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摘要：从磁铁矿粉的性质，选煤用磁铁矿粉质量要求以及选煤厂设计选型、实际生产管理等方面，探讨选煤厂降低介质损耗的途径。
关键词：选煤厂；介质损耗；途径
随着重介质选煤技术的日益成熟，尤其是无压给料三产品重介质旋流器的成功使用以及自动控制技术的飞速发展，重介质选煤在我国得到了广泛应用。而磁铁矿粉做为重介质选煤工艺中不可或缺的消耗材料，其消耗量的多少直接影响着选煤厂的技术指标和经济效益。重介选煤厂运行质量的好坏，一个关键指标就是介耗，那么如何减少选煤厂的介质损耗，笔者认为大致可从以下几个方面进行控制。
一、保证磁铁矿粉质量满足选煤要求
1、磁铁矿粉的物理性质
磁铁矿粉的物理性质主要有密度、粒度、磁性以及机械强度、稳定性等。
同等密度的磁铁矿粉，粒度越小磁性物含量越低，反之亦然；相同粒度的磁铁矿粉，密度越高磁性物含量也越高，磁性物含量低密度亦低。譬如：磁性物含量为95%、-325网目（-0.044mm）粒度含量为85%的磁铁矿粉，当-325网目粒度含量提高到90%，磁性物含量将降到90%以下，这主要是由于共生、结晶的杂质在磨细过程中解离的结果。磁性物含量高磁铁矿粉越易被回收，粒度越细的磁铁矿粉其稳定性越好。
(1)矿物磁性
在已知的元素中，铁、镍、钴是铁磁性的，含有其中一种或两种元素的化合物可以是强铁磁性也可以是弱铁磁性的，也可能是顺磁性的。在实际工程中，一般分为强磁性、弱磁性和非磁性矿物。强磁性矿物是在弱磁场磁选机中能够回收的矿物。
(2)化学组成
磁铁矿粉以Fe2O3、Fe3O4为主，还含有SiO2、S、P及其氧化物等杂质。
选煤用磁铁矿粉主要来源为化工废料和铁矿石磨矿产品。由于化工废料中所产磁铁矿粉量少，大量来自强磁性铁矿石磨矿产品。磁铁矿、磁性赤铁矿、钛铁矿和磁黄铁矿都属于强磁性矿物。以为Fe2O3主的磁铁矿粉来自赤铁矿，以Fe3O4主的磁铁矿粉来自磁铁矿，后者的含铁量比前者往往高3%—5%。
(3)磁铁矿
它的饱和磁化强度Ms=451~454千安/米，矫顽力He=1.6千安/米，在磁场强度约为320千安/米磁场中磁化时开始磁性饱和，起始比磁化率为0.0018~0.0128立方米/千克。磁铁矿的矫顽力随粒度的减小而增高，而比磁化率则相反，也就是说，粒度越细越难回收。
(4)磁黄铁矿
磁黄铁矿多以变态存在，依不同结晶或化合方式混于其他矿物中，它可以是强磁性也可以是弱磁性。一般的，FeS属弱磁性，0 (5)弱磁性矿物
弱磁性矿物的磁性与磁化场强、粒度无关，其比磁化率为一常数，没有磁性饱和及剩磁现象，它的磁化强度与磁化场强度成线性关系。常见的赤褐铁矿、假象赤铁矿、云母铁矿、菱铁矿、褐铁矿、针铁矿皆属弱磁性矿物，回收这些弱磁性矿物必须在高磁场强度中。
2、选煤用介质粉的要求
以磁铁矿粉作为加重质的选煤设备，对其粒度、密度、磁性、含杂等都有一定的特殊要求。根据我国分类标准，可把介质粉（选煤用）依粒级分为四类。
