自动生产矿石方法研究论文

1磁选关于磁选设备的进展，已有若干专门评述〔’一41，这里仅就搜集到的磁选论著和信息进行综合评述.弱磁选弱磁选进展的特点是，利用高性能钦铁硼永磁体制造场强更高的筒式磁选机，筒式磁选机大型化和预选大块磁铁矿石，发展有利于提高精矿品位的弱磁选机。钦铁硼永磁体(Nd:Fel刀)的最大磁能积可达“(T·A/m)，约为衫钻合金(SmCo。)最大磁能积(”T·A/m)的z倍[51，银铁氧体(，)最大磁能积(·A/m)的10倍。因此，采用钦铁硼磁系容易提高磁选机的场强和性能。例如，德国用铰铁硼永磁棒研制的‘Permos’鼓式磁选机的磁感应强度可达，既可用于物料的干选或湿选，也可比较理想地用于除去强磁选给料中的磁性较强的物质〔6’。英国Boxmag--Rapid有限公司用铰铁硼永磁体研制的‘Magnadrum’筒式磁选机的磁场可达，用于分选工业矿物和磨料粉〔’J。作为设备大型化的例子如，我国马鞍山矿山研究院继开发CTDG1210型大筒径磁选机后，又研制了CTDGIS16型更大筒径的磁选机[3]，采用钱铁硼磁系，筒面平均磁场可达，用于分选大块磁铁矿石.鞍山黑色冶金矿山设计研究院与山东张家洼铁矿合作研制了一种价1400mmx1600mm电磁水冷磁滑轮【.〕，筒面平均磁场为，处理能力可达200t/h，用于预选一350mm的磁铁矿石，8个月内从万t原矿剔除含铁的万t尾矿，共增加经济效益万元。为了提高设备的分选效果，峨嵋矿产综合利用研究所将常规磁选槽改进为磁一重选机〔，〕，其槽体上部由圆锥形改为圆筒形，永磁铁氧体磁系由下部圆塔形整体磁系改为上部多层圆阵形分散磁系，场强分布为12~0kA/m，并配备浓度自控系统，可将分选区矿浆浓度控制在30%~35%之间，该设备在首钢迁安铁矿应用的效果是:配合改进工艺流程，提高了分选粒度，与以往细磨细筛工艺流程相比，在磨机容量、精矿品位和铁回收率相同的条件下，提高了生产能力.这种设备已发展为价300、600、1500、1800、2500mm系列产品。为了提高精矿品位，北京矿冶研究总院研制了一种Bk一1021多力场筒式磁选机〔川。该机采用7极开放磁系和顺流型选箱，在选箱中部补加上升水和排粗粒尾矿，在给料端设溢流堰和排细粒尾矿，使随筒运行的磁性物始终受到反向水流的清洗作用，达到提高精矿品位的目的。该机在南芬铁矿选矿厂的工业试验结果表明，与价105Ommx21OOmm半逆流型磁选机相比，精矿品位高，分选效率高，而磁性铁回收率只低肠。值得注意的是，前苏联研究了用电化学调节法强化磁选过程‘川。在实验室研究确定，对难选矿石和氧化矿石，第一段弱磁选前采用电极化作用最有前途，精矿品位可提高，4%，铁回收率提高、，弱磁选尾矿在强磁选前再进行调节，铁回收率又可提高l%、。对易选矿石，极化作用后，第一段和第二段磁选的铁回收率只能分别提高、和叫。据认为，效果不同是由于矿石性质、磁化强度和矿物组成不同.还由于矿石中的氧化物的固定电位值和交换电流值及还原阴极反应电流的极限度不同。强磁选强磁选设备的研制主要限于永磁和电磁辊式或带式强磁选机。英国BOxmag一Rapid有限公司用铰铁硼永磁体制造了‘Magnaroll’辊式磁选机[‘〕，包括辊径功75mm和功100mm两种规格，分别用于处理细粒和粗粒物料。它在给料带面的磁场通常为，并可由回路产生高梯度，分选性能比感应辊式磁选机优越，典型应用包括提纯硅砂和长石，提高红柱石质量和陶瓷细粒干料除铁。