我が国の鉄鉱石資源は埋蔵量と種類が豊富であるが、貧鉱が多く、貧鉱が少なく、粒度が細かい。直接使用できる鉱石は少なく、多くの鉱石は使用する前に処理する必要がある。長年にわたり、選鉱された鉱石の選鉱はますます困難になり、選鉱率はますます大きくなり、プロセスと設備はますます複雑になり、特に粉砕コストは増加傾向を示している。現在、処理工場では一般的に、粉砕を減らし破砕を増やす、粉砕前に廃棄物を事前選別して廃棄するなどの対策を採用しており、顕著な成果を上げている。
一般的に言えば、ドライスローイングは研削前の工程は、以下の状況においてより有利です。オンス:
（１）地域水資源が乏しい地域では、鉱山開発に必要な水の確保が保証されないため、湿式鉱物分離の実現可能性は高くない。したがって、これらの地域では、まず乾式選別法が検討される。
（２）尾鉱スラリーの量を減らし、尾鉱池の圧力を下げる必要がある。乾式選別と廃棄物処理を優先する。
（３）大粒鉱石の乾式投棄は水分離よりも実現可能性が高い。
（４）乾式投げ込みは通常、いくつかの段階に分けられます。
最大粒径400の粗粉砕製品を乾式投下する～125 mm、最大粒径100～50 mmの中粒粉砕製品の乾式研磨、最大粒径25 mmの微粉砕および乾式研磨～5 mm、現在広く使用されている高圧ローラーミルによる粉砕製品の乾式研磨とは異なり、選択された装置の構造は異なります。
最大粒径20mm以上の材料用乾式分離装置
最大粒径が20mm以上の鉱石の乾式研磨には、CTDGシリーズの永久磁石式乾式バルク磁気分離機が現在最も広く使用されています。
永久磁石式乾式バルク磁気分離機は、冶金鉱山やその他の産業で、大小さまざまな鉱山のニーズを満たすために広く使用されています。磁気分離プラントで粉砕後、最大粒径が 500 mm 以下の材料を事前選別するために使用されます。廃石の地質学的グレードを回復し、エネルギーを節約し、消費を削減し、処理プラントの処理能力を向上させることができます。また、採掘現場で廃石から磁鉄鉱を回収して鉱石資源の利用率を向上させるために使用され、製鋼スラグから金属鉄を回収するために使用され、ごみ処理で有用な金属を選別するために使用されます。
永久磁石式乾式バルク磁気分離機は、主に磁力を用いて分離を行います。鉱石はベルトコンベアに均一に供給され、一定速度で磁気ドラム上部の選別エリアに搬送されます。磁力の作用により、強磁性鉱物は磁気ドラムベルトの表面に吸着され、ドラム下部に流れ込み、磁場から分離して重力によって精鉱タンクに落下します。廃石や弱磁性鉱石は磁力に引き付けられず、慣性を維持します。これらは仕切り壁の前に平らに投げ出され、尾鉱槽に落下します。
構造的な観点から見ると、永久磁石式乾式バルク磁気分離機は、主に駆動モータ、弾性ピンカップリング、駆動減速機、クロススライドカップリング、磁気ドラムアセンブリ、および磁気調整減速機から構成される。
構造上の技術的ポイント
（１）最大粒径400～125mmの粗砕製品の乾式投棄用。鉱石サイズが大きいため、ベルトは粗砕後に大量の鉱石を搬送し、ベルトコンベアの上部がドラム選別エリアに入ります。合理的な廃棄物処理効果を実現し、尾鉱の磁性鉄含有量を減らすために、この段階の磁気ドラムは、鉱石の大きな粒子を捕捉できるように、より大きな磁気浸透深さを持つ必要があります。この段階の製品構造の主な技術的ポイントは次のとおりです。①ローラーの直径が大きいほど良く、通常は最大1400mmまたは1500mmです。②ベルト幅はできるだけ広くします。現在選択されているベルトの最大設計幅は3000mmです。