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磁选机滚筒表面处理技术现状与展望

发布日期:2018-05-14 09:46 浏览: 作者:磁选机生产厂家

  目前国内磁选机滚筒预处理技术主要包括传统包覆橡胶处理、喷涂涂料处理和包覆陶瓷材料处理等方式。

一、磁选机滚筒包覆橡胶处理技术

  筒体包覆橡胶是磁选机较传统的处理方式,由于橡胶具有价格低、易操作等优点,目前应用较广。筒体包覆橡胶一般分为热硫化筒体包胶、冷粘式筒体包胶和瓦壳式筒体包胶3类。磁选机筒皮包胶可防止不锈钢筒皮磨损,有利于磁性物料附着在磁选机滚筒上,减少了磁性矿物的流失,一定程度上增强了选别效果。尽管大多数选矿厂由于浮选过程中浮选药剂的添加会影响筒体表面橡胶的性能,但是国内外已经开发出具有抗臭氧性,极高耐酸、耐碱,超强耐油性等不同种类橡胶,满足磁选机滚筒包覆要求。

磁选机滚筒

  山西太原选煤厂为充分回收重介质,以增加磁性介质回收率和减小磁选尾矿中磁性物含量,采用弹性大、耐磨强度高、厚度小的耐纳特橡胶N55。其厚3mm,可在不影响磁场强度的基础上增加磁选机筒皮弹性,最终达到提高磁性物回收率的目的。采用耐纳特橡胶对重介一期磁选机筒皮包胶后,磁性物的回收率由原来的97.83%提高到99.30%;尾矿品位由原来的1.62%降低到0.61%。根据现场检测数据可知,筒体包胶处理精煤磁选机,磁选效率有一定程度的下降,其原因为精煤稀介质浓度的影响。由于磁性物料在选煤厂被循环利用,所以生产现场着重考虑如何有效提升磁选机磁性物质的综合回收率,以及如何降低尾矿中磁性物质的最终产率。从使用寿命、选别效果、介质回收率等综合因素考虑,磁选机滚筒包覆橡胶处理是提高选矿厂经济效益的强有力手段。

  小莱河铁矿分选厂使用的CTB型永磁筒式磁选机(750mm×1800mm),最初采用树脂型材质作为筒体表面处理材料。实践证明,该保护层极易磨损并破碎成片脱落,且后期维护修复费时费力,经济成本较高。改造时采用耐磨橡胶包覆筒体,使用寿命由原来6个月延长到1~1.5a,大大降低了更换筒体的费用,节省了成本,提高了选别指标的稳定性,增加了选矿效率,提高了选矿厂经济效益。

  磁选机筒体表面包覆耐磨橡胶是筒式磁选机研制与生产的优先选择。马鞍ft市天工科技有限公司最近几年研发的T-GCT系列高效磁选机筒体也部分采用包覆耐磨橡胶,作为强磁性矿物分选的高效选别设备,其获得了高品位和高回收率的“双高”指标,打破了传统的磁选设计观念。首钢水厂选矿厂、鞍ft活龙矿业选矿厂和大石河铁矿选矿厂均采用该系列磁选机,且取得了较高的经济效益。广州有色金属研究院研制的ZCT系列弱、中磁筒式磁选机也部分采用耐磨橡胶包覆筒体处理技术,并广泛用于磁铁矿、假象赤铁矿、风化磁铁矿、磁黄铁矿和焙烧磁铁矿等矿物分选。ZCT系列磁选机如图1所示。

图 1 ZCT 系列磁选机

二、抛丸机滚筒喷涂涂料处理技术

  筒体喷涂涂料技术的迅速发展,喷涂耐磨聚脲、耐磨聚氨酯和环氧树脂等也广泛应用于磁选机筒体处理技术上。磁选机筒体表面经喷涂涂料处理,涂层光滑、摩擦因数低、不易粘料;环境温度较低时抗冲击强度高,吸水率极低,耐腐蚀、耐磨性能好,使其发展与应用逐步广泛。

