CN101722102A - 斜环高梯度磁选机 - Google Patents

Abstract

斜环高梯度磁选机，涉及一种由倾斜聚磁介质分选环构成的高梯度磁选机。本发明主要由永磁磁系、非导磁转筒、聚磁介质环、分选环转动传动装置、分选环倾斜调节装置等组成。其主要特点是，内含聚磁介质环的非导磁转筒构成分选环，它的倾斜度在0°～90°范围内可由倾斜调节装置任意调节，从而改变物料颗粒的重力在分选斜面上的平行和垂直分力组成，同时也改变了矿浆的流体力学性质，达到调节作用在颗粒上的分选力、提高磁性物质的回收率的目的。分选环由电机带动转动，转速可调，实现连续给矿、吸住、排料等作业。本发明适应于各种磁性物料的分选。

Description

斜环高梯度磁选机

技术领域

本发明涉及一种磁性物料的分选设备，特别是涉及一种由倾斜聚磁介质分选环构成的高梯度磁选机。

背景技术

高梯度磁选机是处理细粒弱磁性物料的一种较为有效的磁力分选设备。自上世纪60年代末美国Kolm教授成功研发第一台高梯度磁选实验装置以来，高梯度磁选机的研发得到了迅速发展，大体上经历了四个阶段：周期式螺线管高梯度磁选机；连续式平环高梯度磁选机；立环高梯度磁选机；振动、脉动高梯度磁选机。

目前，国内外已研制出多种高梯度磁选机，如琼斯平环高梯度磁选机；美国专利US3920543公开了一种连续式高梯度磁选机，主要特点是聚磁介质采用导磁不锈钢钢毛、钢棒、钢网、钢球等多种结构；中国专利CN86106144公开了一种立环脉动高梯度磁选机，适于分选细粒弱磁性矿物，能防止磁介质堵塞和提高分选粒度上限；中国专利CN201020404公开了一种高梯度磁选机，利用中高压的风力冲洗与水力冲洗相结合的方式来卸下聚磁介质上的磁性颗粒；中国专利CN2306837公开了一种高场强电磁脉动高梯度磁选机，具有场强高、无漏磁、介质不易堵塞等优点。这些磁选机的共同特点是采用电磁线圈励磁，能耗大、成本高、结构复杂、体积庞大、运行费用高。

为解决电磁线圈励磁的上述缺点，美国埃里兹公司研制了铁轮式永磁梯度磁选机，该设备的分选环也为立式配置(《第十九届国际选矿会议论文集》，Vol.34，179-183)。近年来，国内也出现了一些永磁高梯度磁选机的发明，中国专利CN1056070A公开了一种多元高梯度永磁磁选机；中国专利CN2314853Y公开了一种立环永磁高梯度磁选机；中国专利CN2925614Y公开了一种立环脉动永磁高梯度磁选机。随着磁性材料的发展，虽然这些永磁高梯度磁选机的背景磁场有所提高，但是，仍然不能与电磁线圈励磁高梯度磁选机相比，势必影响弱磁性物料的回收率，也未见它们的工业应用报道。

高梯度磁选机不管是电磁线圈励磁的、还是永磁的，目前高梯度磁选机聚磁介质分选环的配置方式主要是平环和立环两类；聚磁介质主要也是采用多层致密的棒介质或齿板介质两种类型；精矿的卸矿方式主要采用加压水冲洗聚磁介质。这样，平环高梯度磁选机精矿冲洗水的冲洗方向与给矿方向相同，粗粒必须穿过聚磁介质才能排出，排不出的粗粒在聚磁介质中累积，从而容易造成堵塞；而立环高梯度磁选机精矿冲洗水的冲洗方向与给矿方向相反，一定程度上解决了粗颗粒的堵塞问题，但是，仍然需要在作业前加筛子脱除特粗粒。而采用大量冲洗水卸矿使得卸下的精矿的矿浆浓度变得很稀，不仅浪费水资源，也给下道作业带来难度。此外，为避免聚磁介质堵塞，聚磁介质分选环的配置方式不管是平环还是立环配置，都不能将单元聚磁介质板或盒沿给矿方向做得过长(平环)或过厚(立环)，这样，使得磁性粒子经过的磁场区域长度受到限制，影响磁性粒子的回收率。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、设备运行费用低、给料无须预筛、排料容易的高梯度磁选机，它可以有效地提高细粒弱磁性粒子的回收率。