ベルトはドラムヘッド付近の直線部分でできるだけ長くして、選別エリアに入る材料層を薄くします。③より大きな磁気浸透深さ。最大粒径が 300〜400 mm の鉱石粒子の選別を例にとると、一般的に、ドラム吸引領域からドラム表面までの 150〜200 mm の距離における磁場強度は 64 kA/m より大きくなります（図 1 参照）。 1.④分割板とドラムの間のギャップは 400 mm 以上で調整可能です。⑤ドラムの動作速度は調整可能で、磁気偏角の調整と分配装置の調整により選別指数が最適化されます。
図1 磁場分布図
表1 磁気テーブルから一定距離における磁場強度 kA/m
表1から、磁気システムの表面から200mmの距離での磁場強度は81.2kA/mであり、磁気システムの表面から400mmの距離での磁場強度は21.3kA/mであることがわかる。
（２）最大粒径が１００〜５０mmの中粒粉砕製品の乾式研磨においては、粒径が細かく材料層が薄いため、設計パラメータや粗粉砕乾式選択を適切に調整することができる。①ドラムの直径は通常1,000mm、1,200mm、1,400mmです。②一般的なベルト幅は1400mm、1600mm、1800mm、2000mmです。ドラムヘッド付近の直線部分ではベルトをできるだけ長くすることで、選別エリアに入る材料層を薄くします。③より大きな磁気浸透深さでは、最大粒径100mmの鉱石粒子の選別を例にとると、通常、ドラム吸引領域からドラム表面までの100-50mmの距離での磁場強度は64kA/m以上になります（図2および表2参照）。④仕切り板とドラムの間の隙間は100mm以上あり、調整可能です。⑤ドラムの動作速度は調整可能であり、磁気偏角の調整と分配装置の調整により、選別指標を最適化することができる。
図2 磁場分布図
表2 磁気テーブルから一定距離における磁場強度（kA/m）
表2から、磁気システムの表面から100mmの距離での磁場強度は105kA/mであり、磁気システムの表面から200mmの距離での磁場強度は30.1kA/mであることがわかる。
（３）最大粒径が２５〜５mmの微粉末製品の乾式研磨の場合、設計および選定においてドラム径と磁気浸透深さを小さく選択することができるが、ここではそれについては説明しない。
最大粒径が20mm以下の材料用乾燥装置。
- MCTFシリーズ脈動式乾式磁気分離器
MCTFシリーズ脈動式乾式磁気分離装置は、中磁場強度の磁気分離装置です。砂岩鉱石、砂鉱石、川砂、海砂などの軟質鉱石、または粒径20μm以下の粉砕された粉状低品位鉱石に適しています。～0 mm。磁性鉱物の濃縮と、微粉砕された磁鉄鉱製品の乾燥予備選別。
1.2 動作原理
MCTFシリーズ脈動式乾式磁気分離器の動作原理を図3に示す。
図3 MCTF型脈動式乾式磁気分離器の動作原理の概略図
磁性体は永久磁石に引き寄せられるという原理を利用し、材料が流れるドラム内部に、より大きな磁場を持つ半円形の磁気システムを設置します。材料が磁場を通過する際、磁性鉱物粒子は強い磁力によって捕捉され、半円形磁気システムの表面に吸着されます。回転するドラムによって磁性鉱物粒子が下部の非磁性領域に運ばれると、重力によって濃縮物排出口に落下し、排出されます。非磁性鉱石や鉄分含有量の低い鉱石は、重力と遠心力によって磁場を自由に通過し、尾鉱排出口に排出されます。
構造的な観点から見ると、MCTF型脈動式乾式磁気分離器は、主に磁気システム調整装置、ドラムアセンブリ、上部シェル、ダストカバー、フレーム、伝動装置、および分配装置から構成される。
構造上の技術的ポイント
