CN101786041A - 用于粉煤灰除铁的立环磁选机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于粉煤灰除铁的立环磁选机，所述立环磁选机包括转环、感应介质、上铁轭、下铁轭、励磁线圈、进料口、尾矿斗和冲水装置。其中，感应介质安装在转环中，励磁线圈设置在上铁轭和下铁轭周围，以使上铁轭和下铁轭成为一对产生垂直方向磁场的磁极，所述上铁轭和下铁轭分别设置在转环下方的环内、环外两侧，其中，所述感应介质为多层钢板网，每层钢板网由丝梗编成，所述丝梗的边缘具有棱状尖角，所述上铁轭与进料口连接，所述下铁轭与用于出料的尾矿斗连接，所述冲水装置位于转环上方。采用本发明，铁去除效果提高了20％，铁的有效去除率由原来的60％提高到80％，缓解了后续工艺溶液中除铁的压力，降低了生产成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁选设备，尤其涉及一种用于粉煤灰除铁的立环磁选机。
背景技术
目前立环在结构设计上针对的是磁选而不是除铁，原设备所采用的磁性介质为圆柱形介质棒，现在用于除铁时，由于介质棒之间的间隙较大，在粉煤灰除铁过程中，可能有部分粒度细小、磁性较弱的颗粒透过磁介质不被吸附，降低除铁效果。
第一，目前的立环磁选机其使用目的主要是在弱磁性铁矿石中选铁，最终需要选出具有一定品位的铁矿石，因此在结构和磁场强度设计上主要是针对选铁而不是除铁。立环式磁选机在磁性介质的设计上采用圆棒形不锈钢介质，同时，在磁选过程中，出于选铁的目的，介质之间的设计间距较大，以便使铁矿石不会堵塞介质棒。而如果在粉煤灰磁选除铁过程中，过大的介质间距就会使粉煤灰中的细小、磁性相对较弱的颗粒透过介质而不被介质吸附，从而降低磁选的效果。
第二，在传统的选铁应用中，给料与出料方式采用上给料下出料的方式。但在粉煤灰除铁过程中，由于铁矿物的磁性很弱，如果采取上给料的方式，铁质矿物有可能在重力作用下透过介质而不被吸附，降低了磁选除铁的效果。
因此，有必要设计一种新型磁选设备，以便克服上述缺陷。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种彻底去除粉煤灰中的铁矿石的磁选设备。
本发明用于粉煤灰除铁的立环磁选机包括：转环、感应介质、上铁轭、下铁轭、励磁线圈、进料口、尾矿斗和冲水装置。其中，感应介质安装在转环中，励磁线圈设置在上铁轭和下铁轭周围，以使上铁轭和下铁轭成为一对产生垂直方向磁场的磁极，所述上铁轭和下铁轭分别设置在转环下方的环内、环外两侧，其中，所述感应介质为多层钢板网，每层钢板网由丝梗编成，所述丝梗的边缘具有棱状尖角，所述上铁轭与进料口连接，所述下铁轭与用于出料的尾矿斗连接，所述冲水装置位于转环上方。
优选地，所述进料口与上铁轭的侧部连接。
优选地，所述立环磁选机还包括冷却装置，所述冷却装置是设置在励磁线圈周围的均压腔水套。
优选地，所述钢板网由1Cr17制成。
优选地，所述励磁线圈是双玻璃丝包漆包铝扁线电磁线圈。
优选地，钢板网的介质层间距为2-5mm。
优选地，钢板网的介质层间距为3mm。
优选地，钢板网的厚度0.8-1.5mm，网格大小为3mm×8mm-8mm×15mm，丝梗宽度1-2mm。
优选地，钢板网的厚度1mm，网格大小为5mm×10mm，丝梗宽度1.6mm。
优选地，所述立环磁选机还包括脉动机构，所述脉动机构通过橡胶鼓膜与尾矿斗相连。
采用本发明的磁选设备，铁去除效果提高了20％以上，铁的有效去除率由原来的60％提高到80％，这极大地缓解了后续工艺溶液中除铁的压力，从而降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明用于粉煤灰除铁的立环磁选机的结构示意图；
图2是本发明中作为感应介质的钢板网的结构示意图；
图3(a)、(b)为采用钢板网作为感应介质时感应区域中感应场强随直线变化的模拟计算效果图。
具体实施方式
如图1所示，本发明用于粉煤灰除铁的立环磁选机包括：转环101、感应介质102、上铁轭103、下铁轭104、励磁线圈105、进料口106和尾矿斗107，还包括脉动机构108和冲水装置109。
