CN106362864A - 一种平环超导磁选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平环超导磁选机，包括超导装置、分选装置和进料及收集装置，其中，超导装置上开设有水平贯穿壳体、超导磁体以及铁屏的分选腔；分选装置包括支架、可转动地设置在支架上并穿过分选腔的环形分选室以及驱动环形分选室旋转的驱动装置，环形分选室内设置有高导磁性介质；进料及收集装置包括设置在环形分选室上方的进料管和尾矿冲洗管以及设置在环形分选室下方的精矿、尾矿收料装置；通过采用超导磁体，能够使磁选机在具有更大磁场强度的同时，降低成本，扩大应用范围，提升了产品的附加值；对于顺磁性颗粒的清洗在低磁场区域进行，缩短了清洗时间；超导磁体在工作时电流引线一直与磁体连接，可以调节磁场强度，分选效果好。

Description

一种平环超导磁选机

技术领域

本发明涉及超导磁选机技术领域，特别涉及一种平环超导磁选机。

背景技术

我国铁矿资源多而不富，以中低品位矿为主，同时矿石类型复杂，难选矿和多组分共生矿所占比重大，其中难选赤铁矿和多组分共生铁矿石储量各占全国储量的1/3。其中，赤铁矿磁性很弱，常规的磁选设备磁场强度低无法将其捕获，因此通常采用浮选方式，但是这种方式不仅成本高而且药剂会对当地生态环境造成严重破坏。同时我国也是非金属矿生产大国，高岭土、钾钠长石、石英、铝土矿等非金属矿产非常丰富，特别是高岭土资源储量在世界上占有很大比重。铁元素在这些非金属矿品中属于有害元素，只有降低铁元素的含量，才能提高非金属矿的品质，因此，有效除铁是非金属矿提高品质的重要措施。

针对上述问题，20世纪60年代末发展出了一种高梯度磁选(HGMS)技术，它的主要特点是：将齿形板或者钢板网等介质填充在螺线管内腔磁场中作分选介质。由于这些介质磁化达到饱和状态时，能产生很高的磁场梯度,，并具有很大的捕收面积，因而适应范围广，但是也存在不少问题，比如磁场强度难以提高，只能达到1.6×106A/m(相应的磁感应强度为2T)左右，接近铁轭的饱和磁场，再比如设备电耗大，产生2T磁场单吨能耗6kw，磁体的能耗占处理每吨矿物费用的60％，综上所述，现有的高梯度磁选装置磁场强度低无法使非金属矿和赤铁矿等产品质量达到理想的水平，限制了其应用范围，同时使用成本高，降低了产品的附加值。

因此，如何提供一种磁选机，使其能够具有较高的磁场强度，进而扩大自身的应用范围，降低能耗及成本，提升产品附加值，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种平环超导磁选机，以达到使其能够具有较高的磁场强度，进而扩大自身的应用范围，降低能耗及成本，提升产品附加值的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种平环超导磁选机，包括：

超导装置，包括壳体、设置在所述壳体内的超导磁体及用于冷却所述超导磁体的液体冷却介质，所述壳体外设置有铁屏，所述超导装置上开设有水平贯穿所述壳体、所述超导磁体以及所述铁屏的分选腔；

分选装置，包括支架、可转动地设置在所述支架上并穿过所述分选腔的环形分选室以及驱动所述环形分选室围绕自身轴向旋转的驱动装置，所述环形分选室内设置有高导磁性介质；

进料及收集装置，包括设置在所述环形分选室上方的进料管和尾矿冲洗管以及设置在所述环形分选室下方的精矿收料装置和尾矿收料装置，所述进料管与所述精矿收料装置沿所述环形分选室的转动方向依次设置在所述超导装置两侧的高磁场区域内，所述尾矿冲洗管及所述尾矿收料装置上下对应的设置在所述精矿收料装置远离所述超导装置一侧的低磁场区域内。

优选的，所述壳体包括室温杜瓦、设置在所述室温杜瓦内的.K杜瓦以及设置在所述室温杜瓦和所述.K杜瓦之间的冷屏，所述超导磁体及所述液体冷却介质均设置在所述.K杜瓦内。

优选的，所述超导装置还包括具有二级冷头用于冷却所述超导磁体的制冷机。

优选的，所述制冷机固定在所述室温杜瓦上，其制冷端的一级冷头用于对所述冷屏制冷，二级冷头设置在所述冷屏内用于对蒸发的液体冷却介质冷凝液化形成封闭式循环。

优选的，所述超导磁体的两端分别通过电流正极引线以及电流负极引线与外接电源的正极和负极相连。

优选的，所述进料及收集装置还包括中矿冲洗管以及中矿收料装置，所述中矿冲洗管位于所述环形分选室的上方并沿所述环形分选室的转动方向设置在所述精矿收料装置前方的高磁场区域内，所述中矿收料装置对应所述中矿冲洗管设置在所述精矿收料装置与所述尾矿收料装置之间。

