CN103846158A - 动力磁悬浮分选富集方法及设备 - Google Patents

动力磁悬浮分选富集方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磁性物的分离方法和设备。一种动力磁悬浮分选富集方法及设备，在固定的圆柱形筒体内，绕筒体轴线360°设置呈周期变化的交变动力磁系，所述交变动力磁系绕筒体轴线以一定的角速度做旋转运动，筒体外侧的分选矿物中的磁性物化成针状悬浮磁聚体分布于筒体外表面，针状悬浮磁聚物在筒体外表面沿动力磁系相反的旋转方向运动并形成磁性流体，针状悬浮磁聚物在交变动力磁系的作用下摆动、翻转，将未被磁化的矿泥及非磁性矿物逐渐从针状悬浮磁聚物中脱除，进而通过磁性物卸料装置使得磁聚物摆脱交变动力磁系的作用力并进行收集。本发明设计独特，分选富集效率高。

Description

动力磁悬浮分选富集方法及设备
技术领域
本发明涉及一种磁性物的分离方法和设备，具体涉及一种动力磁悬浮分选富集方法及设备。
背景技术
目前广泛采用的湿式磁选方法有逆流型、半逆流型以及顺流型磁选技术，其分选原理示意图如附图1、附图2、附图3所示，矿浆自给矿槽给入，自然流入分选槽内，矿浆流入磁系包角作用范围内时，磁性矿物颗粒在磁场作用下迅速团聚吸附于圆筒表面，并随圆筒的转动带出磁场区，在磁场的边缘受冲击水作用下进入磁性物料斗排出磁选机。部分非磁性矿物来不及随矿浆流进入尾矿便被磁性矿物形成的团聚体紧紧包裹，在有限的磁系包角作用下，磁系的翻转效应无法将非磁性物充分脱除，因此造成磁选工艺的普遍夹杂。
对于干式磁选的磁系结构与湿式基本相同，但箱体结构相对简单，磁性物进入磁场后被捕获紧贴于筒体表面，在筒体的高速转动作用下，磁性物在惯性作用下脱离磁场作用进入精矿仓；尾矿沿着排矿挡板滑落进入尾矿仓，也存在以下缺陷，即在有限的磁系包角作用下，磁系的翻转效应无法将非磁性物充分脱除，因此造成磁选工艺的普遍夹杂。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种增大磁场包角范围、强化磁翻转效应、提高磁性物的回收率、较少夹杂的动力磁悬浮分选富集方法及设备。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
    一种动力磁悬浮分选富集方法，在固定的圆柱形筒体内，绕筒体轴线360°设置呈周期变化的交变动力磁系，所述交变动力磁系绕筒体轴线以一定的角速度做旋转运动，筒体外侧的分选矿物中的磁性物化成针状悬浮磁聚体分布于筒体外表面，针状悬浮磁聚物在筒体外表面沿动力磁系相反的旋转方向运动并形成磁性流体，针状悬浮磁聚物在交变动力磁系的作用下摆动、翻转，将未被磁化的矿泥及非磁性矿物逐渐从针状悬浮磁聚物中脱除，进而通过磁性物卸料装置使得磁聚物摆脱交变动力磁系的作用力并进行收集。
所述的交变动力磁系为在圆柱形筒体内，绕筒体轴线360°成对、交叉、均匀排布的N极和S极，相邻的N极和S极形成为一个周期变化的交变动力磁系。
相邻的N极和S极，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度较S极的最大磁场强度大100Gs以上。
一种湿式矿物分选富集设备，包括机架、设置在机架上的壳体和动力机构，壳体内固定有一圆柱形筒体，筒体外表面与壳体之间形成矿物分选储料仓，所述筒体内设有与筒体同轴的可绕轴线转动的筒状磁鼓，动力机构驱动磁鼓转动，在磁鼓上绕其轴线360°设置有呈周期变化的交变动力磁系，交变动力磁系随磁鼓转动，所述的矿物分选储料仓上方敞口，矿物分选储料仓底部与筒体之间沿轴线方向设有分隔板，分隔板将矿物分选储料仓分隔为精矿仓和尾矿仓，在精矿仓和尾矿仓的底部分别设有精矿卸料口和尾矿卸料口，在精料卸料口处还设有磁性物卸料装置。
所述的磁性物卸料装置为设置在精矿卸料口处的高压冲击水流管，在精矿仓上部开设有溢流沿，通过高压冲击水流使得磁性物脱离交变动力磁系的作用力，并将细粒级夹杂矿物分离通过溢流沿流出。
所述的交变动力磁系为在磁鼓上，绕磁鼓轴线360°成对、交叉、均匀排布的N极和S极，相邻的N极和S极形成为一个周期变化的交变动力磁系。
相邻的N极和S极，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度较S极的最大磁场强度大100Gs以上。