本发明斜环高梯度磁选机主要由非导磁转筒、精矿冲洗水管、精矿斗、托轮、尾矿斗、磁系、分选环转动传动装置、倾斜调节装置、聚磁介质环、活动机架、固定机架等组成。

聚磁介质环非导磁圆环和聚磁介质组成，以两个非导磁圆环为两端，间断性由导磁不锈钢材料聚磁介质连接成圆筒形排列，聚磁介质可配置成单层或多层。

聚磁介质环固定在非导磁转筒内，两筒面间留有0～10mm的间隙，且同轴。聚磁介质环和非导磁转筒构成分选环。

永磁磁系是由永磁材料固定在铁轭上，多块磁极沿非导磁转筒弧面交替成弧形排列，而与非导磁转筒轴向平行方向磁极可以根据需要确定长度，当需要高的回收率时，磁极长度应比较长。

永磁磁系弧形表面与非导磁转筒外壁间留有0～10mm的间隙，两者都固定在活动机架上。

这样，分选环(非导磁转筒和聚磁介质环)、永磁磁系、分选环转动传动装置都固定在活动机架上，活动机架是相对于固定机架可整体转动的。活动机架的倾斜，带动固定在其上面的分选环(非导磁转筒和聚磁介质环)、磁系倾斜，根据需要倾斜角度可在0°～90°范围内变化。分选环由分选环转动传动装置带动，可在0～50转/分钟范围内调节转速。

工作时，活动机架倾斜使固定在活动机架上的分选环处于合适的倾斜角度，非导磁转筒由分选环转动传动装置带动旋转，缓慢顺序通过磁场区、非磁场区，聚磁介质环通过永磁磁系产生的磁场区时，聚磁介质被磁化，在介质表面形成高梯度磁场，而经过非磁场区时，聚磁介质退磁。矿浆经给矿桶给入到非导磁转筒上端内，实现连续给矿、吸住(磁性分离)、排料等磁性分选过程。

在比较常用的高梯度磁选机中，聚磁介质对磁性粒子的作用主要是侧向吸引，作用于磁性粒子上的重力相对于磁性吸引力均属于竞争力，而在斜环高梯度磁选机中，重力的垂直于斜面的分力为分选力，平行于斜面的分力为竞争力。分选环倾斜度的改变也改变了重力的分力组成，同时也改变了矿浆流体动力学性质。

此外，给料从以一定转速转动的非导磁转筒的内上端给入，经过聚磁介质环，非磁性粒子矿浆从非导磁转筒的下端排出，在此过程中，粒子在弧形的内转筒面上受综合力场的反复作用，类似于在特定流态中的磁场沉降。由于分选环较大的内表面积，也可以结合控制给矿的速度，使矿浆以流膜的形态通过聚磁介质，提高磁性粒子的回收率。

因此，斜环高梯度磁选机改变了传统磁选设备捕集磁性粒子的作用力场的性质和组成。

本发明斜环高梯度磁选机分选环或非导磁转筒的直径大小决定了处理量的大小；而其轴向长度影响磁性粒子经过的磁场区域长度，分选环越长，磁性粒子经过的磁场区域越长，回收率越高；与常用的立环和平环高梯度磁选机不同，由于本发明斜环高梯度磁选机聚磁介质环径向较薄，为提高回收率，分选环的轴向延长，不会造成聚磁介质环的堵塞。