構造の主な技術的ポイントは次のとおりです。①一般的に使用されるローラーの直径は 800、1,000、1,200 mm です。設計は、粒子のサイズが細かいほど直径が小さく、粒子のサイズが粗いほどドラムの直径が大きくなるという原則に従います。②ドラムの長さは通常 3,000 mm 以内に制御されます。ドラムが長すぎると、布が長さ方向に均一にならず、選別効果に影響します。③材料の粒子のサイズが細かくなるにつれて、ドラムの磁気浸透深さが浅くなります。磁極の数が増えると、材料の複数回転に有利になり、材料の精製尾鉱の分離が実現します。材料層の厚さが 30 mm の場合、ドラム表面からの距離は 30 mm で、磁場強度は 64 kA/m です。図 4 および表 3 を参照してください。④仕切り板とドラムの間のギャップは 20 mm 以上で、調整可能です。⑤ドラムの長さに沿って均一に分布させるために、装置にはシュート、振動フィーダー、スパイラルディストリビューター、またはスターディストリビューターなどの補助装置を装備する必要があります。⑥安定した選別指数を実現するために、定量供給を実現する供給計量装置を装備することができます。⑦ドラムの動作速度は調整可能で、磁気偏角の調整と材料分配装置の調整により、選別指数が最適化されます。振動フィーダー付き MCTF 脈動式乾式磁気分離機の適用場所を図 5 に示します。
図4 磁場分布図
表3 磁気テーブルから一定距離における磁場強度（kA/m）
表3から、磁気システムの表面から30mmの距離での磁場強度は139kA/mであり、磁気システムの表面から100mmの距離での磁場強度は13.8kA/mであることがわかる。
図5 振動フィーダーを備えたMCTF脈動式乾式磁気分離装置の適用場所
2. MCTFシリーズ ダブルドラム脈動式乾式磁気分離器
2.1 粗掃引の動作原理
装置は供給装置を通して鉱石に投入される。鉱石は第１ドラムで選別された後、精鉱の一部が最初に取り出される。第１ドラムの尾鉱は掃き出しのために第２ドラムに入り、掃き出し精鉱と第１精鉱が混合されて最終精鉱となる。掃き出された尾鉱は最終尾鉱である。１回の粗掃きの動作原理を図６に示す。
2.2 粗目と細目の作業原理
装置は供給装置を通して鉱石に投入される。鉱石は第１ドラムで選別された後、尾鉱の一部が最初に排出される。第１ドラムの精鉱は選別のために第２ドラムに入り、第２ドラムで選別された精鉱が最終精鉱となる。第２選鉱後の尾鉱は最終尾鉱に合流する。粗選鉱と微選鉱の１段階の動作原理を図７に示す。
図7 粗研磨と微研磨の動作原理の図解
構造上の技術的ポイント
2MCTFシリーズ二重ドラム脈動式乾式磁気分離機の技術的ポイント：①基本設計原理はMCTFシリーズ脈動式乾式磁気分離機と同じです。②第1管が粗く第1掃引の場合、第2管の磁場強度は第1管の磁場強度よりも大きくなります。第1管が粗く第2管が細かい場合、第2管の磁場強度は第1管の磁場強度よりも小さくなります。星形供給装置と自動計量装置を備えた2MCTF二重ドラム脈動式乾式磁気分離機の適用場所を図8に示します。
図8 星型供給装置および自動計量装置を備えた2MCTF型二胴式脈動式乾式磁気分離機の適用例。
3.3MCTFシリーズ 3ドラム脈動式乾式磁気分離機
3.1 1回の粗削りと2回の掃引の動作原理
装置は供給装置を通して鉱石を投入し、鉱石は第１ドラムで選別され、精鉱の一部が最初に取り出される。第１ドラムの尾鉱は第２ドラム掃鉱に送られ、第２ドラムの尾鉱は第３ドラム掃鉱に送られ、第３ドラムの尾鉱は最終尾鉱となる。第１、第２、第３ドラムの精鉱は最終精鉱に合流する。１回の粗選と２回の掃鉱の動作原理を図９に示す。
