CN106810963A - 一种用于磁选机磁辊表面的涂层 - Google Patents

一种用于磁选机磁辊表面的涂层 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磁选机设备领域，公开了一种用于磁选机磁辊表面的涂层，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯13‑16份、锌粉25‑27份、铬粉14‑16份、铝粉10‑12份、锡粉6‑8份、PTFE树脂30‑35份、有机硅树脂10‑15份、固化剂1.0‑1.5份、抗氧化剂0.8‑1.0份、消泡剂0.5‑0.8份、流平剂0.4‑0.7份、催干剂0.01‑0.03份、余量为溶剂，磁辊作为磁选机的关键部件，其性能以及使用寿命直接影响磁选机的工作效率以及使用成本，本发明利用氧化石墨烯很高的电子与空穴载流子迁移率以及超强的硬度，减少磁辊在磁场中旋转而产生的涡流，以降低磁辊的驱动功率及发热程度，减少能耗，同时防止矿粒的冲刷对磁辊产生巨大磨损，降低使用寿命，并避免磁场梯度急骤下降，影响矿物的分选指标。

Description

一种用于磁选机磁辊表面的涂层
技术领域
本发明涉及磁选机设备领域，具体涉及一种用于磁选机磁辊表面的涂层。
背景技术
磁选机是使用于再利用粉状粒体中的除去铁粉等，磁选机广泛用于资源回收，木材业、矿业、窑业、化学、食品等其他工场，适用于粒度3mm以下的磁铁矿、磁黄铁矿、焙烧矿、钛铁矿等物料的湿式磁选，也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业，是产业界使用最广泛的、通用性高的机种之一。磁选机的种类繁多按照磁铁的种类来分可以分为：永磁磁选机和电磁除铁机；按照矿的干湿来分类可以分为：干式除铁机，湿式除铁机；按照磁系来分类可以分为：筒式磁选机机，辊式磁选机机和筒辊式磁选机机及平板磁选机；按照磁系数量来分类可以分为：单筒磁选机，双筒磁选机和组合式多筒磁选机；按照给矿方式分类可以分为：上部给矿磁选机，下部给矿磁选机；按照磁场强度分类可以分为：弱磁磁选机，中磁磁选机和强磁磁选机；按照磁系的分类可以分为：开放式磁路磁选机，闭合时磁路磁选机。磁选机磁辊为全磁开路式系列，在干选机中配合从动辊进行皮带式脱矿，在水选中配合脱矿刮板或脱矿毛刷卸矿，辊的全磁设计使矿物几乎直接与磁源接触，加之皮带承载性能，使得其损坏程度最为严重，而磁辊是磁选机的关键部件，它不仅影响着磁选机的工作效率，还决定着矿物的分选指标。
因此，对于磁辊的保护显得尤为重要，最直接的保护就是使用涂层，而现有的磁辊涂层耐磨性差，易刻划，严重影响磁选机的磁性筛选。
发明内容
为了解决背景技术提到的现有磁选机磁辊存在的问题，本发明提供了一种用于磁选机磁辊表面的涂层，利用氧化石墨烯很高的电子与空穴载流子迁移率以及超强的硬度，使磁选机的性能得到飞跃性提高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯13-16份、锌粉25-27份、铬粉14-16份、铝粉10-12份、锡粉6-8份、PTFE树脂30-35份、有机硅树脂10-15份、固化剂1.0-1.5份、抗氧化剂0.8-1.0份、消泡剂0.5-0.8份、流平剂0.4-0.7份、催干剂0.01-0.03份、余量为溶剂。
作为对上述方案的进一步描述，该涂层制备方法包括以下步骤：
（1）称取上述重量份的锌粉、铬粉、铝粉、锡粉，加入三分之一溶剂调成糊状，然后加入PTFE树脂、有机硅树脂搅拌均匀，得到粘稠液待用；（2）称取新制备的氧化石墨烯加入上述粘稠液中，再加入消泡剂、流平剂、催干剂和三分之一溶剂，先用300-400 rpm的慢速搅拌均匀，然后用1000 -1200rpm的高速搅拌20-30min，充分分散；
（3）称取上述重量的固化剂和抗氧化剂，使用剩余溶剂搅拌均匀，在搅拌速度为300-400rpm下，将固化剂混合液缓慢加入到步骤（2）溶液中，继续在速度为1000-1200rpm下搅拌20-30min 至混合均匀即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述新制氧化石墨烯是通过现有的预处理、低温、中温、高温四步法合成的，其中石墨烯：过硫酸钾：五氧化二磷摩尔质量比为36-40：0.8-1.0：4.5-5.0。
作为对上述方案的进一步描述，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和异丙醇混合液，其质量百分比分别为：30-40%、20-30%、30-50%。
本发明的有益效果：磁辊作为磁选机的关键部件，其性能以及使用寿命直接影响磁选机的工作效率以及使用成本，氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性，具有优越的分散性，并且单层氧化石墨烯的厚度非常薄，约为0.35nm，但强度却与金刚石相当，非常坚硬，本发明合成的氧化石墨烯具有非常高的载流子迁移率，因此即使载流子密度非常小，也能确保一定的导电率，这种材料是非常罕见的，本发明利用氧化石墨烯很高的电子与空穴载流子迁移率以及超强的硬度，减少磁辊在磁场中旋转而产生的涡流，以降低磁辊的驱动功率及发热程度，减少能耗，同时防止矿粒的冲刷对磁辊产生巨大磨损，降低使用寿命，并避免磁场梯度急骤下降，影响矿物的分选指标。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯13份、锌粉25份、铬粉14份、铝粉10份、锡粉6份、PTFE树脂30份、有机硅树脂10份、固化剂1.0份、抗氧化剂0.8份、消泡剂0.5份、流平剂0.4份、催干剂0.01份、余量为溶剂。