前苏联研制了一种旋转磁场辊式磁选机〔‘，，，又名电动分选装置。该机主要由输料带和带下面的与带平行配置的永磁辊构成。磁辊由三部分永磁体组成，中部永磁体的磁极法向与辊轴垂直，前后永磁体的磁极法向与辊轴成45“角，形成同一平面三个方向的磁场，辊面磁场为。分选原理是，利用非磁性导电颗粒在旋转磁辊产生的旋转磁场中受交变电动力作用与非导电颗粒分离该机被用于从有色金属加工渣屑和废料中回收铝、铜等金属颗粒，导体产品纯度和回收率都可达94%以上。我国马鞍山矿山研究院继开发Cs一1型辊式磁选机后，又研制了Cs一2型电磁感应辊式强磁选机〔’‘]，其辊径和有效长度分别为叻380mm和1468mm，双辊平行配置，共四个分选带，磁场可在之间调节，激磁、传动和风冷功率分别为、13xZkw和义Zkw。该机在梅山铁矿用于分选12~Zmm赤一菱铁矿石的指标是，原矿含铁时，精矿品位和回收率分别为和，单台设备的年经济效益为63万元。与辊式磁选机不同。带铁磁性齿板或球介质的湿式强磁选机由于构造复杂，造价高，加之类型较多，发展的任务仍是推广应用和改进完善。SHP一2000型强磁选机在齐大山铁矿得到了应用〔’‘’，SQC一6一2770型强磁选机在马钢姑山铁矿纳人生产流程，功1500型双立环强磁选机在昆钢进一步得到了推广应用〔‘5]SHP一3200型强磁选机的改进包括〔’‘]:磁包角由83“改为70。，激磁线圈由风冷改为油冷等。颇有意思的是，昆钢对齿板介质平环磁选机和球介质立环磁选机用相同试料作了对比试验[1’〕，结果表明，齿板平环型的精矿品位和铁回收率分别约高4%和8%，但立环型由于反向冲洗磁性物，因而不易堵塞，对隔渣、隔粗、冲洗水压和水质要求不严，运行更加可靠。高梯度磁选在磁选领域，对高梯度磁选的研究仍占有重要位置，并取得了显著进展。Svoboda叙述了一种新型高梯度磁选机I‘’〕，该机采用短线圈水冷磁系，磁场为，输人功率110kw，用于从南非威特沃特斯兰德残渣中回收金和铀，能力为30t/h。前苏联新克里沃罗格采选联合公司和黑色金属选矿研究院合作研制了3KM小一600型磁选机〔‘吕’。该机采用恺装电磁磁系和网眼135~x51~冲孔网板作分选介质磁感应强度为，处理能力可达30Ot/h，用于处理细度95肠一幻。刃n的氧化铁石岩。铜矿资源丰富的赞比亚对高梯度磁选给予了重视，最近用背景磁场、分选罐尺寸23mmx32mmx104mm(有效容积42ml、充填5%50~10即m钢毛的横向磁场高梯度磁选装置，对5~38拜m的铜精矿和原矿作了试验研究t‘，’，在给料流速7cm/s和清洗流速14cm/s条件下分选二次，前一种磁性产品的黄铜矿和斑铜矿含量由72叫提高到86%，回收率为82%;后一种磁性产品的铜矿物含量从16%.提高到44%，回收率为72肠。在国内，高梯度磁选已跨人工业应用时期，由中南工业大学和江西赣州有色冶金研究所合作研制的SLON一1000型立环脉动高梯度磁选机已发展为SLON一r500型〔’。’，其分选环直径由1ooomm增至150omm，处理量邮t/h提高到30t/h，且结构有所改进，性能有所提高，第一台SLON一1500型磁选机于1989年安装在姑山铁矿，处理矿泥和强磁选细粒尾矿等难选混合物料，原预计年经济效益106万元‘’‘’，实际达到了108万元。1990年通过技术鉴定后，该矿又订购了一台SLON一1500型脉动高梯度磁选机。近两年来，还在弓长岭铁矿和铜录山铜矿分别应用了五台与一台SLON一1500型立环脉动高梯度磁选机。