一种干式矿物分选富集设备，包括机架、设置在机架上的壳体和动力机构，壳体内固定有一圆柱形筒体，筒体外表面与壳体之间形成矿物分选储料仓，所述筒体内设有与筒体同轴的可绕轴线转动的筒状磁鼓，动力机构驱动磁鼓转动，在磁鼓上绕其轴线360°设置有呈周期变化的交变动力磁系，交变动力磁系随磁鼓转动，所述矿物分选储料仓顶部与筒体之间沿轴线方向设有分隔板，矿物分选储料仓底部设有倒V形分位板，分隔板和分位板将矿物分选储料仓分隔为精矿仓和尾矿仓，尾矿仓顶部为给料口，在精矿仓和尾矿仓的底部分别设有精矿卸料口和尾矿卸料口，在精料仓处还设有脉冲强磁场发生器。
所述的交变动力磁系为在磁鼓上，绕磁鼓轴线360°成对、交叉、均匀排布的N极和S极，相邻的N极和S极形成为一个周期变化的交变动力磁系。
相邻的N极和S极，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度较S极的最大磁场强度大100Gs以上。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
①本发明中的交变动力磁系特性设计，保证了筒体表面任意一点的场强强度随着交变动力磁系的转动而动态变化，附着于筒体表面的针状磁聚体随着磁场的波动迅速团聚松散，沿着筒体表面不断翻转运动，非磁性矿物不断地被运动的针状磁聚体抛出，因此本发明有效解决了传统的磁选工艺夹杂非磁性物问题。
②磁选精矿技术指标有较大幅度提高；N极与S极磁场强度差异设计，使得针状磁聚体在磁动力的牵引下沿着与磁系运动方向相反的方向运动，磁性物整个运动过程在磁动力的牵引下完成，因此筒体表面相对光滑，磨损较小。
③传统的筒式磁选机磁性物团聚后紧紧附着于筒体表面，在筒体运动作用下强行将矿物拖拽出磁场，矿物与筒体表面的摩擦较为严重，因此磨损较大。本发明中筒体静止不动，针状磁聚体位于液态环境中（湿式）悬浮于筒体表面，磁动力牵引的方式大大优于机械作用的生拖硬拽，减少磨损延长使用寿命。
④本发明中的交变动力磁系作用于磁性物的磁性包角远远大于360°，在交变动力磁系的作用下，磁鼓旋转360°时，磁性物仅仅能够沿相反的方向旋转四分之一的圆周，磁性物转动一周相当于受到磁性包角4周的作用力，而常规的虽然也能够较其磁性包角大，但是本发明在实际作用的磁性包角中进行充分的团聚松散，从而达到除杂的目的。
附图说明
图1为现有的逆流型磁选机的结构示意图。
图2为现有的半逆流型磁选机的结构示意图。
图3为现有的顺流型磁选机的结构示意图。
图4为交变动力磁系排布的结构示意图。
图5为筒体表面磁场强度变化曲线。
图6为湿式矿物分选富集设备的结构示意图。
图7为筒体与交变动力磁系的结构示意图。
图8为干式矿物分选富集设备的结构示意图。
图9为常规磁选技术与动力磁悬浮磁选技术对比单段试验流程示意图。
图10是常规磁选技术与交变动力磁系磁选技术全流程对比流程示意图。
图11为原矿破碎干选试验流程示意图。
图中标号：1为矿浆、2为磁系包角、3为磁性物、4为非磁性物、5为高压冲击水流管、6为N极、7为S极、8为机架、9为壳体、10为筒体、11为磁鼓、12为交变动力磁系、13为分隔板、14为精矿仓、15为尾矿仓、16为精矿卸料口、17为尾矿卸料口、18为溢流沿、19为分位板、20为给料口、21为脉冲强磁场发生器、22为液面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
    实施例一：参见图4、图5，一种动力磁悬浮分选富集方法，首先设置一固定的圆柱形筒体10，在筒体10内部绕筒体轴线360°成对、交叉、均匀排布n对N极和S极，相邻的N极和S极组成一对并形成为一个周期变化的交变动力磁系，即绕筒体轴线一周有360/n个交替变化周期，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度Nmax为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度Nmax较S极的最大磁场强度Smax大100Gs-400Gs，此交变动力磁系绕筒体轴线以一定的角速度做旋转运动，随着交变动力磁系的旋转，筒体外侧的分选矿物中的磁性物化成针状悬浮磁聚体分布于筒体外表面，并在筒体外表面沿交变动力磁系相反的旋转方向运动并形成磁性流体，同时针状悬浮磁聚物在交变动力磁系的作用下摆动、翻转，进行不断的团聚松散，将未被磁化的矿泥及非磁性矿物逐渐从针状悬浮磁聚物中脱除，进而通过高压冲击水流管或者脉冲强磁场发生器等磁性物卸料装置将磁性物脱离交变动力磁系的作用力并收集起来。
