CN102125889B - 永磁内筒强磁变梯度磁选机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种永磁内筒强磁变梯度磁选机，属于矿产机械类。永磁内筒强磁变梯度磁选机由永磁辊筒、控制柜、励磁体、磁选机倾斜度调整螺杆、机架、下料箱、下料量控制闸板、下料毛辊、辊筒支撑滚轮、内支架梁、下料槽、支架、永磁辊防滑法兰盘、动力电机、励磁体移动螺杆等构成。永磁内筒强磁变梯度磁选机具有加强磁场强度和改变磁场梯度的功能，可进一步提高难选的低比磁化率矿粉磁选的品位和收率，且结构紧凑，操作和安装方便，适用于各种弱磁性稀有金属矿粉的分选或非金属矿粉的排杂提纯，可分别应用于干选或湿选工艺，是替代高耗能电磁高梯度磁选机的永磁高梯度技术装备。

Description

永磁内筒强磁变梯度磁选机

技术领域

本发明公开了一种永磁内筒强磁变梯度磁选机，属于矿产机械类，该磁选机具有永磁辊筒内加强磁场强度和改变磁场梯度的功能，可进一步提高难选的低比磁化率稀有矿粉磁选的品位和收率，适用于各种弱磁性稀有金属矿粉的分选或非金属矿粉的排杂提纯，可分别应用于干选或湿选工艺，是替代高耗能高梯度电磁选机的永磁高梯度磁选装备。

背景技术

矿产资源是不可再生资源，能源危机是21世纪全球所面临的重大难题，随着高品位易选矿的开发待尽，进入选矿厂中的难选矿石数量逐年增加，技术落后造成了大量稀有金属矿物漏选，由此带来的资源浪费现象十分严重。通常大部分难选矿为含有弱磁性物质的粗细混杂物料，如何有效分选具有弱磁性差异的矿物已迫在眉睫。永磁磁选设备是磁选工艺实现的基础，目前，永磁选矿设备因具有耗能少、成本低、操作方便、应用范围宽等优点，已广泛应用于矿产冶金、化工、环保等领域。近几年来，随着稀土铷铁硼高磁能级材料的不断提升，使得很多弱磁性材料进入了永磁磁选范畴，形成对高耗能的高梯度电磁选机的一次革命。各种磁选机中，强磁能级和高梯度是目前永磁磁选技术研究的重点方向，通过稀土永磁材料和高导磁材料在磁隙闭合磁系励磁应用，工作场强可以突破20000高斯，梯度可提升100倍以上，超过现有工业化主力设备——最高场强13000高斯的双立环脉动电磁选机，应用前景广阔。

目前在弱磁性矿物高梯度磁选工业化应用中，主要采用电磁励磁装备实现，能源消耗量大。作为节能替代技术，永磁磁选机为了提高磁能级和梯度，通常在提高磁材性能、挤压磁系、改善磁扼磁靴导磁材料等方式来实现，也有在磁隙外沿特定距离设置固定激磁铁的。由于在磁隙外沿特定距离以高导磁材料设置固定励磁装置，因磁力作用力大小与作用面积成正比，励磁提高磁隙磁通量所引起的强大磁力作用，使得励磁装置在设备总装工艺中存在风险和困难，运行安全系数低，所以通常磁隙励磁采用的结构装置是加强锁固的，没有调整磁隙距离的微调功能作用，影响分选效果。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明在于提供一种永磁内筒增加磁通密度和梯度的闭合磁路结构变化装置——永磁内筒强磁变梯度磁选机。主要作用是通过永磁辊筒体内设置的轴向变径的励磁体移动，调整趋近励磁体与永磁辊筒磁间隙，形成闭合磁路的磁隙变化，进而实现工作场强和梯度增强性变化。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种永磁内筒变梯度磁选机，它由下料箱、下料量控制闸板、滚轮、毛辊支架、下料毛辊、上承重梁、滚轮基座、毛辊皮带盘、毛辊电机、右横梁、内支架悬挂杆、励磁体移动螺杆、螺杆旋转手柄、精矿下料槽、励磁体、下承重梁、主动滚轮、法兰盘、传动连杆、被动滚轮、连杆齿轮、倾斜度调整螺杆、动力电机、机架、内支架梁、控制柜、永磁辊筒、左横梁，防矿浆溢流法兰盘、辊筒永磁磁系、悬挂定位梁构成。

