CN103817000B - 无回矿型间歇式除铁机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无回矿型间歇式除铁机，包括除铁机本体，在有出浆管与本体的工作腔体上端口连接，在出浆管端口依次设有出浆阀和抽浆泵，所述工作腔体下端口连通有管道和排铁管，在管道与排铁管上分别设有管道阀和排铁阀，位于管道另一端分别连通有进浆管和进水管，所述进浆管和进水管上分别设有进浆阀和进水阀，有矿浆搅拌桶和恒压水箱分别与进浆阀和进水阀连通，所述工作腔体顶部通过清洗管连接有高压水泵，在清洗管上设有清洗水阀，所述工作腔体内还设有超声波振体；本发明结构合理、能耗低、功效高且对矿浆除铁效果更好，是一种广泛应用于对陶瓷原料、非金属矿等进行湿法分离、去除含铁杂质的无回矿型间歇式除铁机。

Description

无回矿型间歇式除铁机

技术领域

本发明涉及一种对陶瓷原料、非金属矿等进行湿法分离、去除含铁杂质的流体除铁机，特别是一种无回矿型间歇式除铁机。

背景技术

目前，市面上传统的对陶瓷原料、矿浆等进行分离、去除含铁杂质的流体除铁机包括除铁机本体，该除铁机本体包括机架和设置在机架上的工作腔体，在工作腔体外设有绕组线圈，其工作腔体内设有导磁极板、聚磁介质，有矿浆搅拌桶通过进浆管与工作腔体连通，在工作腔体的上端口连接出浆管，顶部设有清洗管，在工作腔体的下端口连接有进浆管道、回浆管道和排铁管，回浆管道与矿浆搅拌桶接通。在除铁机进行除铁工作时，经矿浆搅拌桶搅拌后的矿浆首先被给矿泵或高位桶从进浆管进入到工作腔体内，绕组线圈通电使导磁极板产生励磁，将工作腔体内矿浆中的铁质和弱磁性杂质吸附到聚磁介质上，同时，去杂质后的矿浆从出浆管道排出，完成对矿浆的除铁过程；在经过上述一定时间工作后，进浆泵停止工作，出浆管道上的阀门关闭，进浆管道阀门关闭，将回浆管道阀门打开，自然回浆或加压回浆将工作腔体中的剩余矿浆排回到矿浆搅拌桶，完成后关闭回浆管道阀门；然后，绕组线圈断电，将高压水泵和清洗管阀门、排铁阀门打开，将水通过工作腔体顶部的清洗管对工作腔体内进行高压清洗，对铁磁杂质进行冲洗，并从排铁管排出；经反复上述操作对矿浆进行有回矿间歇式除铁工作。

上述结构的除铁机由于采用了回矿浆过程，一般自然回矿或加压回矿，这两种方式都不可避免的会将工作腔体中吸附在磁介质上的铁磁性矿物带回原矿浆中，特别是弱磁性矿物，从而造成更大的污染；再次，回矿浆过程中，工作腔体中的矿浆绝大部分是已经过除铁工艺的，回矿浆至矿浆搅拌桶时，励磁仍旧在工作，导致了电能的消耗，却没有产品产出，致使处理过的产品再次进行除铁处理，重复做功，加重了除铁机的工作负担，特别是越大型的处理设备影响越大，限制了设备的大型化，而且回矿浆所耗费的时间长，降低了除铁机的工作效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种结构合理、能耗低、功效高且对矿浆除铁效果更好的无回矿型间歇式除铁机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

无回矿型间歇式除铁机，包括除铁机本体，该除铁机本体包括机架和设置在机架上的工作腔体，在工作腔体外设有绕组线圈，所述工作腔体内设有导磁极板、聚磁介质，在工作腔体的上、下部分别设有上端口和下端口，有出浆管与上端口连接，在出浆管端口依次设有出浆阀和抽浆泵，所述下端口连通有管道和排铁管，在管道与排铁管上分别设有管道阀和排铁阀，位于管道另一端分别连通有进浆管和进水管，所述进浆管和进水管上分别设有进浆阀和进水阀，有矿浆搅拌桶和恒压水箱分别与进浆阀和进水阀连通，所述工作腔体顶部通过清洗管连接有高压水泵，在清洗管上设有清洗水阀，所述工作腔体内还设有超声波振体。