一类、二类适合于槽式分选；三类、四类适合于旋流器分选。一般地，密度大于4.5kg/cm3，磁性物含量大于85%即能满足选煤要求。近年来无压三产品旋流器的广泛使用，尤其是用于不脱泥分选，要求介质粉必须达到四类标准，同时磁性物含量不低于90%、杂质中S的含量不超过2%（SiO2含量越低越好），否则，耗量将很高（当然也與工艺、设备有关）。磁铁矿粉作为选煤重介质，由于其产地不同而质量也相差较大。磁铁矿粉的检测项目日常为密度、粒度、磁性物含量，特殊指标则需用化学滴定的方法来检测。
二、磁选设备满足要求，磁选效率高
磁选机无论国产还是进口其原理都是一样的，区别仅在于外型和所选用的磁性材料不同。它的选择主要根据介质的性质（确定磁性材料）、工艺环节中的非磁性物含量（浓度）及其粒度上限、处理量。
1、磁性材料
磁选设备所用的磁性材料有软磁材料和硬磁材料，前者用于制造磁轭、磁极头、磁介质及导磁零件，后者用作磁选机的磁源。硬磁材料的矫顽力一般都很大。硬磁材料有合金和陶瓷磁体，二者比较，合金的Br（径向磁感应强度）高而Hc（矫顽力）则低得多，因而二者磁极高度与宽度之比也不一样。高性能的磁选机要求磁性材料具备很大的Hc和Br。
2、磁选机的性能要求
(1)回收效率高，总效率要到98%～99.9%，最终尾矿中固体的磁性物含量不超过0.8%；
(2)精矿浓度高，磁选精矿矿浆的浓度不低于2000kg/m3；
(3)选择性高，磁选精矿中磁性物含量一般在95%以上；
(4)对入料适应性强，能适应给矿浓度和给矿量的适度变化。
3、选煤用磁选机
选煤用的磁选机一般采用永磁筒式磁选机，根据其工作性质的不同，磁选机的槽体结构方式有三种：顺流式、逆流式和半逆流式。各种方式结构的磁选机对给料的粒度、浓度、磁性物含量（或非磁性物含量）都有特定的要求。一般来说，其它条件相同时顺流式磁选机功耗为逆流式磁选机的50%~100%，逆流式磁选机的磨损最大。半逆流磁选式机对处理量、粒度、浓度、非磁性物含量的变动非常敏感，粒度增大、浓度提高都会引起磁选机的堵塞。
、磁选实践
矿物磁性是确定磁选过程的决定因素。回收强磁性矿物用弱磁场磁选机，回收弱磁性矿物用强磁场磁选机。对选煤厂而言，用于回收介质的磁选机选择、管理必须服从系统工艺要求，并留有余地（磁选机能力），所选磁铁矿粉作介质也必须满足本厂实际。评定磁选机的效果不仅看其回收率，也要看其磁选效率。目前，我集团公司各重介选煤厂基本上都选用美国艺利公司生产的磁选机，其主要型号为HMDA—6单滚筒和双滚筒磁选机，该磁选机适合于煤泥含量高的工作环境，具有磁场分布均匀、矿浆通过量大、磁选效率高等特点。
三、脱介筛的选择
脱介是介质回收复用的前提。脱介筛作为重介质回收的第一道“关口”，其脱介效果的好坏不但直接影响到介质的消耗量和介质回收系统的正常运行，还可以减少介质对选后产品的污染。
1、脱介筛的面积选择
筛子脱介工艺一般为两种：
弧形筛+直线振动筛，其面积计算一般依据为脱泥：3-5t/㎡；不脱泥2-3t/㎡。
弧形筛+香蕉筛：其面积计算一般依据为脱泥：5-7t/㎡；不脱泥4-5t/㎡。
2、脱介筛筛缝的选择
筛缝的选择应考虑系统中磁选机的结构，一般不应超过磁选机的入料粒度上限。不脱泥：〈0.8㎜；脱泥：与磁选机选型一起考虑。筛子面积小，产品带介高；筛缝宽，粒度大，磁选机效率下降。脱介用的弧形筛的筛缝一般为1mm左右，实际分级粒度为0.5mm。