转环101为圆环形载体，其中载有感应介质102，转环101旋转时，带动感应介质102以及感应介质102吸附的物质运动，以便完成物料分选。转环101可以任何适合的材料制成，例如碳钢等。
电机或其他驱动装置可以为转环101提供动力，使得转环101能够按照设定速度转动。优选地，在本发明的优选实施方式中，转环101转动速度是连续可调的，可以根据不同物料或者同种物料不同输入条件调节转环旋转速度，以便达到最佳处理效果。
当物料的含铁量或者处理量等参数低于预定值时，采用较低的转速，例如3转/分钟，使铁磁性杂质与磁场充分作用，并被吸附到感应介质网上选出。这样还可以减少非磁性矿物(粉煤灰)混入精矿中，提高了精矿产率。
感应介质102安装在转环中，励磁线圈105产生的磁场使得上铁轭103和下铁轭104成为一对产生垂直方向磁场的磁极，上铁轭103和下铁轭104设置在转环101下方的内外两侧，以使转环101在磁极间立式旋转。当转环101旋转时，转环101中的感应介质102会经过上铁轭103和下铁轭104构成的磁极对磁化除铁。
在本发明的优选实施方式中，所述感应介质102优选为多层钢板网。钢板网由不锈钢制成，优选地由1Cr17制成。每层钢板网由丝梗编成，网格为菱形。所述丝梗的边缘具有棱状尖角，所述上铁轭103与进料口106连接，所述下铁轭104与用于出料的尾矿斗107连接。
由于作为感应介质102的钢板网的边缘为棱角状，因此，介质的尖端磁场更强，从而产生更好的磁选效果。
优选地，在本发明中，由于缩小感应介质层102之间的间距，可以使粉煤灰颗粒直接接触感应介质102，从而避免了磁性颗粒透过介质而未能去除的现象发生。钢板网的介质层间距为2-5mm。更优选地，钢板网的介质层间距为3mm。
本发明中，励磁线圈105为双玻璃丝包漆包铝扁线，所述双玻璃丝包漆包铝扁线是为实心导体，相对于传统的空心铜管电磁线圈，大大提高了占空比，加强了聚磁效果，改善了磁场分布，并降低了电耗。励磁线圈105电流采用连续可调控制，因而磁场也连续可调。
优选地，本发明用于粉煤灰除铁的立环磁选机还包括脉动机构108，所述脉动机构108通过橡胶鼓膜111与尾矿斗107相连。所述脉动机构可以由偏心连杆机构实现，脉动机构108与尾矿斗107相连，从而使脉动机构108所产生的交变力推动橡胶鼓膜111往复运动，可以使得尾矿斗107中的矿浆产生脉动。
冲水装置109位于转环101的上方，用于利用水流将磁性物料冲入精矿斗中。冲水装置109可以是各种适合的冲水、喷淋装置，例如喷头、水管等。
所述进料口106与上铁轭103的侧部连接，以使粉煤灰从转环的侧部流入。进料口106可以使料斗或进料管。用于入矿的进料口106以较小的落差进入上铁轭103，避免了磁性颗粒由于重力作用而透过感应介质102的现象发生，从而提高了磁选除杂的效果。
优选地，所述立环磁选机还包括冷却装置112，所述冷却装置112设置在励磁线圈周围，用于降低励磁线圈的工作温度，所述冷却装置为均压腔水套。
产生强磁场的立环磁选机工作时，励磁线圈105会产生大量的热量，有可能导致线圈过热烧毁，这是对磁选机危害最大的隐患。如何能更好的把这些热量散发出来，使线圈的温度尽可能地降低，一直是技术难题。本发明采用均压腔水套作为冷却装置，避免了以往冷却方式中的各种弊端，保证了设备安全稳定运转。
均压腔水套优选地采用不锈钢材料制成，从而不易结垢。由于在水套的进出水处均安装均压腔，所述均压腔保证了水均匀地流经每一层水套，并在套内各处充满。从而防止局部水路短路，影响散热。每层水套的水道横截面积很大，可完全避免水垢堵塞，即使有一处发生堵塞，也不影响水套中循环水的正常流动。而且水套与线圈大面积紧密接触，可将线圈产生的大部分热量通过水流带走。
均压腔水套与普通空心铜管散热相比，散热效率高，绕组温升低，设备励磁功率低。在额定励磁电流是40A的情况下，与采用普通空心铜管散热的磁选机相比，励磁功率可由35kw降至21kw。
在利用本发明的磁选设备工作时，进料的矿浆从侧部沿上铁轭103的缝隙流经转环101，由于转环101内的感应介质102在背景磁场中被磁化，感应介质102表面形成梯度极高的磁场，矿浆中磁性颗粒在这种极高磁场作用下吸着在感应介质102表面，并随转环101转动，并被带至转环101顶部的无磁场区，再通过位于顶部的冲水装置109冲水将磁性物料冲入精矿斗中，而非磁性颗粒则沿下铁轭104的缝隙流入尾矿斗107中，进而由尾矿斗107的尾矿口排出。
