CN100493726C - 一种链环式磁选机 - Google Patents

Abstract

一种选矿用的链环式磁选机。现有磁选作业采用多段磁选工艺，设备投入多，建设费用大。现有永磁圆筒型磁选机采用开式磁系，且筒式构造所固有的安装和运转间隙、不锈钢筒壁厚、耐磨橡胶层等占据了极面以外磁场最强的区域，磁能利用率及分选效率低。立环式磁选机弧形磁极加工难度大。针对现有技术的缺陷，提供了一种链环式磁介质输送装置及链环式磁选机。链环式磁介质输送装置包括支架、带附板链条、磁介质盒、链轮、链轮轴及驱动机构。链环式磁选机包括链环式磁介质输送装置、反冲作业装置、脱磁作业装置、弱磁作业装置、中磁作业装置、一段或多段强磁作业装置。采用本技术方案可降低磁选作业的设备投入，提高分选效率。

Description

一种链环式磁选机

技术领域

本发明涉及一种选矿用的磁选机，特别是一种链环式湿式磁选机。

背景技术

公知的强磁性及中等磁性矿物的湿式磁选作业，采用永磁圆筒型磁选机多段磁选工艺，详见冶金工业出版社《选矿手册》第三卷第三分册第147页～154页。而细粒弱磁性矿物的湿式磁选作业，采用永磁圆筒型磁选机先去除强磁性及中等磁性矿粒后，采用湿式平环强磁场磁选机或立环式高梯度磁选机进行多段强磁选作业，详见《矿业快报》2002年第2期“SLOn立环脉动高梯度磁选机在昆钢大红山选矿厂的应用”、《矿业快报》2004年第1期“SLOn立环脉动高梯度磁选机在非金属除铁中的应用”。因此，现有技术磁选作业设备投入多，建设费用大。圆筒型磁选机采用开式磁系，磁能利用率很低，而且筒式构造所固有的安装和运转间隙、不锈钢筒壁厚、耐磨橡胶层一般都在10mm以上，它占据了极面以外磁场最强的区域，在距磁极表面50mm处的矿浆底板处的磁场强度就更低了.因距圆筒外表面远的矿浆中的磁性矿粒受到的磁力小，而受到矿浆的阻力又大，因而，分选效率差。立环式磁选机的弧形磁极加工难度大，且随着立环直径的增大，不但加工难度更大，而且材料用量成倍增加，建设费用大幅提高。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，提供了一种链环式磁选机的磁介质输送装置、及链环式磁选机。其技术方案为：一种链环式磁介质输送装置，由支架1、带附板链条2、磁介质盒3、链轮4、链轮轴及轴承5、轴承盒6、大齿轮7、减速机8、调速电机9、下横梁10、减速机支架11、链轮松紧调节器12、调速电机皮带松紧调节器13、皮带14、链条水平支撑15组成。所述的磁介质盒3为用簿不锈钢板制作的矩形框，框的两外侧有耳，耳上有孔。带附板链条2的附板上有带孔圆柱销，该圆柱销装在磁介质盒3两外侧的耳孔内，圆柱销上的孔内再装上开口销82，使带附板链条2与磁介质盒3联为一可装可拆的整体。