四、选煤过程中的介耗控制
1、技术损失：系统工艺设计中允许的最大介质损失量
脱介筛的技术损失量如下：
2、管理损失：储、装、运过程造成的，生产过程跑、冒、滴、漏等造成的损失。在生产过程中主要通过经常检查维护各种管道、阀门，减少跑、冒、滴、漏现象；加强生产管理，减少非正常性停车，保证给煤量均衡稳定，系统正常运行，以此来尽量减小管理损失。
技术损失与管理损失二者相互关联，技术损失会影响管理效果，管理的失误会加大技术损失。
3、介质回收流程的结构
介质净化回收流程结构的合理性也直接影响着介质消耗的多少。在实际生产中应注意以下几方面。
(1)尽量采用直接磁选流程；
(2)离心液不直接进入浮选或煤泥水系统，可将其并入磁选机入料；
(3)浓缩设备的溢流直接作为脱介筛上的喷水，在重介系统内循环使用。
4、系统有效配合
a. 介质的选择：根据选煤厂实际情况确定磁铁矿粉的技术要求，如密度、粒度、磁性物含量等，以满足选煤厂正常生产的要求。
b. 脱介筛的管理：
脱介筛是介质损耗的第一关，应充分利用弧形筛（或固定筛）脱介作用，使介质的70%以上能从产品中脱掉，同时直线筛（或香蕉筛）上加大喷水，尽可能地减少产品带介。一般管理原则是，能在合格段脱掉的介质不留到稀介段脱，能在弧形筛脱掉的介质不留到直线筛脱。在生产实践中，要经常检测脱介筛带介量，及时对弧形筛进行调头，保证脱介量；对振动筛筛板、筛缝及时检查维护，保证筛面不堵、不漏，筛缝在正常范围内；保证喷水压力和喷水面积满足要求。
c. 介质的回收利用
磁选机是介质的回收关键设备，也是介质损耗的最后一关，应设法利用各种条件使来料满足磁选机的特殊入料要求（浓度、粒度、非磁性物含量、处理能力），调整磁选机的参数（磁偏角、排料间隙、磁间距、转速）以达到最佳工况。同时要加强磁选机的维护，经常清理筒体、槽体，防止煤泥、杂物堵塞，影响磁选机的正常运行。
5、在生產管理中需要注意的问题
(1)脱介弧形筛需要定期调头，保证筛面的动态积煤效果；
(2)脱介振动筛筛面要平整，无破损、松动现象，接缝要严密，筛孔、筛缝不应有过大过小和过度磨损现象，以保证介质回收系统的入料稳定；
(3)脱介振动筛的筛面和排料溜不应有积煤或堵塞，尽量不带负荷开车；
(4)振动筛喷水沿筛面全宽连续、不断流，无盲区，喷咀不堵，要保证一定的出水压力；
(5)振动筛喷水应尽可能使用循环水，以减轻煤泥水系统的负担，喷水量应在保证产品不带介的情况下尽量减少，以减轻磁选机负荷；
(6)定期检查磁选机入料管是否堵塞，保证给料均匀，及时调节尾矿槽内挡料板，保证磁选机有溢流，溢流量应占入料的25%；
(7)停车后要清理磁选机槽体内的杂物、煤泥，防止堵塞，保证磁选机槽内的正常间隙和磁选机良好的运行状态；
(8)分流量的控制应视系统内煤泥含量情况而定，尽量减小分流，分流过大会使磁选机效率下降；
(9)生产过程中要保持给料均匀稳定，防止系统忽开忽停，尽量延长有效生产时间；
(10)加强对介质输送、贮存及工艺系统中跑、冒、滴、漏的管理，杜绝因管理上的问题造成介质流失。