对脉动高梯度磁选原理也作了进一步探讨〔”]。中南工业大学对盘古山钨细泥的脉动高梯度磁选试验研究也获得了好指标‘川:含的钨细泥在合适条件下分选一次，得到WO3含量和回收率的钨精矿;与非脉动高梯度磁选相比，精矿品位高，回收率只低。由中南工业大学和醛陵市科技开发中心合作研制的CL一功500mm周期式振动高梯度磁选机〔’‘」填补了我国高岭土高梯度磁选的空白。该机的罐径和高分别为500mm和300mm，磁场可达ZT，耗功率约220kw，处理量约为Zt/h。工业试验表明，该机的激磁和冷却性能良好，能有效除去高岭土中的含铁顺磁性微细颗粒，显著增加高岭土和成瓷白度，可产生较好的经济和社会效益。关于高梯度磁选理论，自1973年Watson提出磁捕收颗粒数概念〔25’以来，已建立了相当完整的磁捕收理论.最近，svoboda等人根据能量观点，探讨了高梯度磁捕收新理论〔26]。他认为，顺磁性颗粒在高梯度磁场中与铁磁性捕集丝相碰撞时，具有的总作用能为范德华一伦敦作用能、双电层作用能、平均磁能和剪切应力对颗粒作功之和，并由此导出被介质丝捕收的颗粒半径(限定颗粒粒度)与颗粒磁化系数、磁场强度、介质丝磁化强度和半径、流体速度和密度及粘性系数等的关系式。超导磁选超导磁选已进人大型化工业应用时期。美国Eriez磁力公司继1986年将重25叶、直径为2134mm罐式超导磁选机用于公司高岭土加工厂提纯高岭土后，不到一年，同一公司又订购了一台重250t、直径3048刃n幻a的同类型超导高梯度磁选机〔川，当该机正在制造时，又订购了第三台这种设备，按计划已于1990年第一季度安装运转。这是世界上最大的超导磁选机，超导磁体用Nb一叭线绕制，液氦冷却至一269℃，只需每个周期的开头供给激磁电流，在60秒内，磁场可由零升至ZT，然后不需外电能仍能维持ZT磁场，周期末关闭时，磁体‘归还’的电能约为启动时‘借去’电能之半。超导磁选的成本比普通高梯度磁选稍高些，第二台设备的生产成本又比第一台稍高些。德国KHD洪堡·韦达格公司已将一台Descos超导筒式磁选机售给土耳其〔:‘3，用于将弱磁性的蛇纹石脉石与菱镁矿分离，原矿粒度为100~4幻n幻。，约含510220%、FeZ034肠，干选一次得含510:和Fe:O，的菱镁矿粗精矿。该机的规格为价120OmmxI500mm，磁场可达，处理量为10肚/h，能耗约为·h/t，是世界上第一台用于粗粒分选的超导磁选机。现在期望用‘高温’超导体开发第三代超导磁选机「‘91。2电选Kelly和Spottiswood用三篇论文全面评述了电选理论。第一篇评述了基础原理，包括静电学;颗粒特性，即颗粒导电率(Band理论、电子捕获和其它形式的导电)，半导体的表面电子学性质:颗粒或金属接触的等效回路，流体中的颗粒运动。第二篇评述了颗粒电性的测量和颗粒荷电的机理。电性测量包括电场测量，荷电量测量，接触荷电量累计测量和导电率测量。颗粒荷电机理包括电晕荷电，感应荷电，摩擦荷电，荷电速率，Coehn法则。第三篇评述了静电选矿实践，包括静电选矿机的理论分析(受力分析)，静电选矿机的经验分析，设备参数，分选回路，三篇论文涉及95篇文献。关于电选的I:.艺和理论研究也有一些报导。国外有人用添加剂产生大量摩擦电荷的方法将KCI与NaCI分离。该法利用KCI与NaCI摩擦带电的差别，在物料中加人适量添加剂.使之在流动层皮带运输过程中摩擦带电，然后在分选机中得KCI精矿，KCI精矿品位可达92%，回收率为50%。.沙洛姆等人探讨了将非均匀交流电场分离技术用于液体和气体介质条件下的分选机理「川，建立了电场强度、荷电量和库仑力与惯性力之比的表达式。