实施例二：参见图6、图7，一种湿式矿物分选富集设备，包括机架8、设置在机架8上的壳体9和动力机构，壳体9内固定有一圆柱形筒体10，筒体10外表面与壳体9之间形成矿物分选储料仓，所述筒体10内设有一与其同轴的可绕轴线转动的筒状的磁鼓11，动力机构驱动磁鼓11转动，在磁鼓11上绕其轴线360°设置有呈周期变化的交变动力磁系12，交变动力磁系12随磁鼓11转动，所述的交变动力磁系12为在筒体10内部绕筒体轴线360°成对、交叉、均匀排布n对N极和S极，相邻的N极和S极为一对并形成为一个周期变化的交变动力磁系，即绕筒体轴线一周有360/n个交替变化周期，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度Nmax为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度Nmax较S极的最大磁场强度Smax大100Gs-400Gs，此交变动力磁系随着磁鼓11绕筒体轴线以一定的角速度做旋转运动，所述的矿物分选储料仓上方敞口，矿物分选储料仓底部与筒体10之间沿轴线方向设有分隔板13，分隔板13将矿物分选储料仓分隔为精矿仓14和尾矿仓15，在精矿仓14和尾矿仓15的底部分别设有精矿卸料口16和尾矿卸料口17，在精料卸料口16处还设有高压冲击水流管5，在精矿仓14上部开设有溢流沿18，随着交变动力磁系12的旋转，筒体10外侧的分选矿物中的磁性物化成针状悬浮磁聚体分布于筒体10外表面，并在筒体10外表面沿交变动力磁系12相反的旋转方向运动并形成磁性流体，同时针状悬浮磁聚物在交变动力磁系12的作用下摆动、翻转，进行不断的团聚松散，将未被磁化的矿泥及非磁性矿物逐渐从针状悬浮磁聚物中脱除，进而通过高压冲击水流管5将磁性物脱离交变动力磁系的作用力并收集起来，同时能够并将细粒级夹杂矿物分离通过溢流沿18流出。
实施例三：参见图8，一种干式矿物分选富集设备，包括机架8和设置在机架8上的壳体9，壳体9内固定有一圆柱形筒体10，筒体10外表面与壳体9之间形成矿物分选储料仓，所述筒体10内设有一与其同轴的可绕轴线转动的筒状磁鼓11，动力机构驱动磁鼓11转动，在磁鼓11上绕其轴线360°设置有呈周期变化的交变动力磁系12，交变动力磁系12随磁鼓11转动，所述的交变动力磁系12为在筒体10内部绕筒体轴线360°成对、交叉、均匀排布n对N极和S极，相邻的N极和S极为一对并形成为一个周期变化的交变动力磁系，即绕筒体轴线一周有360/n个交替变化周期，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度Nmax为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度Nmax较S极的最大磁场强度Smax大100Gs以上，此交变动力磁系随着磁鼓11绕筒体轴线以一定的角速度做旋转运动，所述矿物分选储料仓顶部与筒体10之间沿轴线方向设有分隔板13，矿物分选储料仓底部设有倒V形分位板19，分隔板13和分位板19将矿物分选储料仓分隔为精矿仓14和尾矿仓15，尾矿仓顶部为给料口20，在精矿仓14和尾矿仓15的底部分别设有精矿卸料口16和尾矿卸料口17，在精料仓14处还设有脉冲强磁场发生器21，随着交变动力磁系12的旋转，筒体10外侧的分选矿物中的磁性物化成针状悬浮磁聚体分布于筒体10外表面，并在筒体10外表面沿交变动力磁系12相反的旋转方向运动并形成磁性流体，同时针状悬浮磁聚物在交变动力磁系12的作用下摆动、翻转，进行不断的团聚松散，在翻转运动过程中，在离心力和重力的作用下，将未被磁化的矿泥及非磁性矿物逐渐从针状悬浮磁聚物中脱除并滑落至尾矿卸料口17，磁性物沿筒体表面运动至精矿仓14，在脉冲强磁场发生器21发出的磁场作用下，磁性物逐步脱离设备筒体，滑落至精矿卸料口16并收集起来。
附图9为常规磁选技术与动力磁悬浮磁选技术对比单段试验流程，表1为其对比结果。
表1：常规磁选与动力磁悬浮技术单段对比试验结果：
Figure 2014100684203100002DEST_PATH_IMAGE001