优选的，所述中矿冲洗管为低压冲洗管，所述尾矿冲洗管为高压冲洗管。

优选的，所述环形分选室包括分选环及多个分选盒，所述分选环包括内圈、外圈以及用于连接内外圈的多根中间支撑隔条，所述分选盒设置在所述中间支撑隔条上且每个所述分选盒内均设置有所述高导磁性介质。

优选的，所述分选环为单环式结构，并列式结构或者平行式结构。

优选的，所述分选环的内壁或者外壁上设置有齿圈，所述驱动装置的输出端设置有与所述齿圈配合的齿轮，所述驱动装置通过所述齿轮与所述齿圈配合驱动所述分选环转动。

优选的，所述超导装置设置有多个，与之对应的，所述进料及收集装置设置有多个，多个所述超导装置及与其对应的所述进料及收集装置沿所述环形分选室的转动方向依次排列形成周期性结构。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的平环超导磁选机，包括超导装置、分选装置以及进料及收集装置，其中，超导装置包括壳体、设置在壳体内的超导磁体及用于冷却超导磁体的液体冷却介质，壳体外设置有铁屏，超导装置上开设有水平贯穿壳体、超导磁体以及铁屏的分选腔；分选装置包括支架、可转动地设置在支架上并穿过分选腔的环形分选室以及驱动环形分选室围绕自身轴向旋转的驱动装置，环形分选室内设置有高导磁性介质；进料及收集装置包括设置在环形分选室上方的进料管和尾矿冲洗管以及设置在环形分选室下方的精矿收料装置和尾矿收料装置，进料管与精矿收料装置沿环形分选室的转动方向依次设置在超导装置两侧的高磁场区域内，尾矿冲洗管及尾矿收料装置上下对应的设置在精矿收料装置远离超导装置一侧的低磁场区域内；

在使用过程中，矿浆经进料管进入环形分选室，环形分选室在驱动装置的驱动下，承载矿浆进入分选腔，即超导磁体中心的高磁场区域，这里的高梯度磁场将非常有效地捕获铁锈渍及其他顺磁性颗粒，而没有被吸附的精矿通过分选腔后经精矿收料装置被收集起来，随着环形分选室的转动，被捕获的顺磁性颗粒离开高磁场区域进入低磁场区域，在尾矿冲洗管的冲洗下脱离进入尾矿收料装置被收集起来，环形分选室被清洗干净等待进入下一分选周期；

通过采用超导磁体，能够使磁选机在具有更大磁场强度的同时，降低能耗及使用成本，扩大了自身的应用范围，提升了产品的附加值；对于顺磁性颗粒的清洗在低磁场区域进行，所以这些颗粒很容易清洗，缩短了清洗时间，而由于铁屏的存在，形成了屏蔽，低磁场区域与分选腔的距离很短，缩短了顺磁性颗粒从分选腔进入低磁场区域所需要的时间，进一步缩短了工作时间，提升了工作效率；超导磁体在工作时为开环运行，电流引线一直与磁体连接，因此可以根据实际选矿情况调节磁场强度，分选效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的平环超导磁选机的主视图；

图2为本发明实施例提供的平环超导磁选机的俯视图；

图3为本发明实施例提供的平环超导磁选机结构简图；

图4为本发明实施例提供的平环超导磁选机中超导装置的剖视图；

图5为本发明实施例提供的平环超导磁选机中的分选环采用平行结构时的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种平环超导磁选机，以达到使其能够具有较高的磁场强度，进而扩大自身的应用范围，降低能耗及成本，提升产品附加值的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的平环超导磁选机的主视图；图2为本发明实施例提供的平环超导磁选机的俯视图。

本发明提供的一种平环超导磁选机，包括超导装置、分选装置以及进料及收集装置。

其中，超导装置包括壳体3、设置在壳体3内的超导磁体9及用于冷却超导磁体9的液体冷却介质，超导磁体9可以采用多种结构，比如螺管型等，壳体3外设置有铁屏6，超导磁体9产生的磁场通过铁屏6形成磁回路，提高分选腔4的磁场强度，降低其他区域的磁场，超导装置上开设有水平贯穿壳体3、超导磁体9以及铁屏6的分选腔4；分选装置包括支架1、可转动地设置在支架1上并穿过分选腔4的环形分选室2以及驱动环形分选室2围绕自身轴向旋转的驱动装置7，环形分选室2内设置有高导磁性介质，驱动装置7可以通过多种方式实现，比如配备有一定减速比的减速器的电机以及液压马达都可以作为环形分选室2的驱动装置7；进料及收集装置包括设置在环形分选室2上方的进料管10和尾矿冲洗管12以及设置在环形分选室2下方的精矿收料装置13和尾矿收料装置15，进料管10与精矿收料装置13沿环形分选室2的转动方向依次设置在超导装置两侧的高磁场区域A内，尾矿冲洗管12及尾矿收料装置15上下对应的设置在精矿收料装置13远离超导装置一侧的低磁场区域B内。

