磁选机工艺效果评定新探

磁选机工艺效果评定新探

王伟1、王占山2、孙世新3、张庆铃4 （1、山东临矿集团王楼煤矿，山东 272100； 2、抚顺隆基电磁科技有限公司，辽宁 抚顺 113122）

摘要：通过举例论证和理论分析，指出磁性物回收率和磁选效率都不宜作为磁选机工艺效果的评定指标；从重介质选煤对磁选机净化回收介质的实际工艺要求出发，结合进入悬浮液系统中的煤泥量等于排出悬浮液系统煤泥量这一平衡关系，提出了新的更符合客观实际的磁选机工艺效果评定指标。

关键词：重介质；磁选机；工艺效果；磁选效率；回收率

重介质选煤因具有自动化程度高、分选效果好、入选级别范围宽、分选下限低、对煤质适应性强、可适用于任何可选性的原煤分选等优点，应用比例逐年上升，已成为新建选煤厂及老厂改造的主选方案和煤炭物理方法加工技术发展的主流。由于加重质(磁铁矿粉)的净化回收主要靠磁选机来实现，必然会造成一部分加重质损失在磁选尾矿中(产品带介也是介质损失的一方面)，导致重介选煤成本增加，在一定程度上限制了其更广泛的应用。

因此，选择合理的方法和指标、客观公正地评价磁选机工艺效果并指导现场调试，以尽量减少加再质的技术损失对

整个重介选煤工艺控制和推广应用显得尤为重要。

1、问题的提出

根据《选煤厂磁选设备工艺效果的评定方法(MT／T 816—1999)》? ，采用磁选效率作为煤用磁选设备工艺效果评定指标，磁性物回收率为辅助指标对磁选机工艺效果进行评定。计算公式如下：

式中： 为磁选效率，％ ；s为磁性物回收率，％ ； 为人料固体中磁性物含量，％ ；JB为精矿固体中磁性物含量，％ ；0为尾矿固体中磁性物含量，％ 。虽然在《选煤厂磁选设备工艺效果的评定方法(MT／T 816—1999)宣贯说明》 (以下简称宣贯)中对磁性物回收率的局限性作了一番说明，得出采用磁选效率作为磁选机工艺效果评定指标比采用磁性物回收率更能反映客观事实，但所列举的例子不具有普遍性，分析论证也不透彻(在宣贯中关于“磁选效率和磁性物回收率的比较” 中还有一处数据计算失误，导致作出“磁性物回收率与入料固体中磁性物含量大小变化无规律” 这样错误的论断)。而且宣贯中对在什么情况下可以直接采用磁选效率进行评定，什么情况下需要以磁性物回收率作为辅助指标进行综合评定没有明确规定，这也导致了评定的不确定性。

笔者根据大量现场数据的统计发现，无论是采用磁选效率还是磁性物回收率作为磁选效果评定指标都不能完全客观公正反映实际磁选工艺效果，有时甚至出现矛盾现象。

2、问题分析 2.1 举例分析

表1所列为5组磁选机磁选效果数据。从表1数据可以看fIj'2组的磁选效率高于1组，按磁选效率评价2组好；对第3、4、5组而言，无论采取哪个指标进行评定，第5组都优于其他两组。事实上，第1组尾矿带介量仅为第2组的1／2，两者的精矿质量都能满足工艺要求，总体工艺效果第1组远优于第2组(可见，磁选效率对精矿质量的影响较大)；同样，第4组尾矿带介量约为第5组的1／3，且净化程度较第5组高，总体效果应该第4组最好，且远优于第5组。显然，根据宣贯说明是无法解释这些现象的，而表中所列数据在实际生产中又都是可能出现的 此，从这几个例子可以看出。无论采取哪个评定指标，都不能完全客观公正地反映实际磁选工艺效果。

2.2理论分析

根据上述两个公式，分析其变化规律。以入料中磁性物含量 为变量，假定／3、0不变(即为常量)，对占进行求导，得：从以上分析可得出下述结论：

(1)磁选效率和磁性物回收率的高低与入料中磁性物含量的比例有极大关系。

(2)当入料、精矿巾磁性物含量不变时，磁性物回收率和磁选效率随尾矿中磁性物含量变化单调递减。

(3)当精矿和尾矿中磁性物含量不变}Ilf，磁性物回收率随入料磁性物含量变化单调递增，磁选效率变化无规律(根据入料、精矿、尾矿中磁性物含量的取值不同，可能单调递增或递减)。

(4)当入料、尾矿中磁性物含量不变时，磁性物回收率随精矿中磁性物含量变化单调递减，影响较小，磁选效率随精矿中磁性物含量变化单调递增，且影响较大 。显然，结论(3)、(4)关于磁性物回收率这两种变化规律都不符合磁选机工艺效果的实际，而且磁性物回收率和磁选效率所反映的变化规律是不一致的，这将导致两者在评定时会出现矛盾现象。