  目前,国内外应用较为普遍的喷涂聚合材料为聚脲和聚氨酯。近几年,尤其是以异氰酸酯类组分和氨基类化合物在一定条件下聚合而成的聚脲弹性体喷涂技术(SUPA技术)在磁选机筒体表面预保护层中开始应用,并展示出非凡的性能。异氰酸酯组分可以是单体、聚合物、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。根据聚脲的标准,聚脲和聚酰胺在某些性质上有相同之处,能够在230~235℃环境条件下把晶相纺丝熔成液相,并具有1.066g/cm3的低密度指标。聚脲良好的耐高温性、易上色及强抗腐蚀性,可应用于矿ft机械方面。聚脲在合成过程中不添加任何催化剂即可迅速固化,能够喷涂成型在多种曲面和倾斜面上;在垂直面喷涂一般不会产生常见的喷涂涂料的流挂问题,凝胶时间可缩短至5s,60s后便可在其表面上正常行走,目前己逐步开始应用于磁选机筒体表面处理技术上。

  众所周知,磁选机筒体一旦磨损严重,必须及时进行修复或更换,否则直接影响磁选机工作性能,进而影响选矿厂生产效率。筒体喷涂涂料技术是目前现场处理最快捷有效的方法。聚脲涂料可现场喷涂而成,具有极强的疏水性和环境温度适应能力,甚至可在非于一般条件的水(或者冰)上喷涂成型,在极端恶劣的环境下可正常施工,尤其适合北方地区露天选矿厂的筒体处理。聚氨酯和聚脲等聚合材料在矿业设备上的应用,打破了一般的筒体防腐和预保护观念,为磁选机筒体材料预保护处理技术建立了一个新标准。聚脲涂层兼有优良的韧性与刚性,颜色多样可调,材质内部结构致密,成型无接缝,能够彻底隔绝水分和氧气的渗透,拥有其他材质不可媲美的防腐和预防护性能。聚脲和聚氨酯一类聚合材料在具备耐磨性强、抗冲击性强、防水性好、耐老化性能强、抗疲劳性强、超耐高温的同时,更有较强抗核辐射性能,而且聚合质料作为磁选机筒体喷涂涂料仅是当代绿色环保优越性能的众多表现之一。

  沈阳隆基公司自行研发生产的CTB-1024和CTN-1230等5台半逆流和逆流式筒式磁选机,筒体表面采用了喷涂耐磨聚氨酯处理技术。图2所示为CTB-1230型磁选机筒体喷涂NR-70LVHS橘红色聚氨酯,喷涂效果极佳。该磁选机由昌黎县昌鑫铁矿石加工有限公司订购,现场应用于一段预选,选别效果良好。喷涂涂料处理作为适应环保需求开发的筒体表面处理技术,为矿ft界提供了一种全新的选择。

图 2 CTB-1030 型磁选机

  江苏仪征铁矿选矿厂使用的CTY(750mm×1800mm)磁选机,筒体表面喷涂环氧树脂黄沙耐磨涂层与耐磨橡胶和柏油耐磨涂层,经使用,其寿命由几个月提高到1~2a,大大减少了因修复筒体保护层及更换筒体所产生的高额费用。