与现有技术相比，本发明提供的平环超导磁选机，在使用过程中，请参阅图3，图3为本发明实施例提供的平环超导磁选机结构简图，其中箭头所示方向为环形分选室2转动方向，矿浆经进料管10进入环形分选室2，环形分选室2在驱动装置7的驱动下，承载矿浆进入分选腔4，即超导磁体9中心的高磁场区域A，这里的高梯度磁场将非常有效地捕获铁锈渍及其他顺磁性颗粒，而没有被吸附的精矿通过分选腔4后经精矿收料装置13被收集起来，随着环形分选室2的转动，被捕获的顺磁性颗粒离开高磁场区域A进入低磁场区域B，在尾矿冲洗管12的冲洗下脱离进入尾矿收料装置15被收集起来，环形分选室2被清洗干净等待进入下一分选周期；通过采用超导磁体9，能够使磁选机在具有更大磁场强度的同时，降低能耗及使用成本，扩大了自身的应用范围，提升了产品的附加值；对于顺磁性颗粒的清洗在低磁场区域B进行，所以这些颗粒很容易清洗，缩短了清洗时间，而由于铁屏6的存在，形成了屏蔽，低磁场区域B与分选腔4的距离很短，缩短了顺磁性颗粒从分选腔4进入低磁场区域B所需要的时间，进一步缩短了工作时间，提升了工作效率；超导磁体9在工作时为开环运行，电流引线一直与磁体连接，因此可以根据实际选矿情况调节磁场强度，分选效果好。

壳体3主要起到容纳超导磁体9及液体冷却介质并使超导磁体9保持低温的作用，为了较好地达到这一目的，在本发明实施例中，请参阅图,4，图4为本发明实施例提供的平环超导磁选机中超导装置的剖视图，壳体3包括室温杜瓦301、4.2K杜瓦303以及冷屏302，其中，4.2K杜瓦303设置在室温杜瓦301内，冷屏302设置在室温杜瓦301和4.2K杜瓦303之间，超导磁体9及液体冷却介质均设置在4.2K杜瓦303内，通过设置两层杜瓦，能够尽可能地减少其中的液体冷却介质与外界发生热交换，使其保持在低温液体状态。

进一步的，超导装置还包括具有二级冷头用于冷却超导磁体9的制冷机5，在本发明实施例中，制冷机5与液体冷却介质相互配合组成了超导磁体9的冷源。

优选的，在本发明实施例中，制冷机5固定在室温杜瓦301上，其制冷端的一级冷头用于对冷屏302制冷，二级冷头设置在冷屏302内用于对蒸发的液体冷却介质冷凝液化形成封闭式循环，通过这种布置结构，在工作过程中，液体冷却介质，如液氦等，不会挥发到超导装置外，也就不用因此对液体冷却介质进行周期性补充，减少了运行成本及维护时间。

在工作过程中，超导磁体9的两端分别通过电流正极引线8a以及电流负极引线8b与外接电源的正极和负极相连，并始终保持连接，这样可以根据实际矿物性能随时通过调节工作电流的大小来励磁、退磁、更改磁场大小，进而调节出与其匹配的磁场强度，使得其分选效果最佳，运行更加灵活、操作简单，便于现场人员控制。

在环形分选室2经过精矿收料装置13离开高磁场区域A之前，可能会有一部分精矿未能及时落下，导致回收率低，造成浪费，因此，在本发明实施例中，进料及收集装置还包括中矿冲洗管11以及中矿收料装置14，中矿冲洗管11位于环形分选室2的上方并沿环形分选室2的转动方向设置在精矿收料装置13前方的高磁场区域A内，中矿收料装置14对应中矿冲洗管11设置在精矿收料装置13与尾矿收料装置15之间，这样，当环形分选室2转动到中矿冲洗管11下方时，通过中矿冲洗管11的冲洗，能够将夹带的未能及时落下的精矿冲洗下来，提高回收率，减少浪费。

进一步的，为了避免水压过大，将顺磁性颗粒也冲洗出来，在本发明实施例中，中矿冲洗管11为低压冲洗管，尾矿冲洗管12为高压冲洗管。

环形分选室2可以采用多种结构，在本发明实施例中，环形分选室2包括分选环及多个分选盒，分选环包括内圈、外圈以及用于连接内外圈的多根中间支撑隔条，分选环的内外圈及中间支撑隔条都是由不导磁材料制成的，分选盒设置在中间支撑隔条上且每个分选盒内均设置有高导磁性介质，这里的高导磁性介质可以为钢毛、钢板网、齿形板等等。