进一步，所述超声波振体包括固定在工作腔体下部的振板壳体，在振板壳体中心设有开口，有多个超声波振子呈环状排布在振板壳体上，并通过导线电连接、组成振子组件，所述振子组件有多组，它们以开口为中心，按环径从小到大排列固定在振板壳体上。

进一步，所述清洗管上还连通有空气管，有高压空气装置与空气管连接，位于空气管上设有进气阀。

进一步，所述除铁机本体上通过冷却管连接有换热器，在冷却管上设有冷却泵。

本发明的有益效果是：该设备设计无回矿，具体实现方法为，通过恒压水箱补水填充抽浆泵抽浆产生的空间，此时由于除铁设备仍然励磁，抽浆的速度与正常除铁时矿浆的流速相同，所以由出浆管流出的矿浆仍为精矿，当恒压水补充至工作腔体上端口液面时停止抽浆，避免清水进入成品矿浆，给下一处理工艺带来不便；由于本发明的除铁机没有回矿阶段，同样循环周期内增加了有效的精矿出矿时间，精矿的产率得到极大的提高。

而超声波振体在除铁机的抽浆阶段使工作腔体中的矿浆得到充分分散，矿浆排出后容易形成微团，对后续工艺及环境无任何不良影响，有利于除铁的效果，并且由于超声振动的作用，使夹杂在磁性颗粒中的非磁性颗粒脱离，减少了机械夹杂。无需添加化工添加剂达到分散效果，并且可以降低除铁加工中的药剂成本。尤其是配合恒压水补充至工作腔体这个过程，随着恒压水在工作腔体的上升，当恒压水从底部超声波振体中间的开口进入工作腔到达聚磁介质时，利用超声波振体产生的超声波使夹杂在磁性颗粒中的非磁性颗粒进一步脱离，进一步减少了机械夹杂，对后续的清洗提供了更好的条件。在抽浆后，工作腔体中几乎为清水，此时励磁线圈退磁，再次结合高频强力超声波振体的作用使磁介质上的污物充分剥离，退磁完成后，由高压气水混合流从清洗管进入到工作腔体，将污物排出，清洗时间更短，清洗效果更好，提高了除铁设备的有效工作率，防止聚磁介质及磁极板由于清洗不净引起的生锈问题，使聚磁介质始终工作在理想的状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中除铁机本体的结构示意图；

图3是本发明中超声波振体的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，无回矿型间歇式除铁机，包括除铁机本体3，该除铁机本体3包括机架31和设置在机架31上的工作腔体4，在工作腔体4外设有绕组线圈32，所述工作腔体4内设有导磁极板41、聚磁介质42，在工作腔体4的上、下部分别设有上端口9和下端口10，有出浆管与上端口9连接，在出浆管端口依次设有出浆阀15和抽浆泵5，所述下端口10连通有管道和排铁管，在管道与排铁管上分别设有管道阀13和排铁阀14，位于管道另一端分别连通有进浆管和进水管，所述进浆管和进水管上分别设有进浆阀11和进水阀12，有矿浆搅拌桶1和恒压水箱2分别与进浆阀11和进水阀12连通，所述工作腔体4顶部通过清洗管连接有高压水泵6，在清洗管上设有清洗水阀16，所述工作腔体4内还设有超声波振体20。

本发明的工作原理是：开机前所有阀门、泵等均为关闭，自动工作时的动作顺序如下：

①绕组线圈32通电，导磁极板41、聚磁介质42产生励磁，超声波振体20的振动第一档打开，进浆阀11、管道阀13、出浆阀15打开，开始给矿浆并计时T1、T2，T1定时时间到，抽浆泵5打开(用变频控制流速)，此时为除铁阶段，时间设定为T2，此阶段矿浆经除铁机工作腔体4除铁后由出矿口排出，为精矿。

