CN100444965C - 复合闪烁磁场精选机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿式精选设备。该设备利用磁团聚重选机和磁力脱水槽两种设备的选矿原理，设计了永磁和电磁相结合的复合闪烁磁场并附以自动控制设施，能有效地把磁选精矿中夹杂的连生体和脉石等杂质清除，从而大幅度提高精矿品位。该设备上面圆筒部分相当于磁团聚重选机，但磁场特性和矿物受力情况与之大不相同，使磁性矿物在团聚-分散-团聚过程中始终受到向下的磁力并获得较强烈的清洗、选分作用；下面的圆筒与锥体部分相当于磁力脱水槽，起进一步精选作用。该设备本身用压力传感器、流量表自动检测选别区浓度和给水量，通过自动控制系统、电磁阀、排矿阀等自动调整磁场强度、排矿速度及给水量，使设备处于最佳工作状态，不用人工操作调整。
Description
技术领域
本发明涉及磁铁矿物加工技术，尤其是涉及一种进行磁铁矿物精选的技术装备。
背景技术
铁精矿质量的高低直接关系着高炉冶炼的成本，国内外选矿界把提高精矿品位作为科研攻关的重点。普通的磁选设备选出的铁精矿中不可避免地混杂一些铁矿物与脉石矿物的连生体及少量单体脉石，如何将这部分连生体和脉石抛出，一直是困扰各选厂提高铁精矿品位的难题。“反浮选”虽然有效，但工艺复杂，生产成本太高；磁团聚重选机只能脱出细粒级连生体及脉石，无法将较粗粒级杂质脱出，且耗水量大，操作难度大。
“反浮选”工艺是在细磨的基础上，对磁选精矿增加反浮选作业，剔除精矿中的贫连生体。该工艺不仅工艺复杂，对粒度和矿浆温度要求标准较高，需建设反浮选厂房，而且对铁矿物粒度有较严格的要求，增加了药剂、动力等消耗，提高了选矿比，降低了生产效率，增加了金属流失，导致生产成本升高，并因使用药剂可能造成环境的影响。
磁团聚重选机是1985年由地质矿产部矿产综合利用研究所和首都钢铁公司等三个单位合作设计的专利产品(专利号85 1 03457.8)，是靠适当的控制和强化磁性矿物的磁团聚作用来实现的，在磁团聚重选机中，由永磁磁系构成了一个磁场强度分布比较均匀的弱磁场，各点的磁场强度是恒定的，磁场力只起磁团聚作用，分选主要取决于重力和上升矿浆流的浮举力大小的对比。该设备没有向下的磁力，上升水流不能过快，粗粒杂质脱不掉；又由于各磁环由永磁铁构成，磁场始终存在，磁性矿物在矿浆中仅靠较弱的磁场力和重力形成的“团聚-分散-团聚”现象不明显，夹杂的杂质不易脱掉，尤其是在矿石中贫连生体含量较高时，选别效果更不理想；另外，该设备体积庞大，水消耗很大，使得流程中水量的负担增大，增加了泵及磁选机的负担；技术操作调整复杂，需要比较有经验的岗位操作工才能调整好，否则就会造成选矿指标的波动。
发明内容
本发明的目的是为了对磁铁矿物进行选别，尤其是进行精选，针对“反浮选”工艺和磁团聚重选机存在的缺陷和不足，提出了一种靠磁力、重力和水力联合作用的湿式精选设备复合闪烁磁场精选机。
本发明包括筒体、给矿器、溢流槽、给水器、排矿阀，其特征在于：溢流槽安装在筒体上部，溢流堰处安装压力传感器，给矿器支撑在溢流槽上，给水器设置在筒体下部锥体上方，筒体下部安装排矿阀，给水管路上安装流量计和电磁阀，在筒体内壁自上而下按一定间隔设置有沉没在矿浆中的多组电磁线圈，在给水器下部设置有永磁体沿圆周均匀分布，同极面指向圆心，最上部的电磁线圈连续供电，并且通过电流控制电磁强度，以保持溢流液面稳定；下部电磁线圈自上而下依次间歇、间隔供电，产生闪烁磁场，强化磁性矿物在矿浆中产生团聚-分散-团聚作用；通过流量计检测给水量信号，用压力传感器检测分选区浓度信号，由控制系统控制电磁阀和排矿阀和电磁线圈的电流强度，以保持给水量符合设定值以及溢流液面稳定。
电磁线圈通过防水、耐磨处理，电缆穿线管经过密封处理，直接放置在矿浆中工作。电磁线圈上部数组电磁线圈为大线圈，下部数组电磁线圈为小线圈。永磁体用铜螺栓固定在沿圆周内壁环状不锈钢带上，其余磁系均由电磁线圈构成，形成了一个由电磁线圈和永磁块构成的复合磁系。
本发明的优点是集中了磁团聚重选机和永磁磁力脱水槽的选别特点，设计了特殊的磁场特性，设备本身能自动控制，不但能有效地将铁精矿中的细粒杂质抛出，而且也能有效地将较粗粒级的连生体和脉石矿物抛出，达到大幅度提高精矿品位的目的。工业试验证明，其提高精矿品位的幅度比磁团聚重选机高2～3倍。