总之，磁铁矿粉作为加重质用于选煤，其消耗管理是一项系统工程，应结合各方面因素综合考虑，这样才能保证选煤厂介质损耗达到较低水平，不断提高选煤厂的经济效益。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：选煤厂；介质损耗；途径
随着重介质选煤技术的日益成熟，尤其是无压给料三产品重介质旋流器的成功使用以及自动控制技术的飞速发展，重介质选煤在我国得到了广泛应用。而磁铁矿粉做为重介质选煤工艺中不可或缺的消耗材料，其消耗量的多少直接影响着选煤厂的技术指标和经济效益。重介选煤厂运行质量的好坏，一个关键指标就是介耗，那么如何减少选煤厂的介质损耗，笔者认为大致可从以下几个方面进行控制。
一、保证磁铁矿粉质量满足选煤要求
1、磁铁矿粉的物理性质
磁铁矿粉的物理性质主要有密度、粒度、磁性以及机械强度、稳定性等。
同等密度的磁铁矿粉，粒度越小磁性物含量越低，反之亦然；相同粒度的磁铁矿粉，密度越高磁性物含量也越高，磁性物含量低密度亦低。譬如：磁性物含量为95%、-325网目（-0.044mm）粒度含量为85%的磁铁矿粉，当-325网目粒度含量提高到90%，磁性物含量将降到90%以下，这主要是由于共生、结晶的杂质在磨细过程中解离的结果。磁性物含量高磁铁矿粉越易被回收，粒度越细的磁铁矿粉其稳定性越好。
(1)矿物磁性
在已知的元素中，铁、镍、钴是铁磁性的，含有其中一种或两种元素的化合物可以是强铁磁性也可以是弱铁磁性的，也可能是顺磁性的。在实际工程中，一般分为强磁性、弱磁性和非磁性矿物。强磁性矿物是在弱磁场磁选机中能够回收的矿物。
(2)化学组成
磁铁矿粉以Fe2O3、Fe3O4为主，还含有SiO2、S、P及其氧化物等杂质。
选煤用磁铁矿粉主要来源为化工废料和铁矿石磨矿产品。由于化工废料中所产磁铁矿粉量少，大量来自强磁性铁矿石磨矿产品。磁铁矿、磁性赤铁矿、钛铁矿和磁黄铁矿都属于强磁性矿物。以为Fe2O3主的磁铁矿粉来自赤铁矿，以Fe3O4主的磁铁矿粉来自磁铁矿，后者的含铁量比前者往往高3%—5%。
(3)磁铁矿
它的饱和磁化强度Ms=451~454千安/米，矫顽力He=1.6千安/米，在磁场强度约为320千安/米磁场中磁化时开始磁性饱和，起始比磁化率为0.0018~0.0128立方米/千克。磁铁矿的矫顽力随粒度的减小而增高，而比磁化率则相反，也就是说，粒度越细越难回收。
(4)磁黄铁矿
磁黄铁矿多以变态存在，依不同结晶或化合方式混于其他矿物中，它可以是强磁性也可以是弱磁性。一般的，FeS属弱磁性，0
弱磁性矿物的磁性与磁化场强、粒度无关，其比磁化率为一常数，没有磁性饱和及剩磁现象，它的磁化强度与磁化场强度成线性关系。常见的赤褐铁矿、假象赤铁矿、云母铁矿、菱铁矿、褐铁矿、针铁矿皆属弱磁性矿物，回收这些弱磁性矿物必须在高磁场强度中。
2、选煤用介质粉的要求
以磁铁矿粉作为加重质的选煤设备，对其粒度、密度、磁性、含杂等都有一定的特殊要求。根据我国分类标准，可把介质粉（选煤用）依粒级分为四类。
一类、二类适合于槽式分选；三类、四类适合于旋流器分选。一般地，密度大于4.5kg/cm3，磁性物含量大于85%即能满足选煤要求。近年来无压三产品旋流器的广泛使用，尤其是用于不脱泥分选，要求介质粉必须达到四类标准，同时磁性物含量不低于90%、杂质中S的含量不超过2%（SiO2含量越低越好），否则，耗量将很高（当然也與工艺、设备有关）。磁铁矿粉作为选煤重介质，由于其产地不同而质量也相差较大。磁铁矿粉的检测项目日常为密度、粒度、磁性物含量，特殊指标则需用化学滴定的方法来检测。