図9 1回の粗削りと2回の掃引の動作原理の概略図
装置は供給装置を通して鉱石を投入する。鉱石は第１ドラムで選別された後、精鉱は第２ドラムに送られさらに選別される。第２ドラムの精鉱は第３ドラムに送られ選別され、第３ドラムの精鉱が最終精鉱となる。第２ドラムと第３ドラムの尾鉱は最終尾鉱に合流する。粗選鉱１段階、微選鉱２段階の動作原理を図１０に示す。
図10 粗目1つと細目2つの動作原理の概略図
構造上の技術的ポイント
3MCTFシリーズ3ローラー脈動式乾式磁気分離機の技術的ポイント：①基本設計原理はMCTFシリーズ脈動式乾式磁気分離機と同じです。②第2チューブと第3チューブの磁場強度は、粗目1回、細目2回の順に増加し、粗目1回、細目2回の順に減少します。3MCTFシリーズ3ドラム脈動式乾式磁気分離機の適用箇所を図11に示します。
図11 3MCTF型3ドラム脈動式乾式磁気分離装置の適用箇所
4. CTGYシリーズ永久磁石回転磁場乾式磁気分離器
CTGYシリーズ永久磁石回転磁場乾式磁気分離器の動作原理を図12に示す。
図12 CTGYシリーズ永久磁石回転磁場乾式磁気分離器の動作原理。
CTGYシリーズ永久磁石回転磁場プリセレクタ[3]は複合磁気システムを採用し、2組の機械伝達機構を介して磁気システムとドラムの逆回転を実現し、急速な極性変化を生み出すことで、磁性材料を長距離で分離することができます。媒体は非磁性材料や弱磁性材料からより完全に分離されます。
材料は供給装置上部の供給口からコンベアベルト上に落下し、分離モーターの作用によりコンベアベルトが移動し、回転磁場はモーターの作用により（ベルトに対して）逆方向に回転します。材料が搬送ベルトによって磁場に運ばれると、磁性材料はベルトにしっかりと吸着され、強力な磁気攪拌作用を受け、回転と跳躍を起こし、重力と遠心力の作用により非磁性材料を材料の上層に「押し上げ」、非磁性ボックスに素早く送り込みます。磁性物質はベルトに吸着され、ドラムの下を流れ続けます。磁場から離れると、重力と遠心力の作用により磁気ボックスに入り、磁性物質と非磁性物質の効率的な分離が実現されます。
構造上の技術的ポイント
CTGYシリーズ永久磁石回転磁場乾式磁気分離器の基本構造は、フレーム、供給ボックス、ドラム、尾鉱ボックス、濃縮ボックス、磁気伝達システム、ドラム伝達システムなどから構成されます。
CTGYシリーズ永久磁石回転磁場乾式磁気分離機の技術的ポイント：①磁気システム設計は同心回転磁気システムを採用し、磁気巻き付け角度は360°、円周方向はNSN極性に従って交互に配置され、独自の磁気集中技術が使用されています。磁気グループ間にNdFeBくさび形磁気ブロックグループを追加することでドラムの強度が1.5倍以上になり、同時に磁極の数が2倍になり、材料選別プロセス中の回転数が増加し、鉱物中の弱い磁性物質や混合脈石を効果的に除去できます。高性能、高保磁力、高温、耐熱性の希土類ネオジム鉄ボロンを磁源として使用し、磁極板は高透磁材料DT3電気純鉄で作られており、透磁率が大幅に向上しています。コアシャフトは磁場損失を最小限に抑え、磁気シリンダー表面の磁場強度を効果的に向上させ、強磁性材料の回収率を向上させます。②ドラム磁気システムは周波数変換と速度制御を別々に行います。ドラムの速度と磁気システムの回転をそれぞれ制御するために2つのギアモーターが選択され、2つのギアモーターはそれぞれ2つのインバータによって制御されます。モーターの周波数を自由に調整することでモーターの速度を変更でき、ドラムの回転速度と磁気システムの回転速度を変更することで、鉱物粒子の転がり回数を制御します。③永久磁石ローラーバレルはエポキシ樹脂製のガラス繊維強化プラスチックで作られており、渦電流効果によりローラーの発熱を回避し、モーター出力を向上させます。