表1的试验结果表明，随着磨矿细度的增加，动力磁悬浮技术磁性物的回收率指标相比于传统磁选技术指标，优势逐步明显。
附图10是常规磁选技术与交变动力磁系磁选技术全流程对比，表2为对比试验结果。
表2常规磁选与交变动力磁系技术磁选全流程对比试验结果：
表2的全流程对比试验结果表明，随着磨矿细度的增加，交变动力磁系磁选技术最终精矿以及磁选精矿磁性物的回收率指标相比于传统磁选技术指标，优势明显。
附图11为原矿破碎干选试验流程，表3为对应的试验结果。
表3：
Figure 2014100684203100002DEST_PATH_IMAGE003

Claims (10)

1.一种动力磁悬浮分选富集方法，其特征在于，在固定的圆柱形筒体内，绕筒体轴线360°设置呈周期变化的交变动力磁系，所述交变动力磁系绕筒体轴线以一定的角速度做旋转运动，筒体外侧的分选矿物中的磁性物化成针状悬浮磁聚体分布于筒体外表面，针状悬浮磁聚物在筒体外表面沿交变动力磁系相反的旋转方向运动并形成磁性流体，针状悬浮磁聚物在交变动力磁系的作用下摆动、翻转，将未被磁化的矿泥及非磁性矿物逐渐从针状悬浮磁聚物中脱除，进而通过磁性物卸料装置使得磁聚物摆脱交变动力磁系的作用力并进行收集。
2.根据权利要求1所述的动力磁悬浮分选富集方法，其特征在于，所述的交变动力磁系为在圆柱形筒体内，绕筒体轴线360°成对、交叉、均匀排布的N极和S极，相邻的N极和S极形成为一个周期变化的交变动力磁系。
3.根据权利要求2所述的动力磁悬浮分选富集方法，其特征在于，相邻的N极和S极，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度较S极的最大磁场强度大100Gs以上。
4.一种湿式矿物分选富集设备，包括机架、设置在机架上的壳体和动力机构，壳体内固定有一圆柱形筒体，筒体外表面与壳体之间形成矿物分选储料仓，其特征在于，所述筒体内设有与筒体同轴的可绕轴线转动的筒状磁鼓，动力机构驱动磁鼓转动，在磁鼓上绕其轴线360°设置有呈周期变化的交变动力磁系，交变动力磁系随磁鼓转动，所述的矿物分选储料仓上方敞口，矿物分选储料仓底部与筒体之间沿轴线方向设有分隔板，分隔板将矿物分选储料仓分隔为精矿仓和尾矿仓，在精矿仓和尾矿仓的底部分别设有精矿卸料口和尾矿卸料口，在精料卸料口处还设有磁性物卸料装置。
5.根据权利要求4所述的湿式矿物分选富集设备，其特征在于，所述的磁性物卸料装置为设置在精矿卸料口处的高压冲击水流管，在精矿仓上部开设有溢流沿，通过高压冲击水流使得磁性物脱离交变动力磁系的作用力，并将细粒级夹杂矿物分离通过溢流沿流出。
6.根据权利要求4所述的湿式矿物分选富集设备，其特征在于，所述的交变动力磁系为在磁鼓上，绕磁鼓轴线360°成对、交叉、均匀排布的N极和S极，相邻的N极和S极形成为一个周期变化的交变动力磁系。
7.根据权利要求6所述的湿式矿物分选富集设备，其特征在于，相邻的N极和S极，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度较S极的最大磁场强度大100Gs以上。
8.一种干式矿物分选富集设备，包括机架、设置在机架上的壳体和动力机构，壳体内固定有一圆柱形筒体，筒体外表面与壳体之间形成矿物分选储料仓，其特征在于，所述筒体内设有与筒体同轴的可绕轴线转动的筒状磁鼓，动力机构驱动磁鼓转动，在磁鼓上绕其轴线360°设置有呈周期变化的交变动力磁系，交变动力磁系随磁鼓转动，所述矿物分选储料仓顶部与筒体之间沿轴线方向设有分隔板，矿物分选储料仓底部设有倒V形分位板，分隔板和分位板将矿物分选储料仓分隔为精矿仓和尾矿仓，尾矿仓顶部为给料口，在精矿仓和尾矿仓的底部分别设有精矿卸料口和尾矿卸料口，在精料仓处还设有脉冲强磁场发生器。
9.根据权利要求8所述的干式矿物分选富集设备，其特征在于，所述的交变动力磁系为在磁鼓上，绕磁鼓轴线360°成对、交叉、均匀排布的N极和S极，相邻的N极和S极形成为一个周期变化的交变动力磁系。
10.根据权利要求9所述的干式矿物分选富集设备，其特征在于，相邻的N极和S极，在其单个周期变化的交变动力磁系中，N极的最大磁场强度为850Gs-4500Gs，N极的最大磁场强度较S极的最大磁场强度大100Gs以上。
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