三、抛丸机滚筒包覆陶瓷材料处理技术

  选矿厂磁选分离工艺用磁选机筒体表面贴覆耐磨陶瓷片预保护筒体,最早是由我国选矿科研工作者结合选厂生产实践,独创的磁选机筒体表面处理技术。磁选机筒体包覆陶瓷材料常采用氧化铝陶瓷片,Al2O3是氧化铝陶瓷的主要构成原料。耐磨陶瓷又称刚玉陶瓷,是在1700℃高温条件下用稀有金属熔融Al2O3,并经长时间焙烧制成的特性刚玉陶瓷。陶瓷氧化铝含量高,构造致密,具备特别的机械性能与化学性能,因此称做特种陶瓷。耐磨陶瓷结构构造类似于天然刚玉,紧密堆积密排六方晶系的氧离子架构成?-Al2O3结构,使其结构特殊稳定。与此同时,Al3+构造于2/3八面体间隔之间,耐磨陶瓷材料具有超高熔点、超高硬度(一般耐磨陶瓷硬度系/数HRA≥85,超强耐磨陶瓷硬度系数最高达到HRA92以上)、超高强度(其中抗压强度系数不低于850MPa,抗弯曲强度系数不低于290MPa,抗断裂韧性强度系数不低于4.8MPa·m-1/2)、极高化学稳定性、超高绝缘能力、超高耐磨性、极低热导率、超低热膨胀系数,用作磁选机筒体包覆材料可有效增强基体材料的抗磨损、耐高温的物理性能和耐腐蚀的化学性能。
  耐磨陶瓷片与金属材料相比,性能远远超出普通金属材料,被广泛应用于磁选机筒体预保护结构上。耐磨陶瓷集陶瓷的特殊物化性能和优质金属质料的良好韧性于一体,贴覆于磁选机筒体表面,经工艺处理后其预保护层具备了金属的强度、韧性和易加工性,以及陶瓷材料的耐磨损性、耐腐蚀性、良好的绝缘性等综合物化和机械性能。超常的表面特性使磁选机筒体包覆耐磨陶瓷片几乎不影响分选界面磁场强度,而且能够在一定程度上提升磁力分选效率,进而增加磁性产物的回收率和品位指标;因此,磁选机筒体预保护采用包覆耐磨陶瓷片处理技术,可提升磁选机选别效果,延长滚筒件的工作寿命。

磁选机

  磁选机筒体优异的工作性能往往取决于表面材质贴覆工艺的精良,表面包覆耐磨陶瓷片需要高强度无磁性胶黏剂,精良的贴覆工艺能够把耐磨陶瓷片与磁选机筒体抗剪切强度提高到大于30MPa的黏结强度;于此同时,由于超强耐磨陶瓷片具备优良的韧性,所以能够满足大温差和多种振动工况的变化。与国产耐磨橡胶相比,超耐磨陶瓷片的抗击物料颗粒冲击、洗刷磨损性能提高10倍以上;与进口耐磨橡胶相比,超耐磨陶瓷片的抗击物料颗粒冲击、洗刷磨损性能增强高达3倍以上。耐磨陶瓷片因为具备超强的耐磨性、永久无磁性的物理性能,所以其他普通金属材料和非金属材料的物理性能与化学性能无法与其相比较。一般情况下,耐磨陶瓷片可取代奥氏体不锈钢、普通非金属涂料和一般橡胶体等,普遍用于矿ft机械上,包括覆于振动给料箱内表面、磁选机进料箱内表面、运料小车内表面等,其中应用最为广泛且工作性能最稳定的贴覆在磁选机滚筒表面上。选矿厂生产实践表明,磁选机筒体表面贴覆耐磨陶瓷片后,其使用周期与普通橡胶相比可延长达5倍以上,综合材料成本、工作性能和后期维护费用,可节省约2倍的综合成本;与此同时,超耐磨陶瓷片还可应用于其他磨损较为严重的设备上,包括螺旋溜槽和矿浆管道等。

  济南钢城矿业有限公司磨前湿式磁选甩废磁选机滚筒,改造前采用6mm不锈钢板卷制焊接而成,使用寿命仅为3个月。为提高磁选机工作性能,采用包覆陶瓷片处理技术对筒体进行改造后,连续使用8个月,陶瓷表面未见明显磨损。

  北京矿冶研究总院自行研制并生产的用耐磨陶瓷片包覆筒体处理的BKY、BKW、BKT、BKJ以及BKB等系列磁选机质量优异。其中BKY系列湿式磁选机(见图3)用于磁铁矿细碎后入磨前的预选,在四川龙蟒矿业公司和武钢集团等地应用广泛。

图 3  BKY 系列湿式预选磁选机

  沈阳隆基公司生产的筒式磁选机多采用筒体包覆陶瓷片处理方式,其生产的陶瓷滚筒湿式磁选机不仅在国内矿获得普通应用,同时其良好的选别指标得到了海外矿业同行的认可。南芬选矿厂引进沈阳选矿机械研究院于2009年成功研制的GHC系列高效筒式磁选机,其筒体采用耐磨陶瓷处理技术,使选矿厂的选别指标平均提高2.5%。ft东华特磁电科技股份有限公司生产的TCTJ系列脱泥浓缩精选机(见图4),筒体采用耐磨陶瓷材料包覆,可根据工艺要求对磁性矿进行淘洗、精选提纯、脱泥浓缩,其处理量远远大于脱泥槽及淘洗磁选机

