重介质分选工艺具有效率高、适应煤种广、分选精度高的优势,是我国选煤厂的主导和首选工艺。节本降耗是目前国家供给侧改革及煤炭产能供需政策改革背景下煤炭企业实现可持续发展的必然选择和重要课题。因此进一步降低重介质分选过程介质消耗成为了目前选煤厂改进工艺、提高经济效益的热点。介耗是选煤厂的主要生产成本,大量研究文献与生产现场实践表明磁选尾矿占介质损失的60%以上。目前尚缺乏磁选尾矿针对性回收的设备与工艺。本文系统研究了选煤厂实际生产过程介质迁移规律,系统研究了磁选尾矿性质及磁性组成,设计、开发了一种新型盘式磁选机并进行了半工业试验,为降低介质消耗提供一种新的技术途径。主要结论如下:明晰了介质在选煤厂生产过程的迁移规律。选煤厂生产过程介质迁移特征研究结果表明:重介旋流器分选过程中介质56.39%进入底流,43.61%进入溢流;脱介脱水及介质回收过程中介质0.03%进入矸石,0.04%进入精煤,0.19%进入磁选尾矿。介质损失路径有两条,分别是:产品带走,占入料介质0.07%,占介质总损失的26.92%;磁选尾矿带走,占入料介质0.19%,占介质总损失的73.08%。明确了磁选尾矿物相组成及磁性组成。磁选尾矿主要元素为Si和Al,Fe含量为3.33%。铁元素赋存形式以磁性铁为主,含量为2.17%,占比为65.17%;赤(褐)铁矿次之,含量为0.56%,占比为16.82%。磁选尾矿中磁性物主导粒级为-0.045mm,产率为88.82%。随着背景场强降低,磁选尾矿中磁性物含量先是稳定在90%以上,当场强低于0.03T时,磁性物含量迅速下降至84.74%,要保证磁选尾矿的磁性物充分回收,背景场强应大于0.03T。在明晰磁选尾矿特性的基础上,设计了永磁盘式强磁选机的磁系结构。研究了磁系排布方式、磁块材料、相邻磁盘磁极布置、磁盘间距、导磁块宽度对磁场分布的影响,结果表明:永磁块NS极沿磁盘周向交替径向同极布置可减少吸附在磁盘上的磁性物发生翻转的几率,减少因翻转而损失的磁性物,保证较高的磁性物回收率;永磁块采用钕铁硼永磁材料可保证较高的磁场强度,磁盘表面磁场强度可达0.58T,相邻磁盘中心可达0.20T;相邻磁盘相对磁极异极布置较相对磁极同极布置可减小磁场中零磁场区的面积;随着磁盘间距的减小,设备处理量减小,磁场强度增加但无法消除磁场中的零磁场区,为保证设备处理量选择磁盘间距为90mm;导磁块布置在径向的两块磁块之间,材料为软磁材料,导磁块宽度为20mm可消除磁场中的零磁场区,此时磁盘表面磁场强度可达0.36T,相邻磁盘中心可达0.25T,磁场区域磁场强度全部大于0.03T。设计加工了永磁盘式强磁选机半工业机,开展了半工业试验。结果表明:随着磁盘转速的增加,磁性物回收率先上升后下降;随着处理量的增加,磁性物回收率先上升后下降;随着溢流堰高度的增加,磁性物回收率呈上升趋势,到25cm后磁性物回收率基本不变,保持在88%以上。最终在磁盘转速6r/min,槽体内溢流堰高度25cm,处理量400m3/h时,磁性物回收率为88.83%,磁选尾矿磁性物含量为0.24%,盘式永磁强磁选机对磁选尾矿的磁性物回收指标较好,为选煤厂降低介质消耗提供了一种新的技术途径。盘式磁选机尾矿总铁含量为0.45%,较选煤厂磁选尾矿下降了将近3个百分点,磁性铁含量为0.26%,较选煤厂磁选尾矿降低2个百分点。本论文共有图59幅,表19个,参考文献62篇。