二、磁选设备满足要求，磁选效率高
磁选机无论国产还是进口其原理都是一样的，区别仅在于外型和所选用的磁性材料不同。它的选择主要根据介质的性质（确定磁性材料）、工艺环节中的非磁性物含量（浓度）及其粒度上限、处理量。
1、磁性材料
磁选设备所用的磁性材料有软磁材料和硬磁材料，前者用于制造磁轭、磁极头、磁介质及导磁零件，后者用作磁选机的磁源。硬磁材料的矫顽力一般都很大。硬磁材料有合金和陶瓷磁体，二者比较，合金的Br（径向磁感应强度）高而Hc（矫顽力）则低得多，因而二者磁极高度与宽度之比也不一样。高性能的磁选机要求磁性材料具备很大的Hc和Br。
2、磁选机的性能要求
(1)回收效率高，总效率要到98%～99.9%，最终尾矿中固体的磁性物含量不超过0.8%；
(2)精矿浓度高，磁选精矿矿浆的浓度不低于2000kg/m3；
(3)选择性高，磁选精矿中磁性物含量一般在95%以上；
(4)对入料适应性强，能适应给矿浓度和给矿量的适度变化。
3、选煤用磁选机
选煤用的磁选机一般采用永磁筒式磁选机，根据其工作性质的不同，磁选机的槽体结构方式有三种：顺流式、逆流式和半逆流式。各种方式结构的磁选机对给料的粒度、浓度、磁性物含量（或非磁性物含量）都有特定的要求。一般来说，其它条件相同时顺流式磁选机功耗为逆流式磁选机的50%~100%，逆流式磁选机的磨损最大。半逆流磁选式机对处理量、粒度、浓度、非磁性物含量的变动非常敏感，粒度增大、浓度提高都会引起磁选机的堵塞。
、磁选实践
矿物磁性是确定磁选过程的决定因素。回收强磁性矿物用弱磁场磁选机，回收弱磁性矿物用强磁场磁选机。对选煤厂而言，用于回收介质的磁选机选择、管理必须服从系统工艺要求，并留有余地（磁选机能力），所选磁铁矿粉作介质也必须满足本厂实际。评定磁选机的效果不仅看其回收率，也要看其磁选效率。目前，我集团公司各重介选煤厂基本上都选用美国艺利公司生产的磁选机，其主要型号为HMDA—6单滚筒和双滚筒磁选机，该磁选机适合于煤泥含量高的工作环境，具有磁场分布均匀、矿浆通过量大、磁选效率高等特点。
三、脱介筛的选择
脱介是介质回收复用的前提。脱介筛作为重介质回收的第一道“关口”，其脱介效果的好坏不但直接影响到介质的消耗量和介质回收系统的正常运行，还可以减少介质对选后产品的污染。
1、脱介筛的面积选择
筛子脱介工艺一般为两种：
弧形筛+直线振动筛，其面积计算一般依据为脱泥：3-5t/㎡；不脱泥2-3t/㎡。
弧形筛+香蕉筛：其面积计算一般依据为脱泥：5-7t/㎡；不脱泥4-5t/㎡。
2、脱介筛筛缝的选择
筛缝的选择应考虑系统中磁选机的结构，一般不应超过磁选机的入料粒度上限。不脱泥：〈0.8㎜；脱泥：与磁选机选型一起考虑。筛子面积小，产品带介高；筛缝宽，粒度大，磁选机效率下降。脱介用的弧形筛的筛缝一般为1mm左右，实际分级粒度为0.5mm。
四、选煤过程中的介耗控制
1、技术损失：系统工艺设计中允许的最大介质损失量
脱介筛的技术损失量如下：