每一磁介质盒3的两外侧各联有一带附板链条2，所有磁介质盒3通过带附板链条2联接后围绕链轮4形成一个“矩形磁介质盒环”。在调速电机9的驱动下，该“矩形磁介质盒环”围绕链轮4旋转，并在两链轮4间形成上、下水平、直线移动段，在该水平、直线移动段上布置磁选作业装置，则形成上、下两个磁选作业区，该水平段的磁介质，以直线移动的方式实现磁性矿物的输送。磁介质盒3内用簿不锈钢板分隔成多个小盒，每个小盒的四角焊接15mm×15mm带孔簿不锈钢板。磁介质盒3内装入磁介质后，用不锈钢丝网在磁介质盒3的上、下两面固定。不锈钢丝网上也焊有15mm×15mm带孔簿不锈钢板，该网与磁介质盒3内的15mm×15mm带孔簿不锈钢板间用铆钉或点焊固定。所述磁介质为导磁不锈钢棒、断面为矩形或方形的长条、球、网、丝、毛、以及用不锈钢丝加工成一定形状的波纹介质。在上磁选作业区布置消磁作业装置、反冲作业装置，在下磁选作业区布置弱磁作业装置，则成为一种链环式弱磁磁选机；在上磁选作业区布置消磁作业装置、反冲作业装置，在下磁选作业区布置中磁作业装置、强磁作业装置，则成为一种链环式中磁磁选机、链环式强磁磁选机；在链环式中磁磁选机出料斗47、链环式强磁磁选机出料斗60上联接脉冲装置，则成为一种带有脉冲装置的链环式中磁磁选机、链环式强磁磁选机；在上磁选作业区布置消磁作业装置、反冲作业装置，在下磁选作业区布置弱磁作业装置、中磁作业装置、一段或多段强磁作业装置，则成为一种链环式可进行多段作业的磁选机。所述的消磁作业装置由硅钢片铁芯22、励磁线圈23组成，沿磁介质盒3的移动方向，励磁线圈23的匝数递减。所述弱磁作业装置由进料法兰24、进水法兰25、配料管26、配水管27、出料咀28、出水咀29、侧档水板30、永磁体31、电工纯铁磁极32、塑料垫块33、横向排料槽34、纵向排料槽35、纵向排料槽角钢支撑36、出料管37组成。所述中磁作业装置由进料法兰38、进水法兰39、进料斗40、进水斗41、上磁极42、上磁极不锈钢圆孔43、下磁极不锈钢圆孔44、钕铁硼永磁块45、下磁极46、出料斗47、出料口法兰48组成。所述强磁作业装置分为电磁永磁混合型与永磁型，所述电磁永磁混合型强磁作业装置，由进料口法兰49、进水口法兰50、进料斗51、进水斗52、上磁轭53、下磁轭54、上磁极55、下磁极56、励磁线圈57、上磁极不锈钢圆孔58、下磁极不锈钢圆孔59、出料斗60、出料口法兰61、油箱62、油箱盖63、顶紧螺栓64、拉杆65、塑料垫块66、进油管法兰67、出油管法兰68组成。所述强磁永磁作业装置由进料口法兰69、进水口法兰70、进料斗71、进水斗72、上磁极73、，上磁极不锈钢圆孔74、上磁轭75、钕铁硼永磁块76、下磁轭77、下磁极78、下磁极不锈钢圆孔79、出料斗80、出料口法兰81组成。