由结论(3)可知，磁选效率变化无规律还会导致磁选效率在评定时本身内在不统一，致使存在评定偏差。这就给磁选机工艺效果评定和现场工艺调试带来了很大误导，因此，都不宜作为磁选机工艺效果的评定指标。但磁性物回收率反映的是精矿中回收的磁性物总量与入料中磁性物总量的比值，概念清晰，意义明确；而磁选效率套用的是汉考克一卢伊肯公式，虽然该式同时考虑了磁性物的回收和煤泥对精矿的污染程度两方面，但它对精矿品位影响较大，且公式本身内在不统一，不符合重介选煤对磁选工艺效果的具体要求，并且其在此也无明确的意义。尽管公认磁性物回收率不能完全客观公正地反映实际磁选工艺效果，但它所反映的回收率这一事实是正确的，因此这就是在没有更好的评价指标

前还一直沿用至今的原因之一，甚至有时把磁性物回收率fn磁选效率混为一谈，统称“磁选效率”，而很少使川真正的磁选效率公式来评定磁选工艺效果和指导生产。显然，制定一个新的能客观公正反映实际磁选机工艺效果的评定标准迫在眉睫。

3、问题的解决 3.1新标准应满足的条件

根据重介质选煤的工艺特征，对煤用净化回收介质的磁选机的磁选工艺有三方面要求：①得到较高品位的精矿，达到净化悬浮液的目的，保证循环重悬浮液性质稳定，但对精矿品位要求不是特别严格(一般要求磁性物含量大于90％)；②要求精矿密度较高， >2．Okg／L或符合工艺要求，以利于循环重悬浮液密度的调节；③尽最大可能减少尾矿带介量，以降低介质损失。结合前面对磁选效率和磁性物回收率两个公式变化规律的分析，新的磁选机工艺效果评定指怀必须满足如下要求：①磁选效果由入料、精矿、尾矿中磁性物占固体含量大小来共同反映；②磁选效果随精矿中磁性物含量大小单调递增，但当精矿品位满足工艺要求时，影响较小，反之则影响较大。随尾矿中磁性物含量大小单调递减，且影响较大；③入料中磁性物含量大d,x,-J磁选效果的影响主要表现在磁选机对入料的净化程度(即B一0【的值大小)上，当考虑此因素时，磁选效果随入料中磁性物占固体含量大小变化

必须始终呈单调递减趋势，且影响较小，而不能表现出无规律状态，否则就会像前面论述的磁选效率公式一样本身出现内在不统一现象。

3.2新标准的提出

依据进入重介质悬浮液系统中的煤泥量等于排出悬浮液系统中煤泥量这一平衡关系，磁选尾矿中磁性物含量的大小口就成了磁选机工艺效果优劣最重要的体现，它直接关系磁性物技术损耗的大小，而精矿中磁性物含量 反映的是系统净化效果，关系悬浮液性质的稳定性。磁选机工艺效果应由 和口这两个值共同体现，它们反映的是磁选机本身性能和入料的性质(主要指固体中磁性物含量)及现场工艺操作水平(如入料固体质量百分浓度、入料流量、磁偏角、尾矿溢流面的调整等) 三者最终共同作用的结果。由于入料中磁性物含量的大小对磁选效果造成的影响一方面通过对精矿品位口和尾矿带介量8的影响来体现，另一方面体现在磁选机对入料的净化程度上，对磁选效果造成的影响只是磁选机“有效利用率” 不同，并且这种影响对磁选工艺而言是次要的，为了利于横向比较，没有必要再引入0【来反映磁选工艺效果，可以通过在实际操作中去体现(关于这点在后面还将进一步论述)。根据大量的实际生产数据统计，入料中磁性物占固体的含量 对磁性物回收率有较大影响，也在定程度上影响精矿品位 当入料中非磁性物含量超过40％ 时会干扰磁性物

在磁场区域内的回收，磁性物的损失会增加 ，但并不就此说明尾矿中磁性物含量大小口也增加。通过合理的工艺调整，如调整磁选机磁偏角、尾矿溢流面、入料浓度(如果入选原煤中煤泥含量高，稀悬浮液固体物中磁性物含量低于50％ 时，磁选机的入料矿浆浓度应小于20％ ，最佳浓度为15％ 左右，如果进入磁选机的稀悬浮液固体物中非磁性物含量较低时，磁选机的入料矿浆浓度可提高到20％ 一30％ ，最佳浓度为25％) 等，使设备达到最佳工作状态时，入料中磁性物含量大d,x,-J磁选尾矿中磁性物含量大