在本发明的实施例1中：
背景磁场强度12000Gs，励磁电流40A，钢板网的材质为1Cr17，钢板网的介质层间距为3mm，厚度1mm，网格大小5mm×10mm，丝梗宽度1.6mm，棱角方向朝上，此时，网状介质节点场强可达22000Gs，比传统立式转环感应式湿法强磁选机提高20％。
实施例2：
背景磁场强度12000Gs，励磁电流40A，钢板网的材质为1Cr17，钢板网的介质层间距为2mm，厚度1mm，网格大小3mm×8mm，丝梗宽度1mm，棱角方向朝上，此时，网状介质节点场强可达20000Gs。
实施例3：
背景磁场强度12000Gs，励磁电流50A，钢板网的材质为1Cr17，钢板网的介质层间距为5mm，厚度1.5mm，网格大小5mm×10mm，丝梗宽度2mm，棱角方向朝上，此时，网状介质节点场强可达22000Gs。
钢板网介质与棒状介质相比，介质的表面积提高5倍以上，磁吸附能力大大增加，磁性物质被吸附的几率大大增加，而且，钢板网棱角处感应的磁场强度与梯度也比棒状介质大大提高。
采用本发明用于粉煤灰除铁的立环磁选机，应用钢板网感应介质层后的磁场分布图如图3(a)所示。每一纵列的小平行四边形表示一层介质网的横截面，图中模拟了5层介质网的磁场介质网的情况，丝梗形成的网格的横截面为平行四边形。以中间的小平行四边形为例，如图所示，在该平行四边形上作了一条特征直线，图3(b)示出了模拟计算感应场强随直线的变化规律。可以看出，其尖端产生的感应场强最高，可以达到22000Gs，即2.2T。
上述磁场模拟计算是采用Ansoft Maxwell 10软件实现的。AnsoftMaxwell 10为Ansoft公司发布的电磁分析软件，主要建立在maxwell方程基础上进行有限元分析，是功能强大的电磁场仿真工具。主要用来分析二维和三维的电磁部件，例如电机、变压器、激励器以及其他电气和机电设备，其应用领域遍及汽车、军事、宇航和工业应用等。
尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到：在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。
Claims (10)
1.一种用于粉煤灰除铁的立环磁选机，其特征在于，所述立环磁选机包括：转环、感应介质、上铁轭、下铁轭、励磁线圈、进料口、尾矿斗和冲水装置，感应介质安装在转环中，励磁线圈设置在上铁轭和下铁轭周围，以使上铁轭和下铁轭成为一对产生垂直方向磁场的磁极，所述上铁轭和下铁轭分别设置在转环下方的环内、环外两侧，其中，所述感应介质为多层钢板网，每层钢板网由丝梗编成，所述丝梗的边缘具有棱状尖角，所述上铁轭与进料口连接，所述下铁轭与用于出料的尾矿斗连接，所述冲水装置位于转环上方。
2.根据权利要求1所述的立环磁选机，其特征在于，所述进料口与上铁轭的侧部连接。
3.根据权利要求1所述的立环磁选机，其特征在于，所述立环磁选机还包括冷却装置，所述冷却装置是设置在励磁线圈周围的均压腔水套。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的立环磁选机，其特征在于，所述钢板网由1Cr17制成。
5.根据权利要求1-3中任何一项所述的立环磁选机，其特征在于，所述励磁线圈是双玻璃丝包漆包铝扁线电磁线圈。
6.根据权利要求1中任何一项所述的立环磁选机，其特征在于，钢板网的介质层间距为2-5mm。
7.根据权利要求6所述的立环磁选机，其特征在于，钢板网的介质层间距为3mm。
8.根据权利要求6所述的立环磁选机，其特征在于，钢板网的厚度0.8-1.5mm，网格大小为3mm×8mm-8mm×15mm，丝梗宽度1-2mm。
9.根据权利要求8所述的立环磁选机，其特征在于，钢板网的厚度1mm，网格大小为5mm×10mm，丝梗宽度1.6mm。
10.根据权利要求1-3中任何一项所述的立环磁选机，其特征在于，所述立环磁选机还包括脉动机构，所述脉动机构通过橡胶鼓膜与尾矿斗相连。
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