2、管理损失：储、装、运过程造成的，生产过程跑、冒、滴、漏等造成的损失。在生产过程中主要通过经常检查维护各种管道、阀门，减少跑、冒、滴、漏现象；加强生产管理，减少非正常性停车，保证给煤量均衡稳定，系统正常运行，以此来尽量减小管理损失。
技术损失与管理损失二者相互关联，技术损失会影响管理效果，管理的失误会加大技术损失。
3、介质回收流程的结构
介质净化回收流程结构的合理性也直接影响着介质消耗的多少。在实际生产中应注意以下几方面。
(1)尽量采用直接磁选流程；
(2)离心液不直接进入浮选或煤泥水系统，可将其并入磁选机入料；
(3)浓缩设备的溢流直接作为脱介筛上的喷水，在重介系统内循环使用。
4、系统有效配合
a. 介质的选择：根据选煤厂实际情况确定磁铁矿粉的技术要求，如密度、粒度、磁性物含量等，以满足选煤厂正常生产的要求。
b. 脱介筛的管理：
脱介筛是介质损耗的第一关，应充分利用弧形筛（或固定筛）脱介作用，使介质的70%以上能从产品中脱掉，同时直线筛（或香蕉筛）上加大喷水，尽可能地减少产品带介。一般管理原则是，能在合格段脱掉的介质不留到稀介段脱，能在弧形筛脱掉的介质不留到直线筛脱。在生产实践中，要经常检测脱介筛带介量，及时对弧形筛进行调头，保证脱介量；对振动筛筛板、筛缝及时检查维护，保证筛面不堵、不漏，筛缝在正常范围内；保证喷水压力和喷水面积满足要求。
c. 介质的回收利用
磁选机是介质的回收关键设备，也是介质损耗的最后一关，应设法利用各种条件使来料满足磁选机的特殊入料要求（浓度、粒度、非磁性物含量、处理能力），调整磁选机的参数（磁偏角、排料间隙、磁间距、转速）以达到最佳工况。同时要加强磁选机的维护，经常清理筒体、槽体，防止煤泥、杂物堵塞，影响磁选机的正常运行。
5、在生產管理中需要注意的问题
(1)脱介弧形筛需要定期调头，保证筛面的动态积煤效果；
(2)脱介振动筛筛面要平整，无破损、松动现象，接缝要严密，筛孔、筛缝不应有过大过小和过度磨损现象，以保证介质回收系统的入料稳定；
(3)脱介振动筛的筛面和排料溜不应有积煤或堵塞，尽量不带负荷开车；
(4)振动筛喷水沿筛面全宽连续、不断流，无盲区，喷咀不堵，要保证一定的出水压力；
(5)振动筛喷水应尽可能使用循环水，以减轻煤泥水系统的负担，喷水量应在保证产品不带介的情况下尽量减少，以减轻磁选机负荷；
(6)定期检查磁选机入料管是否堵塞，保证给料均匀，及时调节尾矿槽内挡料板，保证磁选机有溢流，溢流量应占入料的25%；
(7)停车后要清理磁选机槽体内的杂物、煤泥，防止堵塞，保证磁选机槽内的正常间隙和磁选机良好的运行状态；
(8)分流量的控制应视系统内煤泥含量情况而定，尽量减小分流，分流过大会使磁选机效率下降；
(9)生产过程中要保持给料均匀稳定，防止系统忽开忽停，尽量延长有效生产时间；
(10)加强对介质输送、贮存及工艺系统中跑、冒、滴、漏的管理，杜绝因管理上的问题造成介质流失。
总之，磁铁矿粉作为加重质用于选煤，其消耗管理是一项系统工程，应结合各方面因素综合考虑，这样才能保证选煤厂介质损耗达到较低水平，不断提高选煤厂的经济效益。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。