②T2定时时间到，进浆阀11关闭，同时进水阀12打开，并计时T3，此时为恒压水排矿阶段，时间为T3，此阶段工作腔中的剩余矿浆由恒压水箱2中的清水配合抽浆泵5排出上端口9，此阶段除铁机励磁仍在工作，出矿口亦为精矿。

③T3定时时间到，进水阀12、管道阀13、出浆阀15关闭，抽浆泵5关闭，励磁关闭同时超声波振体20振动第二档打开，并计时T4，此阶段为退磁预清洗阶段。

④T4定时时间到，排铁阀14、清洗水阀16、进气阀17打开，清洗高压水泵6打开，高压压缩空气打开，并计时T5，此阶段为清洗排铁阶段。

⑤T5定时时间到，清洗高压水泵6、压缩空气关闭，排铁阀14、清洗水阀16、进气阀17关闭，进入下一个循环，继续重复步骤①-⑤。

该设备设计无回矿，具体实现方法为，通过恒压水箱2补水填充抽浆泵5抽浆产生的空间，此时由于除铁设备仍然励磁，抽浆的速度与正常除铁时矿浆的流速相同，所以由出浆管流出的矿浆仍为精矿，当恒压水补充至工作腔体4上端口液面时停止抽浆，避免清水进入成品矿浆，给下一处理工艺带来不便；由于本发明的除铁机没有回矿阶段，同样循环周期内增加了有效的精矿出矿时间，精矿的产率得到极大的提高。

而原有的间歇式除铁机是通过给矿泵或者高位桶将矿浆泵入工作腔，如果采用跟本机相同的加水的工艺，并不能实现清理工作腔中余浆的目的，由于水的比重比矿浆比重低，当清水通过给矿泵泵入工作腔体4时，清水与矿浆会充分混合，实际上由出矿口流出的是浓度较低的矿浆，带出的矿浆较少，一方面导致出矿后的矿浆浓度降低，对后续处理工艺带来不便，另一方面未能排出的矿浆会随清洗排铁进入尾矿，造成浪费，所以原有的各种间歇式除铁机不能实现该目的。

本发明无回矿型除铁机在高岭土除铁生产中与传统除铁机的比较如下：

由上表可以看出，同样体积工作腔的除铁机，本发明的除铁机的产量是传统除铁机的1.83倍，且经试验表明，无回矿机型产品的质量更稳定。

参照图3，所述超声波振体20包括固定在工作腔体4下部的振板壳体21，在振板壳体21中心设有开口，有多个超声波振子22呈环状排布在振板壳体21上，并通过导线电连接、组成振子组件，所述振子组件有多组，它们以开口为中心，按环径从小到大排列固定在振板壳体21上。

其中，超声波是频率高于20KHz的声波，超声波分散及清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和其中的物体直接、间接的作用，使物体被分散、乳化、剥离而达到分散和清洗的目的。本发明根据除铁机工作腔体4的结构，除铁工艺的要求设计了一种具有两档不同频率、不同声强的超声波振板，具体实现是利用上述超声波振予22呈环状排布在振板壳体21上，并通过导线电连接、组成振子组件，所述振子组件有多组，用两根电线分别连接不同的单组及以上的振子组件来实现，通过选择不同的声学参数达到一档用于分散，另一档用于清洗的目的。

而超声波振体20在除铁机的抽浆阶段使工作腔体4中的矿浆得到充分分散，矿浆排出后容易形成微团，对后续工艺及环境无任何不良影响，有利于除铁的效果，并且由于超声振动的作用，使夹杂在聚磁介质42的磁性颗粒中的非磁性颗粒脱离，减少了机械夹杂。

矿浆的分散采用传统的方法是添加无机或有机分散剂，充分搅拌反应后达到分散效果，但采用分散剂分散后对后续工艺的处理(如压滤脱水)造成不利影响，且随尾矿排出后的污水需添加药剂处理后才能循环使用或外排，而采用超声波振动分散的方式则无需添加化工添加剂达到分散效果，并且可以降低除铁加工中的药剂成本。