小无明显的影响，可以看成无关联，对精矿品位的影响也是磁选工艺要求所能接受的。只有在入料中磁性物占固体含量较小(一般认为<10％) 时，由于磁性物很难形成“磁链” 和“磁絮凝”，并且由于大量煤泥的干扰和混杂，使得细粒级磁铁矿损失增加，精矿品位迅速下降，但这种入料在现场是 很少见的；当入料中磁性物含量较高(一般认为>67％ ，有待更多的数据统计)时，虽然此时磁性物回收率较高，但由于入料中煤泥含量较少，也曼 尾矿中磁性物增趋势含量大大增加，并随人料呈递因此，笔者提出了以性能效率作为磁选机工艺效果评定指标(以区别于磁选效率)，可由下式表示：

根据目前我国磁选机的发展现状，一般要求磁性加重质回收率达98％ ～99．9％ 或最终尾矿中磁性物含量<0．8％ ，故取k。=125，得：

3.3新标准的评定方法

采用性能效率竹 作为磁选机工艺效果评定指标，同时采用磁选尾矿中单位体积带介量(g／L)大小来反映磁选机工作状态。一般要求：①精矿磁性物含量大于90％；②性能效率大于99％或尾矿体积带介量小于0．30g／L。精矿磁性物含量低于85％ 时，重悬浮液系统很难保持稳定，此时不需要计算性能效率即可直接评定该磁选工艺不合格。这样就避免了可能由于精矿磁性物含量很低但性能效率较高而导致的评定偏差。对于双段磁选工艺，采用综合评定。在生产运行中，由于设备性能是不变的，人料中磁性物含量大小一般也是不可调整的。因此它反映的就是现场操作水平，而且由于在精矿品位满足要求时，对性能效率影响很小，这样，在实际生产中可以只检验尾矿单位体积带介量和尾矿中磁性物含量大小这两个值来快速确定磁选工艺效果。如果磁选机尾矿单位体积带介量达到设计要求，说明磁选机处于较好工作状态，如果尾矿中磁性物含量过高，多半是因为人料中磁性物含量过高所致，工艺调节的余地不大，应尽量减少该悬浮液进入磁选机，以减少磁性物损失。对于稀悬浮液，尽管处理人料中磁性物含量较高的磁选机的磁性物回收率比处理人料中磁性物含量低的高，但在磁选尾矿中磁性物含量偏高或等于人料中磁性物含量情况下，也应尽量减少该悬浮液进人磁选机。因为根据排出系统煤泥量是恒定的这一事实，

这样总的磁选机人料量将减少(即提高了“有效利用率”)，介质消耗也减少。这点对于采用重介质旋流器不脱泥人选工艺显得尤为重要。因为旋流器在分选原煤的同时对悬浮液具有浓缩作用，使得精煤中悬浮液磁性物含量明显低于中煤和矸石，对于分流部分，精煤悬浮液采用小直径旋流

器再选时这种差别更大。根据对磁选效率和回收率两个公式的分析，从磁选机净化回收介质的实际工艺要求出发，结合进人悬浮液系统中的煤泥量等于排出悬浮液系统中煤泥量这一平衡关系，提出了采用性能效率作为煤用磁选机工艺效果的评定指标。由于该标准没有引人人料中磁性物含量这个因素，更有利于磁选效果的横向比较，并且充分体现了尾矿介质损耗对整个磁选工艺的重要性；评定指标概念清楚，意义明确。但在人料中磁性物含量极低而尾矿中磁性物含量又偏高(即尾矿磁性物含量降幅太小)的情况下也会存在评定偏差，只是这种人料在实际生产中是极少见的，因此不影响整体评价效果。由于磁选评定指标是以实际生产为依据制定的，并且用来指导实际生产，因此，所列举的能引起评定偏差的数据也必须是实际生产中能够出现的，而不应该是整个定义域内的数。

综上所述，还可以得出这样的结论：在重介选煤工艺中，介质损耗的大小与人选原煤中煤泥含量呈递增趋势，其中最重要的影响表现在磁选尾矿的介质损耗上，它与人选原煤中

煤泥含量成正比。建议在制定正式标准时，通过更多的实际数据统计，结合磁选机发展现状，得出更确切的人料中磁性物含量对精矿和尾矿磁性物含量的影响范围，以便确定更合理的常数k。及设计规范要求或制定更合理的评定指标。同时，建议采用尾矿带介量这个指标作为磁选机最重要的技术指标，以利于指导磁选机工艺调整。

1、王伟（1970-），男，山东济宁人，助理工程师，1990年毕业于北京煤校电子技术专业，现就职于临矿集团王楼煤矿选煤厂厂长，从事选煤工作。

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