附图说明
图1为本发明所涉及的复合闪烁磁场精选机结构示意图；
图2为图1中A-A剖面图。
如图所示：1.给矿器，2.压力传感器，3.溢流槽，4.筒体，5.电缆穿线管，6.线圈支架，7.大电磁线圈，8.小电磁线圈，9.给水器，10.永磁体，11.电动执行器，12.电磁阀，13.流量计，14.排矿阀。
具体实施方式
本发明复合闪烁磁场精选机的结构及位置关系为：溢流槽3安装在筒体4上部，溢流堰处安装压力传感器2，给矿器1支撑在溢流槽3上，给矿管沿切线方向给入，上部设置有排气管，下部给矿管深入到筒体4内部由中部水平给矿，给矿管下部设有返矿盘。给水器9设置在筒体4下部锥体上方，给水管路上安装流量计13和电磁阀12，给水器9各给水水管均沿切线方向把水给入筒体4，在圆筒中心向下设置一个给水管，并有返水盘。在筒体下部，安装排矿阀14，用电动执行器11来控制排矿阀14的开启程度，最终控制精矿排矿量。
该精选机内部设置有电磁永磁复合磁系，其中给水器9下部固定有永磁体10沿圆周均匀分布，用铜螺栓固定在沿圆周内壁环状不锈钢带上，同极面指向圆心，在筒体内壁自上而下按一定间隔设置有沉没在矿浆中的多组电磁线圈7、8，线圈放在用不锈钢做成的易于拆卸的线圈支架6上，最上部的电磁线圈连续供电，并且通过电流控制电磁强度，以保持溢流液面稳定。下部几组电磁线圈自上而下依次间歇、间隔供电，产生闪烁磁场。该发明复合闪烁磁场精选机附以自动控制系统，其中：通过流量计13检测给水量信号，用压力传感器2检测分选区浓度信号，由控制系统控制电磁阀12、排矿阀14和电磁线圈7、8的电流强度，以保持给水量符合设定值以及溢流液面状态稳定。
本发明复合闪烁磁场精选机的作业原理为：复合闪烁磁场精选机利用励磁线圈产生电磁场，改善了细粒级磁铁矿颗粒的分选条件，提高分选效果。矿浆由给矿器给入到筒体内，磁性铁矿物在由电磁线圈产生的闪烁磁场中磁化形成磁团聚体，加大了自身重量加上磁力作用，克服了由给水器给入的上升水流的浮举作用向下沉降。沉降过程中，呈不断团聚-松散-团聚状态，以便将团聚体中夹杂的脉石矿物和磁性较弱的连生体用水冲出，使精矿不断得到提纯，当精矿沉降到给水器下方时，又受到由永磁磁系和锥体部分构成的高深磁力脱水槽的作用，进一步精选，形成最终精矿从底部排矿阀中排出。脉石矿物和连生体克服不了上升水流作用，随上升水向上运动，最后形成溢流从溢流槽中排出。向上运动过程中，又不断受闪烁磁场作用，将已单体解离的铁精矿团聚下沉。
当给矿量和给水量发生变化时，自圆筒内给矿点到溢流堰之间(称选分区)浓度则随之变化，压力传感器将浓度变化信号传给自动控制装置，由自动控制装置控制电磁线圈的电流强度，使磁场强度也随之变化，从而改变磁性矿物下沉速度，同时也控制下边排矿阀的开启程度，改变排矿速度，又由自动控制系统检测流量计信号大小，控制电磁阀调整给水量，从而保持选分区浓度趋于设定值，维持最佳选别状态。当矿石性质发生变化，精矿质量波动时，则调整电流设定值，使磁场强度适应矿石变化，保证最终精矿质量，实现对磁性矿物的精选。
本发明复合闪烁磁场精选机的特点为：
该发明复合闪烁磁场精选机通过充分利用电磁线圈产生的电磁磁场来提高单机台的处理能力。考虑给矿方式和处理矿浆量等多种因素的影响，将七组电磁线圈进行了绝缘防水、耐磨处理，电缆在电缆穿线管处进行密封处理，使电磁线圈直接放置在矿浆中工作，处理能力大幅度提高，既达到了减少配置安装、减少开动台数的目的，节省了投资额度以及作业消耗，又简化了设备结构，便于维修。
该发明复合闪烁磁场精选机把磁团聚重选机的圆筒部分(选别区)组合在顶部磁系的永磁磁力脱水槽上，且将磁团聚重选机的磁系由永磁改为电磁。磁系放在圆筒内部，最下面一个磁系为永磁磁系，是由永磁块沿圆周均布构成，用铜螺栓固定在沿圆周内壁环状不锈钢带上，同极面指向圆心。其余磁系均由电磁线圈构成，这样就形成了一个由电磁线圈和永磁块构成的复合磁系。其中电磁线圈共7个，上部4组电磁线圈为大线圈，下部3组电磁线圈为小线圈，间隔200～250mm。上面4个线圈匝数较多，间距较小，以产生较高磁场强度(因该区上升水流速度大)；下面3个线圈匝数较小，间距较大。顶部一个线圈连续供电，目的是保溢流面稳定，不“翻黑跑矿”。其它线圈按一定时间顺序依次间歇、间隔供电，以产生闪烁磁场，使磁性矿物在矿浆中产生充分的团聚-分散-团聚作用。供电的电流强度、供电时间、间歇时间和间隔线圈个数均可调。