由于受到磁性材料性能的限制，永磁磁系高梯度磁选机很难做到与电磁线圈励磁高梯度磁选机那么高的背景场强，从而使弱磁性物料的回收率低，本发明斜环高梯度磁选机通过倾斜改变粒子的受力、轴向延长磁场或流膜给矿方式，弥补了永磁磁系的回收率低的缺点，使得采用永磁磁系成为可能，而永磁磁系节能、轻型。

本发明斜环高梯度磁选机由于聚磁介质环径向在中心轴附近有较大空间，不需要预先筛除粗粒，简化了作业。

本发明斜环高梯度磁选机适合于弱磁性物料磁性富集和脱除，磁性物回收或脱除率高。

附图说明

图1是斜环高梯度磁选机有一定倾斜角度时的侧面构造图；

图2是斜环高梯度磁选机在倾斜角度为0°时的正面构造图；

图3是斜环高梯度磁选机的永磁磁系磁极交替排列示意图；

图4是斜环高梯度磁选机分选环结构示意图；

图5是图4沿A-A剖视图。

具体实施方式

本发明主要由非导磁转筒1、转动轨道2、精矿冲洗水管3、精矿斗4、清洗水管5、托轮6、尾矿斗7、永磁磁系8、分选环转动传动装置9、分选环倾斜调节装置15、聚磁介质环20、活动机架14、固定机架16、防溅圆环25等组成。

聚磁介质环20由非导磁圆环22和聚磁介质21组成，以两个非导磁圆环22为两端，间断性由聚磁介质21连接成圆筒形排列，聚磁介质21可配置成单层或多层。聚磁介质21可为线型或网板型或齿板型，或它们的组合。

聚磁介质环20固定在非导磁转筒1内，两筒面间留有0～10mm的间隙，且同轴。非导磁圆环22上焊接多个与该圆环轴向垂直并钻有螺孔的非导磁不锈钢片，用非导磁螺丝24将聚磁介质环20固定在非导磁转筒1上的多根轮辐31上面，从而聚磁介质环20与非导磁转筒1固定形成整体分选环。

永磁磁系8是由钕铁硼永磁材料30和电工纯铁铁轭29组成，钕铁硼永磁体30固定在铁轭29的槽口内，磁极沿非导磁转筒1弧面交替弧形排列，磁极极数n＝2～6，磁包角为90°～125°，形成一个半闭合永磁磁系，也可在转筒1内安装辅助磁极形成闭合磁路；而与转筒1轴向平行方向的磁极可以根据需要确定长度，当需要高的回收率时，磁极长度应比较长，由多个磁块沿轴向排列而成。

永磁磁系8和非导磁转筒1外壁间留有0～10mm的间隙，两者都固定在活动机架14上。

分选环(非导磁转筒1和聚磁介质环20)、永磁磁系8、分选环转动传动装置9都固定在活动机架14上，活动机架14是相对于固定机架16可整体转动的。活动机架14的倾斜由倾斜传动装置15调节，带动固定在其上面的分选环、永磁磁系8倾斜，根据需要倾斜角度可在0°～90°范围内变化。倾斜传动装置15是由电动推杆28、活动机架14、顶部转轴26和底座转轴27组成。当电动推杆28伸长到最大值时，活动机架14与水平面平行；当电动推杆28缩短到最小值时，活动机架14与水平面垂直。分选环的倾斜度调节也可直接将活动机架14调节到一定倾斜度，然后螺销固定，或将非导磁转筒1本身做成上小下大的圆锥柱来实现。

分选环由分选环转动传动装置9带动转动。分选环转动传动装置9是由三相异步电机12、减速箱13、轴承座10、轴联器11和变频调速器组成，转速主要是通过变频调速器调节电机12的输入功率来实现的，可在0～50转/分钟范围内调节。

