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。
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。