分选环可以采用多种结构，在本发明实施例中，分选环可以为单环式结构，并列式结构或者平行式结构，采用并列式结构，可以多环同时进行分选，提高工作效率，而采用平行式结构，请参阅图5，图5为本发明实施例提供的平环超导磁选机中的分选环采用平行结构时的示意图，除了可以提高工作效率，还可以对中矿进行二次精选，提升回收率，减少浪费。

在本发明实施例中，分选环与驱动装置7之间是通过行星齿轮结构进行传动的，分选环的内壁或者外壁上设置有齿圈，驱动装置7的输出端设置有与齿圈配合的齿轮，驱动装置7通过齿轮与齿圈配合驱动分选环转动。

为了进一步的提升分选效率，在本发明实施例中，超导装置设置有多个，与之对应的，进料及收集装置设置有多个，多个超导装置及与其对应的进料及收集装置沿环形分选室2的转动方向依次排列形成周期性结构。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种平环超导磁选机，其特征在于，包括：

超导装置，包括壳体(3)、设置在所述壳体(3)内的超导磁体(9)及用于冷却所述超导磁体(9)的液体冷却介质，所述壳体(3)外设置有铁屏(6)，所述超导装置上开设有水平贯穿所述壳体(3)、所述超导磁体(9)以及所述铁屏(6)的分选腔(4)；

分选装置，包括支架(1)、可转动地设置在所述支架(1)上并穿过所述分选腔(4)的环形分选室(2)以及驱动所述环形分选室(2)围绕自身轴向旋转的驱动装置(7)，所述环形分选室(2)内设置有高导磁性介质；

进料及收集装置，包括设置在所述环形分选室(2)上方的进料管(10)和尾矿冲洗管(12)以及设置在所述环形分选室(2)下方的精矿收料装置(13)和尾矿收料装置(15)，所述进料管(10)与所述精矿收料装置(13)沿所述环形分选室(2)的转动方向依次设置在所述超导装置两侧的高磁场区域(A)内，所述尾矿冲洗管(12)及所述尾矿收料装置(15)上下对应的设置在所述精矿收料装置(13)远离所述超导装置一侧的低磁场区域(B)内。

2.根据权利要求1所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述壳体(3)包括室温杜瓦(301)、设置在所述室温杜瓦(301)内的4.2K杜瓦(303)以及设置在所述室温杜瓦(301)和所述4.2K杜瓦(303)之间的冷屏(302)，所述超导磁体(9)及所述液体冷却介质均设置在所述4.2K杜瓦(303)内。

3.根据权利要求2所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述超导装置还包括具有二级冷头用于冷却所述超导磁体(9)的制冷机(5)。

4.根据权利要求3所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述制冷机(5)固定在所述室温杜瓦(301)上，其制冷端的一级冷头用于对所述冷屏(302)制冷，二级冷头设置在所述冷屏(302)内用于对蒸发的液体冷却介质冷凝液化形成封闭式循环。

5.根据权利要求1所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述超导磁体(9)的两端分别通过电流正极引线(8a)以及电流负极引线(8b)与外接电源的正极和负极相连。

6.根据权利要求1所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述进料及收集装置还包括中矿冲洗管(11)以及中矿收料装置(14)，所述中矿冲洗管(11)位于所述环形分选室(2)的上方并沿所述环形分选室(2)的转动方向设置在所述精矿收料装置(13)前方的高磁场区域(A)内，所述中矿收料装置(14)对应所述中矿冲洗管(11)设置在所述精矿收料装置(13)与所述尾矿收料装置(15)之间。

7.根据权利要求6所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述中矿冲洗管(11)为低压冲洗管，所述尾矿冲洗管(12)为高压冲洗管。

8.根据权利要求1所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述环形分选室(2)包括分选环及多个分选盒，所述分选环包括内圈、外圈以及用于连接内外圈的多根中间支撑隔条，所述分选盒设置在所述中间支撑隔条上且每个所述分选盒内均设置有所述高导磁性介质。

9.根据权利要求8所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述分选环为单环式结构，并列式结构或者平行式结构。

10.根据权利要求8所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述分选环的内壁或者外壁上设置有齿圈，所述驱动装置(7)的输出端设置有与所述齿圈配合的齿轮，所述驱动装置(7)通过所述齿轮与所述齿圈配合驱动所述分选环转动。

11.根据权利要求1所述的平环超导磁选机，其特征在于，所述超导装置设置有多个，与之对应的，所述进料及收集装置设置有多个，多个所述超导装置及与其对应的所述进料及收集装置沿所述环形分选室(2)的转动方向依次排列形成周期性结构。