附图说明

图1是链环式磁介质输送装置的主视图；

图2是链环式磁介质输送装置中所采用的带附板链条2的实物效果图；

图3是链环式磁介质输送装置中磁介质盒3的轴测图；

图4是链环式磁介质输送装置中的带附板链条2及磁介质盒3的A-A剖视图；

图5是链环式磁介质输送装置中的带附板链条2及磁介质盒3的B-B剖视图；

图6是链环式磁介质输送装置中的带附板链条2及磁介质盒3的主视图；

图7是链环式磁介质输送装置中的带附板链条2及磁介质盒3的俯视图；

图8是链环式磁介质输送装置中支架1的主视图；

图9是链环式磁介质输送装置中支架1的俯视图；

图10是链环式磁介质输送装置中支架1的纵剖视图；

图11是本发明第一个实施例的主视图；

图12是本发明第二个实施例的主视图；

图13是本发明反冲作业装置的横剖视图；

图14是本发明反冲作业装置的纵剖视图；

图15是本发明退磁作业装置的A～A横剖视图；

图16是本发明弱磁永磁作业装置的横剖视图；

图17是本发明弱磁永磁作业装置的纵剖视图

图18是本发明中磁永磁作业装置的横剖视图；

图19是本发明中磁永磁作业装置的纵剖视图；

图20是本发明电磁、永磁混合型强磁作业装置的俯视图；

图21是本发明电磁、永磁混合型强磁作业装置的横剖视图；

图22是本发明电磁、永磁混合型强磁作业装置的纵剖视图；

图23是本发明永磁强磁作业装置的横剖视图；

图24是本发明永磁强磁作业装置的纵剖视图；

图25是本发明弱磁永磁作业装置的磁路图；

图26是本发明中磁强磁作业装置的磁路图；

图27是立环式磁选机的上、下磁极剖视图。

具体实施方式

图1是链环式磁介质输送装置的主视图，图11、图12是两个优选实施例的主视图。

如图1所示，链环式磁介质输送装置由支架1、带附板链条2、磁介质盒3、链轮4、链轮轴及轴承5、轴承盒6、大齿轮7、减速机8、调速电机9、下横梁10、减速机支架11、链轮松紧调节器12、调速电机皮带松紧调节器13、皮带14、链条水平支撑15组成。所述的支架1如图8、图9、图10所示，图中“门”形支架由14号槽钢、10mm厚钢板组焊而成，下部横梁10用螺栓与“门”形支架联接。所述的带附板链条2如图2所示，为标准件，节距为50.8mm、材料为奥氐体不锈钢，附板上有带孔圆柱销。所述的磁介质盒3如图3所示，为用0.8～1mm厚不锈钢板制作的矩形框，框的宽度为0.1m、长度为0.6m、高度为0.15m，框的短边两外侧焊有耳，耳上有φ10mm孔，磁介质盒3内用1mm厚不锈钢板分隔成4个小盒，每个小盒的四角焊接15mm×15mm×1mm带φ5mm铆钉的不锈钢板。磁介质分三层装入磁介质盒3内，各层的稀密程度为稀、中、密，所述稀、中磁介质层为不同规格的导磁不锈钢丝网波纹介质，所述密磁介质层为直径不等的导磁不锈钢毛。装入磁介质后，用不锈钢丝网在磁介质盒3的上、下两面固定。不锈钢丝网上也焊有15mm×15mm×1mm带φ5.5mm孔的不锈钢板，该网与磁介质盒3内的15mm×15mm×1mm带φ5铆钉的不锈钢板间用铆钉或点焊固定。磁介质盒3通过下磁选作业区时，磁介质稀的在上、密的在下。所述的链轮4为标准件，其参数为：Z＝25、P＝50.8、d＝405.43。所述齿轮与减速机形成的减速比为100∶1，磁介质盒3水平方向的线速度为3.8～15.3米/分。所述带附板链条2的附板上的圆柱销装在磁介质盒3两外侧的耳孔内，圆柱销的孔内再装上开口销82，使带附板链条2与磁介质盒3联为一可装可拆的整体。每一磁介质盒3的两外侧各联有一带附板链条2，所有磁介质盒3通过带附板链条2联接后围绕链轮4形成一个“矩形磁介质盒环”。在调速电机9的驱动下，该“矩形磁介质盒环”围绕链轮4旋转，并在两链轮4间形成上、下水平移动段，在该水平移动段上布置磁选作业装置，则形成上、下两个磁选作业区，该水平段的磁介质，以直线移动的方式实现磁性矿物的输送。

图11为可进行三段磁选作业的链环式磁选机的主视图。如图11所示，该机由链环式磁介质输送装置、消磁作业装置、反冲作业装置，弱磁作业装置、中磁作业装置、电磁永磁混合型强磁作业装置组成。

图11所示实施例的外部管路是这样联接的：弱磁作业段给料泵的出口与弱磁作业装置的进料口法兰24联接，泵的入口与矿浆浓度配料罐联接，弱磁作业装置的出料立管37，与中磁作业段的矿浆浓度自动调整罐的入口联接，中磁作业段的矿浆浓度自动调整罐的出口，与中磁作业段给料泵的入口联接，泵的出口与中磁作业装置的进料口法兰38联接，中磁作业装置的出料口法兰48、与强磁作业段的矿浆浓度自动调整罐的入口联接，强磁作业段的矿浆浓度自动调整罐的出口，与强磁作业段给料泵的入口联接，泵的出口与强磁作业装置的进料口法兰49联接，强磁作业装置的出料口法兰61、与非磁性产品沉淀池联接。反冲作业装置、弱磁作业装置、中磁作业装置、永磁电磁混合型作业装置的冲洗水进水口法兰16、25、39、50，通过各自的阀门分别与水箱联接。