所述的机架上方固定有一对上承重梁，机架下方固定有一对下承重梁，上承重梁和下承重梁相互平行，上承重梁下方设置有两对相互平行的滚轮，下承重梁上方分别设置有一对主动滚轮和一对被动滚轮，主动滚轮和被动滚轮相互平行，永磁辊筒活动置放在滚轮、被动滚轮和主动滚轮之间，机架左端固定设置左横梁，机架右端设置右横梁，一对内支架梁贯穿于永磁辊筒，其一端固定连接在左横梁上，另一端固定连接悬挂定位梁，悬挂定位梁通过悬挂杆固定在右横梁上，励磁体为不等径曲面体，励磁体内壁两侧开有轴向凹槽，励磁体通过凹槽活动套装在内支架梁上，与内支架梁端边外侧形成轴向滑动连接，励磁体置于永磁辊筒内，励磁体和永磁辊筒在同一轴心线上，励磁体内壁一侧的凹槽中设有轴向半月形内孔，励磁体内壁一侧的凹槽半月形内孔，角度大于180度，在与之接触的内支架梁上开有轴向半月形内螺纹，内支架梁半月形内螺纹孔角度小于180度，励磁体内壁一侧的凹槽中半月形内孔和内支架梁半月形内螺纹形成圆形结构配合，励磁体移动螺杆活动安装在励磁体内壁一侧的凹槽半月形内孔中，轴向位置由励磁体两端的止口螺栓固定，励磁体移动螺杆外端装有手柄，励磁体移动螺杆旋转装配在励磁体内壁一侧的凹槽中和内支架梁啮合，磁选机倾斜度调整螺杆设置在机架左端下方。

励磁体为不等径曲面体导磁材料，励磁体的左端直径小于右端直径，励磁体壁厚由左至右逐渐增加，壁厚范围在5mm-30mm之间，励磁体不等径曲面体变径为连续变径或梯形变径。

励磁体的最大外径与永磁辊筒内径间隙为1mm。

所述右横梁位于励磁体顶部上方。

由于采用了以上技术方案，本发明一种永磁内筒强磁变梯度磁选机，突破了传统永磁磁选机梯度增强性调节的难点，为在高梯度领域发展永磁磁选机取代高耗能的电磁选机提供了技术基础，通过上述技术方案的应用所能达到的效果：采用高导磁材料在永磁辊筒内分选的开放磁系中，利用磁体、磁轭、磁靴、磁隙、励磁体形成磁隙闭合磁系励磁作用，将国内最先进的永磁磁源材料N56表场由6000多高斯提升到20000高斯以上，梯度可提升100倍以上，完成开放磁系和闭合磁系的自由变化或闭合磁系的可控调节作用，进而可以实施对90％以上种类的低比磁化率金属元素进行工业化分选，场强和梯度的微调功能还可以有利于矿物精选，提高选别指标和品位，为复杂难选的低比磁化率、低品位多金属矿藏和尾矿利用提供技术和装备支撑，为我国的矿产资源综合利用和工矿环保节能发挥积极作用。

技术原理：强化磁感应强度原理：为了满足不同比磁化率材料的分选要求，通过励磁装置实现永磁材料的场能变化。在顺磁材料的磁场导引作用下，增加磁源材料磁畴内部电子同向外移，增加磁极表场，增强局部磁选工作区(磁气隙)的磁通密度和增加作用气隙距离，使外溢电子在磁极边端的磁力线斜率增大。其磁路：辊体磁源N极→磁靴→与励磁装置之间的气隙→励磁装置→与励磁装置间的气隙→辊体磁源S极→磁轭。励磁材料应选用高导磁的顺磁材料：如电工纯铁、硅钢、(FeSiB)98(CuNb)2非晶合金。

永磁磁场场强变化机理：永磁材料磁力最高表场在常态下是较为稳定的恒定磁场，无法满足各种不同比磁化率矿物有针对性分选，尤其是种类众多的弱磁性稀有金属矿物。传统永磁磁选机只能固定选取某种矿物，使其分选范围和作用受到很大限制。利用磁场作用的距离效应，通过磁气隙外部励磁调节控制工作场强，

实现磁选作用精确“制导”的能级量化目的。调节物料通过的磁间隙距离大小，实施对分选磁作用力的精确控制，在重力、磁力、旋转力、介质作用力的混合力场中，来选择永磁磁场强度和梯度的变化，进而实现对不同比磁化率材料的分选，优化分选品位和收率，对资源的综合利用具有重要作用。

轴向移动磁辊筒的合理性：为了有效控制励磁过程中所产生的强大机械力，在受力作用环境下，通过轴向移动励磁体，来实现径向磁隙距离的调节，是控制径向受力的技术要点，利用磁辊表面和励磁体非平行弧面的轴向间隙移动调节，选择了永磁辊筒内壁磁源磁力线垂直向运动的省力作用，形成场强和梯度的增强性变化。