尤其是配合恒压水箱2将水补充至工作腔体4这个过程，随着恒压水在工作腔体4的上升，当恒压水从底部超声波振体20中间的开口进入工作腔体4到达聚磁介质42时，利用超声波振体20产生的超声波使夹杂在磁性颗粒中的非磁性颗粒进一步脱离，进一步减少了机械夹杂，对后续的清洗提供了更好的条件。

在抽浆后，工作腔体4中几乎为清水，此时励磁线圈退磁，再次结合高频强力超声波振体20的作用使聚磁介质42上的污物充分剥离，退磁完成后，由高压气水混合流从清洗管进入到工作腔体4，将污物排出，清洗时间更短，清洗效果更好，提高了除铁设备的有效工作率，防止聚磁介质42及磁极板41由于清洗不净引起的生锈问题，使聚磁介质42始终工作在理想的状态。

根据专业从事清洗的研究单位的研究，常见几种清洗方式的清洗效果对比如下：

清洗方法	剩余残留物％
		吹式清洗	86
浸润式清洗	70
		蒸汽式清洗	65
刷子清洗	8
		超声波清洗	0-0.5

在本发明中，所述清洗管上还连通有空气管，有高压空气装置与空气管连接，位于空气管上设有进气阀17；通过高压压缩空气可进一步提高清洗水的水压。

在本发明中，所述除铁机本体3上通过冷却管连接有换热器8，在冷却管上设有冷却泵7，通过冷却泵7配合换热器8将绕组线圈32产生的热能吸收，保证整体设备的长时间正常工作。

本发明结构合理、能耗低、功效高且对矿浆除铁效果更好，是一种广泛应用于对陶瓷原料、非金属矿等进行湿法分离、去除含铁杂质的无回矿型间歇式除铁机。

Claims (4)

1.无回矿型间歇式除铁机，包括除铁机本体(3)，该除铁机本体(3)包括机架(31)和设置在机架(31)上的工作腔体(4)，在工作腔体(4)外设有绕组线圈(32)，所述工作腔体(4)内设有导磁极板(41)、聚磁介质(42)，在工作腔体(4)的上、下部分别设有上端口(9)和下端口(10)，有出浆管与上端口(9)连接，在出浆管端口依次设有出浆阀(15)和抽浆泵(5)，其特征在于：所述下端口(10)连通有管道和排铁管，在管道与排铁管上分别设有管道阀(13)和排铁阀(14)，位于管道另一端分别连通有进浆管和进水管，所述进浆管和进水管上分别设有进浆阀(11)和进水阀(12)，有矿浆搅拌桶(1)和恒压水箱(2)分别与进浆阀(11)和进水阀(12)连通，在退磁预清洗阶段前，由恒压水箱(2)中的清水配合抽浆泵(5)将工作腔体内的剩余矿浆排出上端口(9)，所述工作腔体(4)顶部通过清洗管连接有高压水泵(6)，在清洗管上设有清洗水阀(16)，所述工作腔体(4)内还设有超声波振体(20)。

2.根据权利要求1所述的无回矿型间歇式除铁机，其特征在于所述超声波振体(20)包括固定在工作腔体(4)下部的振板壳体(21)，在振板壳体(21)中心设有开口，有多个超声波振子(22)呈环状排布在振板壳体(21)上，并通过导线电连接、组成振子组件，所述振子组件有多组，它们以开口为中心，按环径从小到大排列固定在振板壳体(21)上。

3.根据权利要求1所述的无回矿型间歇式除铁机，其特征在于所述清洗管上还连通有空气管，有高压空气装置与空气管连接，位于空气管上设有进气阀(17)。

4.根据权利要求1所述的无回矿型间歇式除铁机，其特征在于所述除铁机本体(3)上通过冷却管连接有换热器(8)，在冷却管上设有冷却泵(7)。