图11所示实施例的分选过程是这样实现的：开启电源，调节磁介质盒3的线速度，调节为消磁作业装置励磁线圈供电的变频器的输出频率，开启反冲作业装置、弱磁作业装置、中磁作业装置、永磁电磁混合型作业装置的冲洗水进水口阀门。启动弱磁作业段的给料泵，矿浆由弱磁作业装置的进料口法兰24、不锈钢配料管26、不锈钢出料咀28进入磁介质内，矿浆中的强磁性矿粒被磁介质吸附，其余矿浆经横向排料槽34、纵向排料槽35、出料立管37进入中磁作业段矿浆浓度自动调整罐，磁介质上粘附的非强磁性矿粒，随冲洗水与前述其余矿浆合流；启动中磁作业段的给料泵，矿浆由中磁作业装置的进料口法兰38、不锈钢进料斗40、上磁极不锈钢圆孔43进入磁介质内，矿浆内的中磁性矿粒被磁介质吸附，其余矿浆经下磁极不锈钢圆孔44、不锈钢出料斗47、出料口法兰48进入强磁作业段矿浆浓度自动调整罐，磁介质上粘附的非中磁性矿粒，随冲洗水进入下磁极不锈钢圆孔44；启动强磁作业段的给料泵，矿浆由强磁作业装置的进料口法兰49、不锈钢进料斗51、上磁极不锈钢圆孔58进入磁介质内，弱磁性矿粒被磁介质吸附，其余矿浆经下磁极不锈钢圆孔59、不锈钢出料斗60、出料口法兰61进入非磁性矿物沉淀池，磁介质上粘附的非磁性矿粒，随冲洗水进入下磁极不锈钢圆孔59。磁介质上吸附的磁性矿粒，随“矩形介质盒环”的旋转进入消磁作业段，移动中的磁介质及其上吸附的磁性矿粒，被消磁作业装置的交变磁场反复脱磁，最后，磁介质及磁性矿粒均失去剩磁，进入反冲作业段。冲洗水经反冲作业装置的进水口法兰16、配水管17、出水咀21进入磁介质内，在冲洗水的作用下磁性矿物与磁介质分离，由出水槽18、出水口法兰19进入磁性矿物沉淀池。侧档水板20可控制冲洗水的流向。磁介质盒3离开磁极后，磁介质中的残余水由溢流水槽83收集。

图12为可进行5段磁选作业的链环式磁选机的主视图。如图12所示，该机由链环式磁介质输送装置、消磁作业装置、反冲作业装置，弱磁作业装置、中磁作业装置、3段永磁强磁作业装置组成。

图12所示实施例与图11所示实施例的区别仅在于去掉了永磁电磁混合型作业装置，增加了3段永磁强磁作业装置，其余分选过程与图11所示实施例相同。

该技术方案可取得以下有益效果：

1、由于本弱磁作业装置采用磁极极性交替布置的封闭磁系，磁通在磁介质中高度集中，磁介质上的磁场强度及梯度均大幅度提高，而现有永磁湿式圆筒型磁选机采用开式磁系，磁通通过磁极间的空气隙路程长，磁能利用率远低于封闭磁系，而且筒式构造所固有的安装和运转间隙、不锈钢筒壁厚、耐磨橡胶层一般都在10mm以上，它占据了极面以外磁场最强的区域，导致磁能利用率进一步降低，在距磁极表面50mm处的矿浆底板处的磁场强度就更低了。磁体占磁选机生产成本的40％左右，所以，前者的生产成本比后者少的多。又由于弱磁作业装置磁介质呈细丝填充状态，具有极大的表面积，矿浆通过时可与磁介质充分接触，磁性颗粒被磁介质捕捉的机率达到了最大化，因而分选效率很高。而永磁湿式圆筒型磁选机，矿浆仅与圆筒下部磁系包角对应的圆筒外表面接触，进入磁选区的矿浆在磁场力的作用下，非磁性矿粒移动方向和圆筒的旋转方向相反，磁性矿粒的移动方向和圆筒的旋转方向相同，以此实现磁性矿粒与非磁性矿粒的分离。磁性矿粒随圆筒的移动效果，取决于它所受到的磁力及矿浆阻力，距圆筒外表面近的磁性矿粒受到的磁力大、矿浆阻力小，移动效果好，反之移动效果差。由于矿浆与圆筒外表面接触面积有限，又由于矿浆与圆筒外表面的接触需要一定的厚度，进入磁选区的矿浆大部分距圆筒外表面距离远，分选效果差，因而，整体分离效率远不及本弱磁作业装置。还由于本弱磁作业装置磁极极性交替布置的磁系具有“磁翻动”作用，可使粉碎工序产生的机械铁及强磁性矿粒聚合成的磁链松动，从而使磁性矿粒与非磁性矿粒进一步分离，可在非金属矿除铁时提高成品收率，在铁矿石磁选时提高成品质量。所述永磁湿式圆筒型磁选机，详见冶金工业出版社2005年第5次印刷《磁电选矿》32～36页。