金属矿地下连续开采技术研究摘 要：改革以来我国的金属矿开采技术得到了很大的发展，尤其在金属矿地下开采方面生产工艺已经接近世界先进水平。本文系统介绍了金属矿地下连续开采的基本知识及开采工艺。并且例举了新疆金属矿地下连续开采的工程实例，对地下金属矿连续开采的目前状况进行了分析，以供广大矿业工作人员参考。 关键词：地下金属矿；连续开采；技术 一、金属矿地下连续开采的基本情况 采矿是通过矿堆的采准、切割和回采三个工艺流程将矿石从地下矿床开采出的过程。采矿方式分地上开采和地下开采两种。近年来，我国地下开采的金属矿山逐渐增多，地下开采的各个工序基本实现了由机械化操作取代手工作业，开采自动化程度明显提高。地下连续开采技术是我国目前地下采矿的先进技术。地下连续开采有两种主要方式，一是当矿体硬度较小时，开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时，开采时分成若干个施工段，不同施工段的各个工序连续平行进行施工，这需要在开采时做好各个工序间的协调工作。 国外地下采矿装备系列齐全，配套完整，机械化程度也高，从凿岩、装药到转运，全部实现了机械化配套作业，各道工序无需手工体力操作，无繁重体力劳动，装备无轨化、液压化、自动化程度较高。地下无轨采矿工艺是目前国际先进采矿工艺技术的标志。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面，已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。 二、金属矿地下连续开采工艺 1.在对大块矿岩开采时，为提高开采的效率，连续进行落矿、出矿、运输等工艺的回采施工。回采时采用前进式推进顺序，施工过程中不留矿柱。采用这种连续开采的工艺可提高开采效率，经济适用，方便矿块的控制管理和采矿设备调配，将来发展潜力很大。 2.在对地下矿石进行后处理时，采用专门的运输机连续进行矿石的出矿、转运、提升等工艺的施工。使地下矿石开采、运送达到一体化。采用这种工艺可以加快开采速度，近几年来，该工艺应用较广。 3.如果开采的矿岩硬度较大，开采具有一定的难度，可采用连续采矿机实现掘进、挖掘、落矿、出矿、转运等工艺过程的连续化施工。目前，有关专家对这种采矿工艺的研究取得了很大的进展，使其应用前景更加广阔。 三、金属矿山地下连续开采的问题及处理措施 我国自90年代以后，随着科学技术的不断发展，在地下连续开采技术研究方面取得了重大的突破，多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。同世界先进国家相比，仍有一定的差距。目前矿山开采中还存在某些问题急需解决。有的矿山在采矿时，将采矿分为矿石和矿柱两个步骤，将收矿柱放在开采矿石后面。这种采矿方法存在如下不足之处：矿柱质量难以保证，所留矿柱截面形态各异，抗压强度低，易产生破坏。矿柱回收结果不理想，能正常回收的矿柱较少，不但浪费了资源，而且降低了采矿效率，延长了采矿作业时间，对地下采矿的经济效益产生很大影响。并且由于采矿步骤多，在管理上也产生许多困难。为了解决上述问题，有关专家不懈的努力，研究出地下连续开采无矿柱法。这种地下连续采矿施工方法如下：将步骤划分成矿段，不留矿柱，回采单元用矿段表示，采用将切割槽割在矿段中部，并把振动机布置在结构底部出矿的方法。