图 4  TCTJ 系列脱泥浓缩精选机

四、磁选机筒体表面处理技术展望

  随着筒式磁选机的迅猛发展,更高要求的磁选机筒体表面处理技术也是必然趋势。橡胶包覆处理技术作为传统的筒体处理技术必然需要具有超高抗耐磨性、抗腐蚀性、抗冲击性及滚筒贴合性的高品质天然橡胶和合成橡胶,成熟的胶粘贴覆技术是橡胶包覆技术的保证。

  喷涂涂料处理技术作为新兴磁选机筒体表面处理技术,首先需要研发性能优良的涂料,以降低喷涂涂料的成本和喷涂条件;其次需要喷涂性能优良的喷涂设备,保证磁选机筒体表面处理技术的实现。由于纳米结构涂层是近年来出现的一个新的研究领域,目前还处于实验室阶段,未来纳米涂层保护技术在磁选机筒体处理技术上的应用也是必然趋势

  筒体包覆陶瓷材料处理技术以其独特的优越性能广泛应用于磁选机筒体表面处理上,橡胶加陶瓷的复合材料筒体表面处理技术也将逐步应用于各大选矿厂,复合材料包覆技术解决了单一橡胶包覆筒体寿命短和单一陶瓷片包覆抗冲击性弱的一大难题,实现了从单一处理技术到复合处理技术的整合。随着当代材料科学技术的进步与发展,迫切需求较高性能的材料。一直以来备受关注的稀土在陶瓷材料表面改性领域的应用将持续扩展,在纳米技术向多个学科领域的全面推广的这几年,提出了稀土纳米陶瓷概念。相比于普通稀土陶瓷,纳米稀土陶瓷把纳米特性融于工程应用陶瓷之中,使其机械性能、表面平整度、表面光学性能、抗磨性、抗高温性、永磁性能、超导能力和催化氧化等多方面皆有显着改进。稀土改性纳米陶瓷材料在磁选机滚筒表面上的应用前景广阔。

磁选机滚筒

五、磁选机筒体表面处理技术优点总结

  (1)磁选机筒体表面处理技术作为筒式磁选机性能优化的重点改良技术一直备受关注,筒体表面处理技术的更新与发展必然对筒式磁选机应用起到指导作用

  (2)磁选机筒体包覆橡胶处理技术是磁选机较传统的处理方式,在矿物选别过程中,可以抵抗冲击性强的物料,其超强抗冲击性能是钢板处理、涂料处理及陶瓷片处理无法比拟的,滑动摩擦工况一般都选用橡胶包覆处理。橡胶包覆滚筒磁选机一般都应用于二段磨矿后预选或精选。

  (3)磁选机筒体喷涂聚合材料处理技术突破了常规使用模具的局限性,促使弹性体的成型处理技术延伸至一个崭新领域。喷涂聚合材料的磁选机广泛应用于选矿粒度在3~0mm、粉状物料较或粒度很小的湿式选别工艺中。

  (4)磁选机筒体包覆耐磨陶瓷片处理技术以其无磁性、高分离率、安全可靠、适应范围广、磨损寿命长、成本低、局部磨损后可修复等优点,成为磁选机耐磨处理的很好方案。筒体包覆耐磨陶瓷片的磁选机一般应用于选矿粒度在12~3mm、物料比较硬、冲击比较小的选别工艺中。

  (5)筒体作为筒式磁选机的关键部件和分选直接接触界面,其工作性能的好坏直接影响选矿分选指标,进而影响选矿厂的经济效益。矿石性质的不同、选别条件的差异(包括干式磁选、湿式磁选、预先磁选、精细磁选),操作条件的不同,都将严重影响磁选机筒体表面工作性能,适当的磁选机筒体表面处理技术将会大大延长筒体使用寿命,增强选别效果,进而为选矿厂创造出更高的经济效益。

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