5. CXFGシリーズ吊り下げ式磁気分離器
5.1 主な構造と動作原理
CXFGシリーズ懸垂式磁気分離機は、主に供給ボックス、カウンターローラー分配装置、主ベルトコンベヤ、補助ベルトコンベヤ、磁気システム、分配装置、ストッパー装置、濃縮ボックス、尾鉱ボックス、フレーム、および伝動システムで構成されています。
CXFGシリーズ懸垂磁気分離機の選別原理は、ローラー機構を用いて材料を補助ベルトコンベヤのコンベヤベルト表面に均一に供給することである。主ベルトコンベヤ上の磁気システムは材料の上部に配置され、強磁性鉱物を分離する。強磁性鉱物はピックアップされて濃縮箱に送られる。弱磁性材料が補助ベルトコンベヤのヘッドを通過する際、ドラム内の磁気システムによってドラム表面に吸着され、ドラムの回転に伴って磁場から分離されて濃縮箱に落下する。非磁性鉱物は運動の慣性力と重力の作用により尾鉱箱に投げ出され、選別目的を達成する。CXFGシリーズ懸垂磁気分離機の動作原理を図13に示す。
図13 CXFGシリーズ懸垂磁気分離器の動作原理
構造上の技術的ポイント
CXFGシリーズ懸垂磁気分離機の技術的ポイント：①対向ローラータイプの布を使用することで、処理能力と材料層の均一性を確保できるだけでなく、大粒鉱石の破砕を阻止して補助することもできます。2組のローラーの間には一定の隙間があります。一対の噛み合いギアは、定周波数減速モーターを介して同期して逆方向に回転するように駆動されます。ユーザーは、出力に応じてローラーの速度を調整して、鉱石の量を調整できます。②メイン分離ベルトコンベアは、複数の磁極が交互に配置された開放型平面磁気システムを採用しています。平面磁気システムは、分離領域が長く、磁化時間が長いため、磁性鉱石の吸着機会が増えます。また、磁気システムが鉱石の上部にあるため、選別エリアの磁性鉄は懸濁して緩い状態になり、モノマーが吸着され、介在現象がなく、品位向上効率は湾曲磁気システムよりもはるかに高くなります。磁性鉱物は磁極に沿って移動し、平面磁気システムを通過します。磁性鉱物は自動的に何度も反転します。反転頻度が大きく、時間が長いため、磁性鉱物の品位向上に有利です。平面磁気システムでは、巧妙かつ合理的な磁気差の設計があり、鉱物は常に多極磁極の作用下にあるため、脈石と非磁性鉱物を効果的に分離し、完全な回収率を得て、精鉱の品位を向上させ、テールランナーを減らします。③補助ベルトコンベヤは主に鉱物の搬送に使用され、ヘッドは磁気ドラム構造を採用して微粒子を分離します。ローラーは溝構造を採用してベルトのずれを防ぎます。
山東華特磁電科技有限公司が製造する上記製品シリーズは、粒径の異なる鉱物の分離に適しています。様々な選別指標の要件を満たすよう製品構造設計に独自の重点を置いており、多くの鉱業企業でエネルギー節約、消費削減、効率向上に貢献し、既に広く活用されています。
鉱業企業は、生産効率を向上させるため、鉱石の性質や技術的条件に応じて、自社の事業条件に適した磁気分離装置を選定すべきである。
機器メーカーは、鉱業企業の生産要件に応じて製品の性能を継続的に改善・向上させ、実際の使用における問題を解決し、産業用途により適した製品を生産し、磁気分離装置の技術開発を促進するべきである。
投稿日時：2021年3月17日