作为对上述方案的进一步描述，该涂层制备方法包括以下步骤：
（1）称取上述重量份的锌粉、铬粉、铝粉、锡粉，加入三分之一溶剂调成糊状，然后加入PTFE树脂、有机硅树脂搅拌均匀，得到粘稠液待用；（2）称取新制备的氧化石墨烯加入上述粘稠液中，再加入消泡剂、流平剂、催干剂和三分之一溶剂，先用300rpm的慢速搅拌均匀，然后用1000 rpm的高速搅拌20min，充分分散；
（3）称取上述重量的固化剂和抗氧化剂，使用剩余溶剂搅拌均匀，在搅拌速度为300rpm下，将固化剂混合液缓慢加入到步骤（2）溶液中，继续在速度为1000rpm下搅拌20min 至混合均匀即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述新制氧化石墨烯是通过现有的预处理、低温、中温、高温四步法合成的，其中石墨烯：过硫酸钾：五氧化二磷摩尔质量比为36：0.8：4.5。
作为对上述方案的进一步描述，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和异丙醇混合液，其质量百分比分别为：30%、20%、50%。
实施例2
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯14.5份、锌粉26份、铬粉15份、铝粉11份、锡粉7份、PTFE树脂32份、有机硅树脂13份、固化剂1.25份、抗氧化剂0.9份、消泡剂0.65份、流平剂0.55份、催干剂0.02份、余量为溶剂。
作为对上述方案的进一步描述，该涂层制备方法包括以下步骤：
（1）称取上述重量份的锌粉、铬粉、铝粉、锡粉，加入三分之一溶剂调成糊状，然后加入PTFE树脂、有机硅树脂搅拌均匀，得到粘稠液待用；（2）称取新制备的氧化石墨烯加入上述粘稠液中，再加入消泡剂、流平剂、催干剂和三分之一溶剂，先用350 rpm的慢速搅拌均匀，然后用1100rpm的高速搅拌25min，充分分散；
（3）称取上述重量的固化剂和抗氧化剂，使用剩余溶剂搅拌均匀，在搅拌速度为350rpm下，将固化剂混合液缓慢加入到步骤（2）溶液中，继续在速度为1100rpm下搅拌25min 至混合均匀即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述新制氧化石墨烯是通过现有的预处理、低温、中温、高温四步法合成的，其中石墨烯：过硫酸钾：五氧化二磷摩尔质量比为38：0.9：4.8。
作为对上述方案的进一步描述，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和异丙醇混合液，其质量百分比分别为：35%、25%、40%。
实施例3
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯16份、锌粉27份、铬粉16份、铝粉12份、锡粉8份、PTFE树脂35份、有机硅树脂15份、固化剂1.5份、抗氧化剂1.0份、消泡剂0.8份、流平剂0.7份、催干剂0.03份、余量为溶剂。
作为对上述方案的进一步描述，该涂层制备方法包括以下步骤：
（1）称取上述重量份的锌粉、铬粉、铝粉、锡粉，加入三分之一溶剂调成糊状，然后加入PTFE树脂、有机硅树脂搅拌均匀，得到粘稠液待用；（2）称取新制备的氧化石墨烯加入上述粘稠液中，再加入消泡剂、流平剂、催干剂和三分之一溶剂，先用400 rpm的慢速搅拌均匀，然后用1200rpm的高速搅拌30min，充分分散；
（3）称取上述重量的固化剂和抗氧化剂，使用剩余溶剂搅拌均匀，在搅拌速度为400rpm下，将固化剂混合液缓慢加入到步骤（2）溶液中，继续在速度为1200rpm下搅拌30min 至混合均匀即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述新制氧化石墨烯是通过现有的预处理、低温、中温、高温四步法合成的，其中石墨烯：过硫酸钾：五氧化二磷摩尔质量比为40：1.0：5.0。
作为对上述方案的进一步描述，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和异丙醇混合液，其质量百分比分别为：40%、30%、30%。
对比例1
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，与实施例1区别仅在于组分中不添加本发明制得的氧化石墨烯。
对比例2
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，与实施例2区别仅在于组分中不添加本发明制得的氧化石墨烯。
对比例3
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，与实施例3区别仅在于组分中不添加本发明制得的氧化石墨烯。
对比试验
分别使用实施例和对比例的涂层材料涂布在磁选机磁辊上，涂层厚度保持一致，将使用性能对比记录如下表所示：
项目 功率损耗降低（%） 养护频率（次/年） 矿产率（%） 使用年限延长（年）
实施例1 230 3 89 2
对比例1 对照 6 67 对照
实施例2 240 2 91 3
对比例2 对照 5 69 对照
实施例3 235 3 90 2
对比例3 对照 6 68 对照
通过对比试验可以发现：使用本发明的涂层材料涂布在磁选机磁辊表面，显著提高了工作效率，并且降低了工作能耗，利用使用时间延长2-3年，并且养护次数缩短至2-3次/年，这对于磁选机易损耗带来巨大的养护成本起到极大的降低作用，并且分选指标不受使用时间的影响，因此，本发明是一种极为值得推广使用的技术。