附图说明：

附图1是本发明的立体结构透视示意图。

附图2是本发明出料端面局部结构示意图

附图3是本发明励磁体变径结构示意图。

附图4是本发明励磁体梯形变径结构示意图。

附图5是图3的侧视图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的永磁内筒强磁变梯度磁选机做进一步详细描述：

见附图。

本发明解决其技术问题具体实施方式是：永磁内筒变梯度磁选机由下料箱1、下料量控制闸板2、滚轮3、毛辊支架4、下料毛辊5、上承重梁6、滚轮基座7、毛辊皮带盘8、毛辊电机9、右横梁10、内支架悬挂杆11、励磁体移动螺杆12、螺杆旋转手柄13、精矿下料槽14、励磁体15、下承重梁16、主动滚轮17、法兰盘18、传动连杆19、被动滚轮20、连杆齿轮21、倾斜度调整螺杆22、动力电机23、机架24、内支架梁25、控制柜26、永磁辊筒27、左横梁28，防矿浆溢流法兰盘29、辊筒永磁磁系30、悬挂定位梁31构成。

所述的机架24上方固定有一对上承重梁6，机架24下方固定有一对下承重梁16，上承重梁6和下承重梁16相互平行，上承重梁6下方设置有两对相互平行的滚轮3，下承重梁16上方分别设置有一对主动滚轮17和一对被动滚轮20，主动滚轮17和被动滚轮20相互平行，永磁辊筒27活动置放在滚轮3、被动滚轮20和主动滚轮17之间，所述的四只上方辊筒滚轮3、一对永磁辊被动滚轮20、一对永磁辊主动滚轮17采用滚柱轴承，用以承受和控制励磁所形成的强大的磁力作用。

所述永磁辊筒27左端面固定有防矿浆溢流法兰盘29，在永磁辊筒27外圆周中部固定设置有永磁辊防滑法兰盘18，永磁辊防滑法兰盘18左边端与下方的主动滚轮17内侧相靠形成止口，顶住永磁辊筒27，防止永磁辊筒27在旋转运行中下滑。

机架24左端固定设置左横梁28，机架24右端设置右横梁10，一对内支架梁25贯穿于永磁辊筒27，其一端固定连接在左横梁28上，另一端固定连接悬挂定位梁31，悬挂定位梁31通过悬挂杆11固定在右横梁10上，这些结构的选材和焊接强度计算，务必考虑励磁所成倍增加的强磁作用力。

励磁体15为不等径曲面体，励磁体15内壁两侧开有轴向凹槽，励磁体15通过凹槽活动套装在内支架梁25上，与内支架梁25端边外侧形成轴向滑动连接，励磁体15置于永磁辊筒27内，励磁体15和永磁辊筒27在同一轴心线上，励磁体15内壁一侧的凹槽中设有轴向半月形内孔，励磁体15内壁一侧的凹槽半月形内孔，角度大于180度，在与之接触的内支架梁25上开有轴向半月形内螺纹，内支架梁25半月形内螺纹孔角度小于180度，励磁体15内壁一侧的凹槽中半月形内孔和内支架梁25半月形内螺纹形成圆形结构配合，励磁体移动螺杆12活动安装在励磁体15内壁一侧的凹槽半月形内孔中，轴向位置由励磁体15两端的止口螺栓固定，励磁体移动螺杆12外端装有手柄13，励磁体移动螺杆12旋转装配在励磁体15内壁一侧的凹槽中和内支架梁25啮合，磁选机倾斜度调整螺杆22设置在机架24左端下方。

所述励磁体15为不等径曲面体导磁材料，励磁体15的左端直径小于右端直径，励磁体15壁厚由左至右逐渐增加，壁厚范围在5mm-30mm之间，励磁体15不等径曲面体变径为连续变径或梯形变径。励磁体15的最大外径与永磁辊筒27内径间隙为1mm。励磁体15连续变径和梯形变径的主要区别：连续变径是无级的场强连续变化，其最大磁场强度和最高的磁场梯度出现在励磁体15与永磁辊筒27端边之间的最小间隙处，它在永磁辊筒27内壁呈圆周曲线分布；梯形变径是分级的场强变化，是在永磁辊筒27尾部的永磁辊筒27内壁最小间隙区段以圆周曲面形成区域分布。