2、由于链环式磁介质输送装置提供了一个磁介质水平、直线移动，磁选作业区长度可达到7米的磁选作业的环境，因而，沿磁介质移动方向，上下磁极的长度可按需要设置，也可根据加工难易、加工费是否合理及冲洗水的间距要求采用多段拼接的方式。由于上下磁极为方块形，与立环式磁选机的弧形磁极相比，加工难度小、加工费用低。中国专利ZL01242984.8公布了一种立环脉动高梯度磁选机，其中，说明书第3页“磁系包角由90°改为100°～120°，磁系包角增大后，磁介质通过选矿区时间延长，使矿石得到充分的分选。精矿品位提高了2～5个百分点，有用矿物的回收率提高了5～10个百分点。”此例说明：延长磁介质通过磁选区的时间，可提高分选效率。但磁系包角增大到120°后，再增大磁系包角就比较困难。所以，采取了增大立环直径的办法来提高磁系包角对应的立环外周长，以加大磁选作业区的长度。如我国某公司己生产出了直径2米的立环式磁选机，并在选矿行业发挥了很好的效果。但增大立环直径将成倍增大磁选机的生产成本。如立环直径1000mm的磁选机，主机重6t、最大部件重2.22t，而立环直径2000mm的磁选机，主机重50t、最大部件重14t，两者相比，不论从材料投入、加工费用、还是运输安装，后者的建设费用将是前者的很多倍。而链环式磁介质输送装置，提高磁选作业区的长度仅增加链条2及磁介质盒3的长度，在对整机生产成本影响不大的情况下，解决了磁选作业区的长度问题。而且，所用部件绝大部分为通用标准件，不但大幅度降低了磁选机的生产成本，也大大简化了磁选机的生产工艺及加工难度。所述立环式磁选机的弧形磁极详见图27。

3、链环式磁介质输送装置带附板链条2的圆柱销扦入磁介质盒3的两侧耳孔内，磁介质盒3相当于两端以链条2为支座的“简支梁”，这种“简支梁”具有最好的受力状态。而立环式磁选机的转环由中环板、边环板、轮毂、辐板组焊而成，磁介质装于边环板与中环板及隔板构成的“盒”内。由于该“盒”从辐板上生根，相当于以辐板为支座的“悬臂梁”，这种结构的稳定性差，为使设备投运后可靠工作，必须采取加强措施以提高刚度及强度，因而，生产成本大于链环式磁介质输送装置，且链环式磁介质输送装置的磁介质盒3为可装可拆的构造，维修非常方便，设备的使用寿命长。立环式磁选机磁介质盒的构造详见中国专利CN86106144A图四、中国专利ZL01242984.8图7、图8。