因线圈按上下顺序依次供电，保证了磁性矿物在沉降过程中始终受到向下磁力作用，在磁团聚工艺的基础上，使磁铁精矿矿物颗粒在受到重力作用的基础上，又受到了一个向下磁场力的作用；又因线圈间隔、间歇供电，就使磁性矿物在矿浆中团聚后有足够的分散空间，促进连生体和脉石充分脱离团聚体，所以能够充分地进行上升水水量的添加，能在磁团聚体分散的时候，使连生体和脉石矿物充分脱出，并被上升水流带到顶部从溢流沿流出。筒体顶部直径收缩，截面积减小，上升水流速度加快，以使脱离磁场的杂质尽快随溢流排出。最终达到不但能有效脱出精矿中细粒杂质，又能充分脱掉较粗粒级杂质的目的。
给水器下面的圆筒和锥体部分相当于一个顶部磁系的永磁高深磁力脱水槽。由上到下，各点矿浆的浓度和比重逐步加大，使比重较小的脉石和连生体进一步被清除，精选作用较强。
自动调节磁场强度，提高了选别的自适应性。为了使线圈产生的磁场强度能够根据矿浆浓度的变化进行调整，提高其自适应性。在分选区增设浓度检测装置，通过检测分选区的浓度来调整线圈中的电流，当分选区的浓度增大时，加大线圈的电流，增加磁场对矿浆中导磁颗粒的作用力，防止矿粉颗粒不能克服水流的冲刷力而造成溢流翻黑；当分选区的浓度减小时，通过减小线圈中的电流，降低磁场强度防止矿浆中的磁性颗粒由于过大的磁场作用，过分磁化凝聚成团，在磁场消失后又无法打开，而影响选别效果。这一要求的实现是通过比例、积分、微分控制器即PID来实现的，在电磁聚机内部安装液位差计，通过液位传感器检测自给矿区向上的矿浆浓度的变化信号，转化为标准的4～20mA的电流送入PID控制器，通过设定P(比例)I(积分)D(微分)参数及设定值参数SV来自动输出至8031单片机控制板，8031控制板再调节输出对循环可控硅的控制电压来控制循环磁场中线圈的电流以及底部排矿阀的开启程度。另外，在给水器供水管路上装有流量计和电磁阀，由流量计检测水量信号，由PID控制电磁阀的开启度，保持给水量符合设定值信号。这就保证了设备始终处于最佳选别状态，且不用人工操作调整。
Claims (4)
1.一种复合闪烁磁场精选机，包括筒体、给矿器、溢流槽、给水器、排矿阀，其特征在于：溢流槽(3)安装在筒体(4)上部，溢流堰处安装压力传感器(2)，给矿器(1)支撑在溢流槽(3)上，给水器(9)设置在筒体(4)下部锥体上方，筒体下部安装排矿阀(14)，给水管路上安装流量计(13)和电磁阀(12)，在筒体(4)内壁自上而下按一定间隔设置有沉没在矿浆中的多组电磁线圈(7、8)，在所述给水器(9)下部设置有永磁体(10)沿圆周均匀分布，同极面指向圆心，最上部的电磁线圈连续供电，并且通过电流控制电磁强度，以保持溢流液面稳定；下部电磁线圈(7、8)自上而下依次间歇、间隔供电，产生闪烁磁场，强化磁性矿物在矿浆中产生团聚-分散-团聚作用；通过流量计(13)检测给水量信号，用压力传感器(2)检测分选区浓度信号，由控制系统控制电磁阀(12)、排矿阀(14)和电磁线圈(7、8)的电流强度，以保持给水量符合设定值以及溢流液面稳定。
2.根据权利要求1所述的一种复合闪烁磁场精选机，其特征在于：电磁线圈(7、8)通过防水、耐磨处理，电缆穿线管(5)经过密封处理，直接放置在矿浆中工作。
3.根据权利要求1所述的一种复合闪烁磁场精选机，其特征在于：所述电磁线圈上部数组电磁线圈(7)为大线圈，下部数组电磁线圈(8)为小线圈。
4.根据权利要求1所述的一种复合闪烁磁场精选机，其特征在于：所述永磁体(10)用铜螺栓固定在沿圆周内壁环状不锈钢带上，其余磁系均由电磁线圈构成，形成了一个由电磁线圈和永磁块构成的复合磁系。
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| 铁精矿提铁降硅的捷径--磁团聚重选新工艺的应用和效果分析. 郝树华，蒋文利.金属矿山，第323期卷第2003年第5期. 2003 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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