矿石由振动车搬运，连续进行出矿、运矿的作业。崩矿过程中及时进行回填，平行进行采切、回采、充填的作业，使采矿工作连续不间断的施工。地下连续无矿柱采矿的实施，表明我国地下金属矿开采技术进入一个新的层次。使矿柱回收困难的问题得到很好的解决，加快了采矿的时间，避免了国家资源的浪费，提高了地下采矿的经济效益。由于减少了采矿步骤且使采矿各工序衔接紧密，连续不间断的开采，为采矿集中管理带来便利，使劳动效率大幅增长。回采时工序安排合理，连续开采，还解决了深部矿体开采时因为地压较大引起的围岩失稳问题。极大的促进了我国矿山开采的现代化进程。另外，地下连续开采的规范还不够完善，各地区对采矿的标准和要求还不统一，虽然重视开采新技术的研究，但对设备的配套及工艺的优化重视程度还不够，对新型设备的推广还不够完善。必须在有关部门的领导下，完善采矿规范标准，加强连续工艺的优化与设备的合理配套。建立与连续开采相适应的理论体系。在不断开发研制新型设备的同时，注重对新型设备的推广应用。使我国的金属矿地下连续开采进一步向现代化迈进。 四、地下连续采矿技术的应用 新疆某铁矿年产矿石能力20万吨。矿区属丘陵地带，气候干燥，夏季雨水较多，年平均降雨量毫米，冬季气温较低区域内未有大的河流，矿区地震烈度为6度。经勘察矿区深层土质为岩石，浅层为砂砾层。矿床为缓倾斜矿床，矿体为脉状矿体。地下开采的日产量为3000吨。采用地下连续开采方案，用胶带运输机连续运输，地下开采按由上往下的顺序开采。 将整个矿块划分为一个回采单元，矿块厚度即采场宽，相互采场之间不留矿柱，依次连续的进行采切、回采、充填三大工序，回采不允许在同一分层上进行，要分层进行，不同时进行相邻采场的采切。为避免开采时破坏四周土的应力，出现应力集中现象，影响围岩稳定，产生地面塌陷，设计对采空区采用非胶结充填方式处理，可以消除塌陷的危险。这种充填方式工程量较大，生产效率低，回采操作不便。后经专家研究决定，采用连续帷幕随时充填技术。该充填工艺施工时不留矿柱，开采各工序连接紧密，连续性好，而且作为支护的可压缩金属支座支护能力好。确保了采矿的安全，为出矿、转运和充填提供了方便。能对采空区进行及时迅速的回填。此采矿技术开采时采用将整体矿脉一体推进方式。主要的采切工程有：底盘转运巷道、切割巷、出矿漏斗及切割天井。地下连续采矿技术将回填空区用矿岩分离出的废石回填，采用了先进的矿浆输送方式。将深孔连续采矿技术、矿岩分离技术、矿浆输送技术等工艺与技术综合起来应用，实现了回采的高效率，经验证经济效益和社会效益良好。 五、金属矿地下连续开采未来的发展 我国的金属矿地下开采技术和过去相比虽然有了很大的进步，但要赶上并超过世界先进水平尚需不断发展，地下金属矿开采的大型化、数字化、连续化将是未来发展的主要方向。在采矿技术发展的同时需考虑社会效益和经济效益，研制并应用适合地下金属矿连续开采的技术，使矿山的开采与四周生态环境相谐调。有关部门还需组织专家加大对矿岩应力的研究，增加围岩的稳定性，以提高地下开采的安全性。还要加大对充填采矿法的推广力度，并且坚持朝快速化、环保化的方向发展。 六、结语 随着社会的发展，我国的采矿技术也不断进步。其中金属矿地下连续开采的技术已经接近世界先进水平，基本实现了金属矿地下连续开采的连续化和机械化。如何使我国的金属矿地下连续开采技术取得更大的进步，研究出更先进的金属矿地下连续开采技术，仍是广大矿业技术人员今后的努力目标。