所述右横梁10置于励磁体15顶部上方，是考虑励磁体15轴向移动的空间位置需要。

所述的永磁辊筒27在内壁镶嵌组合永磁材料形成辊筒永磁磁系30，磁材镶嵌方法采用制造工艺可采用中国专利公开号CN101406860，发明名称为：“高梯度强磁场水平复合聚磁辊”中的结构技术。

所述机架24左方下部安置有动力电机23，通过齿轮传动带动连杆齿轮21，经过传动连杆19带动一对主动滚轮17，将旋转动力传导给永磁辊筒27，动力电机23与控制柜26连接，控制柜26设置变频调速装置，可根据分选不同矿物的工艺需要设定永磁辊筒27的转速，取得较好的分选效果。

所述倾斜度调整螺杆22安置在磁选机机架24左方底部，其作用是通过其升降调节磁选机的倾斜度，控制矿浆或矿粉在永磁辊筒27内的轴向移动速度。

所述下料箱1的底部出料口斜向穿入防矿浆溢流法兰盘29中孔，进入防矿浆溢流法兰盘29根部，其主要目的是满足分选矿物与永磁辊筒27内壁中的辊筒永磁磁系30最大机会接触，减少漏选产生。

所述机架24左侧地面独立放置有控制柜26，控制柜26与磁选机电机23连接。动力电机23通过连杆齿轮21齿轮传动带动一对连杆永磁辊主动滚轮17，由一对连杆永磁辊主动滚轮17带动永磁辊筒27转动。

待选矿物进入永磁辊筒27内分选，因受重力作用未被辊筒永磁磁系30吸附的矿物，将在永磁辊筒27分选内壁下部滚动下行，从励磁体15与永磁辊筒27间隙通过，当达到励磁区高梯度场强吸附作用区域的金属矿粒，将被吸附在永磁辊筒27分选内壁上行至顶部与下料毛辊5接触，未被吸附的矿物将继续下行至永磁辊筒27右端边下落入尾矿池。

所述毛辊电机9连接于控制柜26，毛辊电机9通过传动皮带将动力传导给下料毛辊5。永磁辊筒27上部位置安装有下料毛辊5，下料毛辊5两端轴承位由一对下料毛辊支架4固定连接在一对内支架梁25上，下料毛辊5右端安置有毛辊皮带盘8，与固定在内支架梁25上的毛辊电机9皮带连接。下料毛辊5旋转作用扫落的磁性精矿粉将在重力的作用下，落入置入在永磁滚筒27内部的精矿下料槽14中，下滑至精矿池。

所述励磁体15外径由左至右具有直径增加的特性，变径方式有连续变径(见图3)或梯形变径(见图4)，励磁体15外壁轴向与永磁辊筒27内壁下部轴向具有一定夹角，通过励磁体移动螺杆12的手动旋转，励磁体进入永磁辊筒27内筒时，励磁体15外径将逐步逼近永磁辊筒27下部内壁，起到励磁增强作用，达到增加分选磁隙场强和梯度的作用，反向移动将逐步递减场强和梯度，直至回复到磁隙未励磁状态。

本发明永磁内筒强磁变梯度磁选机安装步骤：依照图1，在机架24上安置倾斜度调整螺杆22、一对上承重梁6、一对下承重梁16、左横梁28、右横梁10，右横梁10下方安置一对内悬挂支架11，先在一对下承重梁16上安置4只滚轮基座7，将传动连杆贯穿连杆齿轮21和一对主动滚轮17后，固定后面一对基座7上，连杆齿轮21与动力电机23齿轮啮合，动力电机23连接控制柜26，永磁辊筒27由机架24正面进入，置放在下方一对被动滚轮20和一对主动滚轮17之上，法兰盘18右侧壁紧靠主动滚轮17内侧以防止永磁滚筒轴向滑动，之后安装上部4只滚轮基座7和4只滚轮3，机架24上方一对上承重梁6下方通过基座7对称设置有两对滚轮3，两对滚轮3相互平行，调整滚轮基座7向中线位置移动，使滚轮3压紧永磁辊筒27，用以控制励磁体15对永磁辊筒27向上的吸引力作用。

将一对内支架梁25穿入永磁滚筒27，一端固定在横梁28上，一端固定在悬挂定位梁31上，在永磁筒体27内依靠内支架梁25固定一对毛辊支架4，、毛辊电机9、精矿下料槽14，在一对毛辊支架4上安置下料毛辊5，以传动皮带与下料毛辊电机9连接，再将励磁体15沿内支架梁25滑动送入永磁滚筒27内，旋入励磁体移动螺杆12，根据选矿工艺磁力参数要求调整好励磁体15的轴向位置，在永磁辊筒27左侧安装下料箱1，下料箱1上端固定在机架24上，下端固定在内支架梁25，下料口伸入永磁辊筒27内，动力电机23和下料毛辊电机9连接控制柜26。

