可以提高磁性矿物回收率、降低选矿能耗。采用ANSYS软件分析了长线圈、短线圈对分选空间磁场强度、磁场梯度、磁场力的影响,结果表明：长线圈所产生的磁场强度分布不均匀,短线圈所形成的磁场强度较均匀;当背景磁感应强度小于1.0 T时,长线圈产生的磁场梯度大于短线圈,当背景磁感应强度大于1.0 T时,两种线圈的磁场梯度都趋于稳定;背景磁感应强度相同时,长线圈产生的磁场力大于短线圈。长线圈产生的磁场有利于弱磁性矿物的选别,短线圈产生的磁场有利于非金属矿物的除杂。长线圈产生的磁场强度较强的区域集中在筒柱的中间位置以及距离分选空间较近的磁极头处;短线圈产生的磁场强度较强区域集中在筒柱与线圈交汇处,短线圈分选空间的磁场强度云图中磁场强度分布较均匀,与测得的磁感应强度变化趋势相一致。     

三锥角水介旋流器锥体结构优化及数值模拟

为了考察三锥角水介旋流器的锥体分选特点,采用正交试验和计算流体力学的方法,对三锥角水介旋流器的锥体结构进行初步研究。首先通过正交试验探究不同角度锥体对粗煤泥分选效果的影响,在满足最大产率原则的条件下,得到较优的锥体参数。然后利用ICEM-CFD对三锥角水介旋流器的内部流场进行数值模拟,湍流相采用雷诺应力RSM模型,采用DPM离散相模型模拟三锥水介旋流器内颗粒运动,分析内部流场的压力、速度分布规律及固体颗粒运动轨迹,结果表明：三段锥体对分选效果都有影响,影响程度为一段锥体＞二段锥体＞三段锥体|一段锥体能够获得较低的精煤灰分,二段和三段锥体能在要求的灰分范围内保证较高的精煤产率。