非导磁螺钉23将转动轨道2固定在非导磁转筒1的下端筒面，转动轨道2在托轮6支撑下平稳转动。

工作时，活动机架14倾斜使固定在活动机架14上的分选环处于合适的倾斜角度，分选环由分选环转动传动装置9带动顺时针旋转，缓慢通过顺序通过磁场区、非磁场区，聚磁介质环20在非导磁转筒1的带动下通过永磁磁系8产生的磁场时，聚磁介质21被磁化，在介质表面形成高梯度磁场。矿浆经带有搅拌装置18的给矿桶17(固定在支撑杆19上)给入到非导磁转筒1上端内面，在重力和水流作用下，沿非导磁转筒1内流经聚磁介质环20中的聚磁介质21，其中的磁性颗粒被吸附到聚磁介质21表面，随非导磁转筒1转至顶部无磁区，用清洗水管5清洗吸住的磁性物质，再用精矿冲洗水装置3冲洗到精矿斗4中，非磁性颗粒在重力和水流作用下流入到尾矿斗7中，实现连续的磁分选作业。

Claims (8)

1.一种斜环高梯度磁选机，由非导磁转筒(1)、转动轨道(2)、精矿冲洗水装置(3)、精矿斗(4)、托轮(6)、尾矿斗(7)、永磁磁系(8)、分选环转动传动装置(9)、聚磁介质环(20)、活动机架(14)和给矿桶(17)组成，其特征在于：内含聚磁介质环(20)的非导磁转筒(1)构成的分选环的倾斜度，根据作用在磁性颗粒上的分选力的需要，由倾斜调节装置(15)或活动机架(14)在0°～90°范围内任意调节。

2.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征是：所述的分选环、永磁磁系(8)、分选环转动传动装置(9)都固定在活动机架(14)上，活动机架(14)相对于固定机架(16)可整体转动，活动机架(14)的倾斜由倾斜传动装置(15)调节，带动固定在其上面的分选环、永磁磁系(8)倾斜。

3.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征是：所述的倾斜传动装置(15)是由电动推杆(28)、活动机架(14)、顶部转轴(26)和底座转轴(27)组成。

4.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征是：所述的非导磁转筒(1)是上小下大的圆锥柱，直接调节作用在磁性颗粒上的分选力大小。

5.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征是：所述的聚磁介质环(20)由非导磁圆环(22)和导磁聚磁介质(21)组成，以两个非导磁圆环(22)为两端，间断性由导磁聚磁介质(21)连接成圆筒形排列，聚磁介质(21)配置成单层或多层，聚磁介质(21)为线型或网板型或齿板型，或它们的组合。

6.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征是：聚磁介质环(20)固定在非导磁转筒(1)内，两筒面间留有0～10mm的间隙，且同轴；非导磁圆环(22)上焊接多个与该圆环轴向垂直并钻有螺孔的非导磁不锈钢片，用非导磁螺丝(24)将聚磁介质环(20)固定在非导磁转筒(1)上的多根轮辐(31)上面，从而聚磁介质环(20)与非导磁转筒(1)固定形成整体分选环；分选环由分选环转动传动装置(9)带动，转速通过变频调速器调节电机(12)的输入功率来实现。

7.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征是：所述的永磁磁系(8)是由永磁材料(30)和铁轭(29)组成，永磁体(30)固定在铁轭(29)上，磁极沿非导磁转筒(1)弧面交替弧形排列，磁极极数n＝2～6，磁包角为90°～125°，形成一个半闭合永磁磁系，或同时在非导磁转筒(1)内安装辅助磁极形成闭合磁路；而与非导磁转筒(1)轴向平行方向的磁极根据需要确定长度，当需要磁极长度比较长时，可由多个磁块沿轴向排列而成，永磁磁系(8)弧形表面与非导磁转筒(1)外壁间留有0～10mm的间隙。

8.根据权利要求1所述的斜环高梯度磁选机，其特征在于：所述的永磁磁系(8)用电激磁取代。

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