本发明的永磁内筒强磁变梯度磁选机，结构紧凑，安装方便，励磁体手动操作简单，轴向移动后，改变了励磁体外表面与永磁筒体内壁磁源的距离，导磁磁隙的缩小将自动实现增强磁场和梯度功能，励磁体闭合磁系提高了磁辊筒在分选磁隙中的磁通量和磁感应强度，采用圆锥台结构，通过改变与磁辊筒内部间距实现磁场梯度变化，且中空状提供了下料空间，结构合理，装置可提高所选矿粉品位和收率，特别适用于弱磁性矿粉的分选和非金属矿粉的排杂提纯。

Claims (4)

1.一种永磁内筒变梯度磁选机，包括下料箱(1)、下料量控制闸板(2)、滚轮(3)、毛辊支架(4)、下料毛辊(5)、上承重梁(6)、滚轮基座(7)、毛辊皮带盘(8)、毛辊电机(9)、右横梁(10)、内支架悬挂杆(11)、励磁体移动螺杆(12)、螺杆旋转手柄(13)、精矿下料槽(14)、励磁体(15)、下承重梁(16)、主动滚轮(17)、法兰盘(18)、传动连杆(19)、被动滚轮(20)、连杆齿轮(21)、倾斜度调整螺杆(22)、动力电机(23)、机架(24)、内支架梁(25)、控制柜(26)、永磁辊筒(27)、左横梁(28)，防矿浆溢流法兰盘(29)、辊筒永磁磁系(30)、悬挂定位梁(31)，其特征在于：所述的机架(24)上方固定有一对上承重梁(6)，机架(24)下方固定有一对下承重梁(16)，上承重梁(6)和下承重梁(16)相互平行，上承重梁(6)下方设置有两对相互平行的滚轮(3)，下承重梁(16)上方分别设置有一对主动滚轮(17)和一对被动滚轮(20)，主动滚轮(17)和被动滚轮(20)相互平行，永磁辊筒(27)活动置放在滚轮(3)、被动滚轮(20)和主动滚轮(17)之间，机架(24)左端固定设置左横梁(28)，机架(24)右端设置右横梁(10)，一对内支架梁(25)贯穿于永磁辊筒(27)，其一端固定连接在左横梁(28)上，另一端固定连接悬挂定位梁(31)，悬挂定位梁(31)通过悬挂杆(11)固定在右横梁(10)上，励磁体(15)为不等径曲面体，励磁体(15)内壁两侧开有轴向凹槽，励磁体(15)通过凹槽活动套装在内支架梁(25)上，与内支架梁(25)端边外侧形成轴向滑动连接，励磁体(15)置于永磁辊筒(27)内，励磁体(15)和永磁辊筒(27)在同一轴心线上，励磁体(15)内壁一侧的凹槽中设有轴向半月形内孔，励磁体(15)内壁一侧的凹槽半月形内孔，角度大于180度，在与之接触的内支架梁(25)上开有轴向半月形内螺纹，内支架梁(25)半月形内螺纹孔角度小于180度，励磁体(15)内壁一侧的凹槽中半月形内孔和内支架梁(25)半月形内螺纹形成圆形结构配合，励磁体移动螺杆(12)活动安装在励磁体(15)内壁一侧的凹槽半月形内孔中，轴向位置由励磁体(15)两端的止口螺栓固定，励磁体移动螺杆(12)外端装有手柄(13)，励磁体移动螺杆(12)旋转装配在励磁体(15)内壁一侧的凹槽中和内支架梁(25)啮合，倾斜度调整螺杆(22)设置在机架(24)左端下方。

2.如权利要求1所述的一种永磁内筒变梯度磁选机，其特征在于：励磁体(15)为不等径曲面体导磁材料，励磁体(15)的左端直径小于右端直径，励磁体(15)壁厚由左至右逐渐增加，壁厚范围在5mm-30mm之间，励磁体(15)不等径曲面体变径为连续变径或梯形变径。

3.如权利要求1所述的一种永磁内筒变梯度磁选机，其特征在于：励磁体(15)的最大外径与永磁辊筒(27)内径间隙为1mm。

4.如权利要求1所述的一种永磁内筒变梯度磁选机，其特征在于：所述右横梁(10)位于励磁体(15)顶部上方。

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