4、强磁性矿物及经过焙烧的弱磁性矿物采用圆筒式磁选机进行磁选时，细粒或微细粒的强磁性矿物进入磁选机的磁场后，沿着磁力线取向形成磁链或磁束。细的磁链的退磁因子比单个颗粒的小的多，而它的磁感应强度却比单个颗粒高的多。当它离开磁场后，仍保存自己的磁化强度，结果细粒或微细粒颗粒形成磁链或絮团。在采用阶段磨矿阶段选别流成时，由于一部分磁链或磁团进入分级机溢流中使分级粒度变粗，影响下一阶段磨矿分级作业的选别效果，使分选指标下降。磁团或磁链的存在，还使精矿滤饼含水率增大。因此，在用圆筒式磁选机进行强磁性细粒矿物的磁选时，应配备脱磁作业装置。现有的脱磁器为：在非磁性材料管外套上通有交流电的塔形线圈，沿线圈中心线方向产生幅值递减的交变磁场。矿浆通过管道时，在外磁场作用下，磁性矿粒受到反复脱磁，最后失去剩磁。这种脱磁器为开式磁系，磁通经过空气段的路程长，磁阻大，磁能利用率低，电耗高。由于链环式磁介质输送装置的“上磁选作业区”有足够的长度，可沿磁介质移动方向设置多个以硅钢片为铁芯、每个铁芯上有励磁线圈的脱磁作业装置，励磁线圈的匝数沿磁介质移动方向递减，铁芯与磁介质构成闭合磁系。当励磁线圈中通入可调节频率的交流电后，沿磁介质移动方向产生幅值由大到小的交变磁场，移动中的磁介质及其上吸附的强磁性矿粒，被该交变磁场反复脱磁，最后失去剩磁。由于采用了闭合磁系，磁阻小，磁能利用率高。又由于脱磁作业需要的背景磁场强度在2000高斯以内，由硅钢(硅4％)磁化曲线可知，此时硅钢片铁芯的磁感应强度达到了最大化。与圆筒式磁选机相比，不但节省了脱磁作业装置，而且，可取得最佳的节电效果及脱磁效果。所述的脱磁作业及脱磁器详见冶金工业出版社2005年第5次印刷《磁电选矿》26页、41页、42页。

5、强磁性及中等磁性矿物的湿式磁选作业，采用永磁圆筒型磁选机多段磁选作业工艺；而细粒弱磁性矿物的湿式磁选作业，采用永磁圆筒型磁选机先去除强磁性及中等磁性矿粒后，用立环式高梯度磁选机进行多段强磁选作业工艺。不论那一种工艺，均需多台磁选机才能实现。在链环式磁介质输送装置的上磁选作业区布置消磁作业装置、反冲作业装置，在下磁选作业区布置弱磁作业装置、中磁作业装置，则成为一种可进行多段作业的弱、中磁磁选机，用于处理强磁性及中等磁性矿物；在链环式磁介质输送装置的上磁选作业区布置消磁作业装置、反冲作业装置，在下磁选作业区布置弱磁作业装置、中磁作业装置、多段强磁作业装置，则成为一种可进行多段作业的强磁磁选机，用于处理弱磁性矿物。因而，只用一台可进行多段作业的链环式磁选机，就可实现上述两种工艺的磁选作业，可大幅度降低建设资金。

Claims (5)

1.一种链环式磁选机的磁介质输送装置，由支架(1)、带附板链条(2)、磁介质盒(3)、链轮(4)、链轮轴及轴承(5)、轴承盒(6)、链条水平支撑(15)、及链轮驱动机构组成，其特征在于：磁介质盒(3)两外侧的耳孔与带附板链条(2)附板上的圆柱销插接，所有磁介质盒(3)围绕链轮(4)形成一个矩形磁介质盒环，该矩形磁介质盒环上下水平段的磁介质，以直线移动的方式实现磁性矿物的输送。

2.如权利要求1所述的磁介质输送装置，其特征是：磁介质分多层装入磁介质盒(3)内，每层的稀密程度不同，当磁介质盒(3)通过“下磁选作业区”时，磁介质稀的在上，密的在下。

3.一种链环式磁选机，由权利要求1所述的磁介质输送装置、反冲作业装置、脱磁作业装置、弱磁作业装置、中磁作业装置、一段或多段强磁作业装置组成，其特征在于：可进行多段磁选作业。

4.如权利要求3所述的链环式磁选机，其特征是：在“上磁选作业区”沿磁介质移动方向设置多个以硅钢片为铁芯、每个铁芯上有励磁线圈的所述脱磁作业装置。

5.如权利要求3所述的链环式磁选机，其特征是：在“下磁选作业区”沿磁介质移动方向设置磁极极性交替的永磁弱磁作业装置。

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