Claims (4)

1.一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯13-16份、锌粉25-27份、铬粉14-16份、铝粉10-12份、锡粉6-8份、PTFE树脂30-35份、有机硅树脂10-15份、固化剂1.0-1.5份、抗氧化剂0.8-1.0份、消泡剂0.5-0.8份、流平剂0.4-0.7份、催干剂0.01-0.03份、余量为溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，该涂层制备方法包括以下步骤：
（1）称取上述重量份的锌粉、铬粉、铝粉、锡粉，加入三分之一溶剂调成糊状，然后加入PTFE树脂、有机硅树脂搅拌均匀，得到粘稠液待用；（2）称取新制备的氧化石墨烯加入上述粘稠液中，再加入消泡剂、流平剂、催干剂和三分之一溶剂，先用300-400 rpm的慢速搅拌均匀，然后用1000 -1200rpm的高速搅拌20-30min，充分分散；
（3）称取上述重量的固化剂和抗氧化剂，使用剩余溶剂搅拌均匀，在搅拌速度为300-400rpm下，将固化剂混合液缓慢加入到步骤（2）溶液中，继续在速度为1000-1200rpm下搅拌20-30min 至混合均匀即得。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述新制氧化石墨烯是通过现有的预处理、低温、中温、高温四步法合成的，其中石墨烯：过硫酸钾：五氧化二磷摩尔质量比为36-40：0.8-1.0：4.5-5.0。
4.根据权利要求1所述的一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和异丙醇混合液，其质量百分比分别为：30-40%、20-30%、30-50%。
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